基于迁移学习及深度卷积神经网络的乳腺肿瘤诊断方法

简介：
本研究提出了一种结合迁移学习与深度卷积神经网络的方法，旨在提高乳腺肿瘤诊断的准确性。通过利用预训练模型和大规模数据集，该方法能够有效识别影像中的微小病变特征，为临床提供精准可靠的辅助决策支持。 乳腺肿瘤计算机辅助诊断(CAD)系统在医学检测和诊断中的应用越来越重要。为了区分核磁共振图像(MRI)中的肿瘤与非肿瘤区域，我们利用深度学习及迁移学习方法设计了一种新型的乳腺肿瘤CAD系统： 1. 对数据集进行不平衡处理以及增强操作。 2. 在MRI数据集中使用卷积神经网络（CNN）提取特征，并通过相同的支持向量机分类器计算每层CNN特征图的F1分数，选取性能最佳的一层作为微调节点。在此基础上连接新设计的全连接层构成新的网络结构。 3. 新增两层全连接层以实现迁移学习并加载预训练权重至该模型中。 4. 采用固定微调节点前的所有层级不可调整参数的方式进行优化，而之后的部分则可以继续训练。 实验结果表明基于VGG16、Inception V3及ResNet50构建的CAD系统均优于现有主流方案。尤其值得一提的是利用VGG16和ResNet50搭建的模型表现出色，并且二次迁移学习能够进一步提升以VGG16为基础设计系统的性能水平。