Использование машинного обучения для сегментации ультразвуковых изображений скелетной мышцы

Автор: Мищенко Е.А., Демин И.Ю.

Журнал: Проблемы информатики @problem-info

Рубрика: Прикладные информационные технологии

Статья в выпуске: 3 (64), 2024 года.

Бесплатный доступ

В данной статье рассмотрены вопросы применения методов машинного обучения для сегментации ультразвуковых изображений скелетных мышц человека. Актуальность данного исследования заключается в сложности и длительности расшифровки медицинских материалов, а также субъективности и ошибках. Целью статьи является создание точной и эффективной модели сегментации здоровых скелетных мышц с использованием машинного обучения для метода ультразвукового исследования медицинской визуализации. Дтя построения модели сегментации скелетных мышц использовались архитектура U-net с различным количеством сверточных слоев, а также сеть U-net++, которая представляет собой модификацию классической U-net. Для обучения нейронной сети был использован набор данных ультразвуковых снимков скелетных мышц из открытых источников, для проверки были использованы ультразвуковые изображения скелетных мышц добровольцев с помощью акустической системы Verasonics. Были проведены обучение, анализ и тестирование модели нейросети, сравнение результатов обучения при различных модификациях и гиперпараметрах. Основным результатом исследования является получение эффективной модели нейросети и подтверждение потенциала ее применения для сегментирования ультразвуковых изображений скелетных мышц.

Еще

Машинное обучение, скелетная мышца, сегментация ультразвуковых изображений, сверточная нейронная сеть

Короткий адрес: https://sciup.org/143183465

IDR: 143183465   |   DOI: 10.24412/2073-0667-2024-3-47-57

Список литературы Использование машинного обучения для сегментации ультразвуковых изображений скелетной мышцы

  • Shah et al. Artificial intelligence and machine learning in clinical development: translational perspective / / NP J digital medicine. 2019. 2. N 1. 69.
  • Hill Bjember Dzh., Haar G. Ul'trazvuk v Fizicheskie osnovy primenenija: uchebnik. Moscow: Fizmatlit, 2008. 544
  • Prakticheskoe rukovodstvo ul'trazvukovoj diagnostike. Obshhaja ul'trazvukovaja diagnostika. In V. V. Mit'kova (es). Moscow: Vidar-M, 2011. 720
  • Vasil 'ev Ju. i dr. Artefakty v ul 'trazvukovoj diagnostike. Moscow: FGOU VUNMC Roszdrava. 2006.
  • Cronin N. J. , Finni Seynnes Fully automated analysis of muscle architecture from B-mode ultrasound images with deep learning / / arXiv preprint arXiv:2009.04790. 2020.
  • Mayeuf-Louchart et al. MuscleJ: analysis method to study skeletal muscle with new Fiji tool // Skeletal muscle. 2018. 8. 1--11.
  • Mischenko Demin I. Yu. Ispol 'zovanie mashinnogo obuchenija dlja segmentacii UZI izobrazhenij skeletnoj myshcy // Trudy XXIII Mezhdunarodnoj konferencii (N. Novgorod, 13- 16 nojabrja 2023 g.). Nizhnij Novgorod: Nizhegorodskogo universiteta, 2023. 106- 111.
  • Avetisjan S. Segmentirovanie ob'emnyh medicinskih izobrazhenij s ispol'zovaniem svertochnyh nejronnyh set ej. Master's degree, MGU im. Lomonosova Fakul'tet VMK. 2018. 58.
  • Ronneberger Fischer Brox U-net: Convolutional networks for image segmentation / / Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention- MICCAI 2015: 18th International Conference, Munich, Germany, October 5- 9, 2015, Proceedings, Part III 18. Springer International 2015. 234- 241.
  • Punn N. S., Agarwal S. Modality specific U-Net variants for image segmentation: survey / / Artificial Intelligence Review. 2022. 55. N 7. 5845- 5889.
  • Zhou z. et al. Unet++: nested u-net architecture for medical image segmentation / / Deep Learning in Medical Image Analysis and Multimodal Learning for Clinical Decision Support: 4th International Workshop, DLMIA 2018, and 8th International Workshop, ML-CDS 2018, Held in Conjunction with MICCAI 2018, Granada, Spain, September 20, 2018, Proceedings 4. Springer International 2018. 3- 11.
  • Hoorali F., Khosravi Moradi Automatic microscopic diagnosis of diseases using an improved UNet++ architecture / / Tissue and Cell. 2022. 76. 101816.
  • Kozlova V., Kunica Ju., LukasheviCh U-net dlja reshenija zadachi segmentacii medicinskih izobrazhenij / / Pjataja Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija "BIG DATA and Advanced Analytics. DATA i analiz vysokogo urovnja". Minsk, Belarus'. 2019.
  • Kalackaja L. V., Novikov V. Sadov V. S. Organizacija i obuchenie iskusstvennyh nejronnyh setej: Jeksperimental'noe uchebnoe / Minsk: BGU. 2003. 52- 72.
Еще
Статья научная