简介:摘要目的研究和搭建人工智能深度学习网络,在两个公开的大脑MRI图像数据集上实现高准确率的MRI脑肿瘤的四分类。材料与方法提出一种多尺度残差网络的MRI脑肿瘤分类模型,实现脑肿瘤的四分类任务。模型包括多尺度输入、改进残差、下采样和双通道池化共四个模块。将Kaggle中正常人和Figshare中肿瘤患者的脑部MRI图像进行数据集组合,对提出的模型进行训练和性能评估,优化网络超参数,提高分类准确率。结果在352张MRI图像上测试模型,仅使用多尺度输入模块时,得到平均分类准确率为96.59%。添加下采样模块后,准确率达到98.58%。对比最大池化、均值池化和双通道池化,准确率分别为96.02%、97.16%、98.58%。多尺度残差网络对脑肿瘤具有很好的分类效果,对胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤和正常无肿瘤图像的分类准确率分别为99.14%、99.14%、99.42%和99.42%。结论MRI是一种典型的检查脑肿瘤的医学成像方法,但放射科专家手工对脑肿瘤进行准确分类极具主观性和不确定性。提出的多尺度残差网络能为脑肿瘤自动分类提供有效的方法,且该网络提高了MRI脑肿瘤分类的准确率,很好地解决了梯度消失问题,提升了模型的泛化能力。
简介:认知诊断模型中,项目参数的方差-协方差矩阵具有很重要的作用。作为一种非参数化的方差-协方差矩阵估计方法,Bootstrap法的一个主要优势在于它不需要解析推导。比较认知诊断模型中基于解析法的经验交叉相乘信息矩阵、观察信息矩阵和三明治协方差矩阵法,与Bootstrap法在估计项目参数标准误时的表现,模拟结果显示,认知诊断模型及Q矩阵正确设定或是模型中错误设定较少时,解析法的表现优于Bootstrap法,只有在样本量N=5000的条件下,Bootstrap法的表现才基本与解析法接近;当模型中错误设定较多时,Bootstrap法也没有表现出明显的稳健性。因此,在认知诊断模型中,推荐使用基于解析法的方差-协方差矩阵估计方法,尤其是三明治协方差矩阵法;当没有现成的基于解析法的方差-协方差矩阵估计方法可用时,Bootstrap法可以作为一种粗略的估计方法使用,尤其是在样本量较小的情况下。