利用可解释深度学习进行脑出血检测与定位的医学成像研究Cerebral hemorrhage detection and localization with medical imaging for cerebrovascular disease diagnosis and treatment using explainable deep learning | Journal of the Korean Physical Society

环球医讯 / AI与医疗健康来源:link.springer.com韩国 - 英文2025-09-08 21:46:58 - 阅读时长2分钟 - 573字
本研究开发基于ResNet深度学习模型的脑出血检测系统,通过梯度类激活图(Grad-CAM)实现出血位置可视化。使用200例CT图像(含蛛网膜下腔、脑室、硬膜下、硬膜外及脑实质出血)进行训练,系统准确率达81%,敏感度67%,特异性86%,验证了可解释性人工智能在脑血管疾病诊断中的可行性,其像素级定位误差在(-4,1)范围内,为急诊救治提供技术支持。
脑出血检测脑出血定位可解释深度学习医学成像ResNet模型Grad-CAM热力图脑血管疾病诊断诊断效率提升健康辅助决策
利用可解释深度学习进行脑出血检测与定位的医学成像研究

脑出血检测与定位的医学成像研究

本研究旨在开发基于可解释深度学习的脑出血检测与定位系统。通过分析200例CT图像(含正常脑部及蛛网膜下腔、脑室、硬膜下、硬膜外及脑实质出血),构建ResNet深度学习模型。利用梯度类激活图(Grad-CAM)技术在出血部位生成热力图可视化解释,系统性能评估显示准确率达81%,敏感度67%,特异性86%。

研究构建的出血预测系统可准确识别正常脑部及五类出血部位,Grad-CAM热力图与实际出血位置的像素级重叠误差范围为(-4,1)。该研究成果验证了可解释人工智能(XAI)在医学影像中检测脑出血并可视化定位的可行性,为快速诊断和治疗提供了技术支持。

方法与结果

  1. 数据集:包含正常脑部CT图像与五种出血类型(蛛网膜下腔、脑室、硬膜下、硬膜外、脑实质)的标注数据
  2. 模型架构:采用ResNet深度学习框架,集成图像处理模块
  3. 可视化技术:通过Grad-CAM生成出血部位热力图解释
  4. 性能指标
  • 准确率:0.81
  • 敏感度:0.67
  • 特异性:0.86
  1. 定位精度:预测区域与实际位置的像素级偏差控制在(-4,1)范围内

临床意义

该系统通过可解释性AI技术实现了:

  • 出血类型的自动分类
  • 出血位置的精确定位
  • 诊断结果的可视化解释

为脑血管疾病的急诊救治提供了重要的辅助决策工具,显著提升了诊断效率。

【全文结束】

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