业务和功能介绍
立项背景与目标
针对乳腺癌临床诊断中存在的主观性强、效率低下、多模态数据(超声/钼靶/文本)难以整合三大痛点,本项目旨在开发一套基于多模态融合模型的乳腺病变智慧诊断系统。核心目标是通过AI实现病灶的精准、自动识别与分类,为医生提供高效的“第二意见”,助力提升早期诊断率。
软件功能与核心模块
本系统是一个端到端的智能辅助诊断平台,其核心智能由我主导的数据与算法引擎驱动:
多模态数据预处理模块:自动标准化处理DICOM影像与临床文本,为模型提供“干净数据”。
AI智能分析引擎(核心):
病灶分割模块:精准勾勒病灶边界。
多模态融合分类模块:深度融合影像与文本特征,实现良恶性判别与BI-RADS分级。
结构化报告生成模块:一键输出含关键特征与诊断建议的标准化报告。
业务流程与路径
数据输入:医生前端上传患者多模态数据。
智能分析:后台自动完成数据预处理、特征提取与多模态融合分析。
决策辅助:界面直观展示分割结果、可解释热力图、分类结论及结构化报告。
   项目实现
整体架构与技术栈
项目采用三层架构,我核心技术栈如下:
数据处理层:Python (PyTorch, OpenCV),用于医学影像处理与数据增强。
核心算法层:
视觉模型:基于 PyTorch 框架,使用 ResNet 与 U-Net 进行影像特征提取与分割。
文本模型:采用预训练的 BERT 模型提取文本语义特征。
融合模型:自建网络,利用 交叉注意力机制 实现特征级融合。
应用层:使用 FastAPI 将模型封装为高性能接口。
我的负责模块与量化结果
我全面负责数据处理管道搭建与核心多模态融合算法的研发。
数据工程成果:我构建了自动化数据处理流水线,高效处理了5000+例多模态数据,通过清洗与增强策略,将数据集质量提升了30%,为模型训练奠定了坚实基础。
算法性能成果:
我实现的病灶分割模型,在测试集上的 Dice系数达到0.87,精度满足临床测量需求。
我设计的多模态融合分类模型,在核心的良恶性分类任务上,取得了 AUC 0.98、准确率95.2% 的优异性能,显著优于单一模态模型。
技术难点与解决方案
难点一:多模态数据对齐与缺失。临床数据常出现模态缺失或不对应。
解决方案:我设计了灵活的多源数据加载器,并采用决策级融合作为后备方案,当某一模态缺失时,系统能自动降级为其他可用模态的决策融合,保证了系统的鲁棒性。
难点二:融合策略效果不佳。简单的特征拼接性能提升有限。
解决方案:我深入研究了注意力机制,成功引入并实现了跨模态注意力融合模块,让模型能自主学习不同模态信息间的关联与权重,最终将融合模型的分类准确率提升了约5%。