文章來源:傅利葉智能

每年9月21日是「世界阿爾茲海默日」。據阿爾茲海默症協會的統計,在美國,約有570萬人患有阿爾茲海默症,而全球有4680萬名阿爾茲海默症患者。

在病發初期,很多人出現健忘、多疑等癥狀,而患者通常認為是自己上了年紀,並沒有足夠重視。等到癥狀加重時,往往為時已晚。

近日,斯坦福大學的研究人員開發了一種基於深度學習的系統,可從核磁共振成像中自動檢測阿爾茲海默症及其生物標誌物,準確率高達94%。

▲ 阿爾茲海默症是最嚴重的健康問題之一

研究人員表示:「隨著深度學習和卷積神經網路(Convolutional Neural Network, CNN) 演算法在計算機視覺研究領域的最新發展,用於醫學成像應用的許多技術得到發展。然而,大部分前期研究主要集中在分割、登記、標記和病竈檢測方面。」

該團隊採用NVIDIA Tesla P100的GPU以及cuDNN-accelerated TensforFlow深度學習框架,基於Alzheimer』s Disease Neuroimaging Initiative提供的數據集,訓練3D卷積神經網路。該神經網路學會解釋大腦不同區域及其與疾病的關聯,包括與阿爾茲海默症相關的生物標誌物。

「我們的研究方法是使用最小的MRI預處理(即施加最小的預處理圖像),同時使用簡化的圖像數據增強神經網路的訓練效果。」研究人員在他們的論文中寫道。

▲ 3D-CNN的結構示意圖,藍色為卷積層,橙色為最大彙集層,最後兩層是完全連接層

與其他兩種方法相比,3D-CNN結構有更優的分類性能,也因此發現了相關疾病的生物標誌物。

研究人員表示,「我們發現大腦的海馬區在阿爾茲海默症的診斷中起到關鍵作用。通過廣泛的超參數調整和利用二進位分類的最佳模型架構,我們也對輕度認知障礙診斷的最終模型進行了微調。」

▲ 阿爾茲海默症的圖像AI診斷

該團隊表示,卷積神經網路的簡單性使得測試結果更佳,與此前開發的其他更複雜的架構相比,該系統更不易出錯。

參考資料

Stanford Researchers Develop AI that Can Help Diagnose Alzheimers Disease - NVIDIA Developer News Center

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