杭州电子科技大学徐平获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114998292B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210707582.1,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统是由徐平;陈成;吴修柯;陈逸璇;张曼莉;黄成奇;刘亦安;严明;祝磊;薛凌云设计研发完成,并于2022-06-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统。本发明提出基于残差双注意力机制的分割模型,包括主干网络模块BackBone和残差双注意力模块,所述残差双注意力模块包括并联的第一注意力模块、第二注意力模块,以及融合模块;所述两个并行的注意力模块输入为所述BackBone模块的输出特征X,输出为分割结果。本发明通过构建残差双注意力机制模块,解决了网络随深度的加深会出现的梯度消失的问题,使得特征随着层层前向传播得到完整保留的信息越来越少的问题得到解决,从而使得新特征能够更加准确完整,分割出的钙化区域更加精确。
本发明授权一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统在权利要求书中公布了:1.一种基于残差双注意力机制的心血管钙化斑块检测系统,其特征在于包括: 数据获取以及预处理模块,用于获取心血管的DICOM数据,然后将其转化为CTA图像以及对应的mask子图;然后对mask子图进行二值化处理; 心血管钙化斑块分割模块,用于利用训练好的基于残差双注意力机制的分割模型实现对上述CTA图像的心血管钙化区域进行特征提取; 所述基于残差双注意力机制的分割模型,输入为CTA图像以及对应的mask子图,输出为分割结果;所述基于残差双注意力机制的分割模型包括主干网络模块BackBone和残差双注意力模块; 所述主干网络模块BackBone包括依次级连的卷积层、最大池化层、四个叠加层、池化层; 所述残差双注意力模块包括并联的第一注意力模块、第二注意力模块,以及融合模块;所述第一注意力模块、第二注意力模块的输入为所述BackBone模块的输出特征X,输出为分割结果; 所述第一注意力模块包括一个卷积层和一个softmax层;将所得特征映射通过计算输出第一注意力模块最终特征;具体是: 1大小为C×H×W的原始特征A,通过所述卷积层生成两个新特征映射B和F,接着把所述两个新特征映射B和F变形为C×N,其中N=H×W是像素数量,然后在F的转置和B之间使用矩阵相乘,再通过所述softmax层来计算空间注意力映射sjiN×N: 其中sji表示衡量第一注意力模块第i个位置对第j个位置的影响,Bi和Fj分别是B上的第i个位置的局部特征和F上第j个位置的局部特征; 2原始特征A通过所述一个卷积层来生成大小为C×H×W的新特征映射D,并变形为C×N,接着D的各个位置上的局部特征Di和转置后sji的各个位置使用矩阵相乘,并将结果变形为C×H×W,最后乘以放缩参数α,并与原始特征A的各个位置上的局部特征Aj相加来获取第j个位置上的最终输出大小为C×H×W的 其中Aj表示A第j个位置的局部特征,Di表示D第i个位置的局部特征;按照上述公式,遍历j,合并得到最终输出E1; 所述第二注意力模块直接将原始特征通过计算输出第二注意力模块最终输出;具体是: 将原始特征A变形成C×N,接着将原始特征A与原始特征A的转置使用矩阵乘法,通过所述softmax层来获取通道注意力映射大小为C×C的xji: 其中xji衡量第二注意力模块第i个通道对第j个通道的影响,Ai和Aj分别是原始特征A第i个位置和第j个位置的局部特征; 对xji的转置和Ai用矩阵乘法并将结果变形成C×H×W,然后使用放缩参数β乘结果并与Aj逐元素相加获第二注意力模块第j个位置最终输出大小为C×H×W的 按照上述公式,遍历j,合并得到最终输出E2; 所述融合模块是将所述第一注意力模块最终输出E1和所述第二注意力模块最终输出E2与原始特征A相加得到一个新的特征,再将第一注意力模块得到的结果E1和第二注意力模块得到的结果E2和这个新的特征分别上采样再将三组结果相加到分割结果; 钙化积分计算模块,用于将分割后的钙化区域进行钙化程度计算;具体是: 1设置CT值分割阈值a1、a2、a3,0<a1<a2<a3; 2获取所述基于注意力机制的分割模型分割得到多个钙化区域,确定上述各钙化区域的平均CT值;按照预设的CT值分割阈值将上述钙化区域进行划分,得到平均CT值在0,a1],a1,a2],a2,a3],a3,+∞]的4个钙化分区; 3对平均CT值在0,a1],a1,a2],a2,a3],a3,+∞]的4个钙化分区分别进行权重系数赋分; 4将DICOM图像像素值转换为CT值;再通过像素点得到钙化斑块分割结果的钙化区域面积; 5根据所述钙化区域面积以及权重系数赋分进行Agatston积分计算; AS=Σ钙化面积×权重系数 其中权重系数赋分根据病变的CT值设定。
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