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结合迁移学习和多模态特征融合的肺功能预测方法研究
编辑人员丨6天前
目的:设计一种结合迁移学习和多模态特征融合的肺功能预测方法,旨在提升特发性肺纤维化(IPF)患者肺功能预测的准确性。方法:首先,对CT影像和临床文本数据进行预处理,并设计自适应模块寻找最适合IPF患者的肺功能衰减函数。其次,特征提取模块包括CT特征提取、临床文本特征提取和肺功能特征提取3个子模块,以全面提取特征。然后,使用多模态特征预测网络全面评估肺功能的衰减情况。最后,对预训练模型进行微调以提升模型的预测性能。结果:针对OSIC肺纤维化进展比赛数据集,通过自适应模块发现线性衰减假设更符合患者肺功能衰减趋势。不同模态数据预测实验表明,加入临床文本特征的模型预测能力优于只使用CT影像的模型,使用CT影像+临床文本特征+肺功能特征的模型预测效果最优。结合迁移学习和多模态特征融合的肺功能预测方法改进的拉普拉斯对数似然(LLLm)为?6.706 5、均方根误差(RMSE)为184.5和平均绝对误差(MAE)为146.2,在性能上优于其他方法。且预训练模型相较于零基础训练模型具有更高的预测精度。结论:设计的结合迁移学习和多模态特征融合的肺功能预测方法有效地预测了IPF患者在不同周数的肺功能状态,为患者的健康管理和疾病诊断提供了重要的支持。
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编辑人员丨6天前
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中国破裂颅内动脉瘤临床管理指南(2024版)解读
编辑人员丨6天前
动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aSAH)是一种高致死率的神经外科急症,即使患者接受了最佳的医疗护理,仍有可能出现长期残疾,严重影响患者生活质量,给社会和家庭增加了沉重的医疗负担。为提供全面的临床管理意见,中华医学会神经外科学分会、中国卒中学会脑血管外科分会、国家神经系统疾病医学中心与国家神经系统疾病临床研究中心联合制订《中国破裂颅内动脉瘤临床管理指南(2024版)》,将证据来源分为中国人群和其他人群,并采用模块化形式,对aSAH的流行病学、临床影像诊断、预后评价、治疗策略及选择、麻醉管理、围手术期护理和特殊人群aSAH管理建议等问题提供推荐意见、相关意见概述及未来研究方向,为医师及相关专业人员提供了实用的临床指导建议。
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编辑人员丨6天前
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基于最小二乘法的曲线拟合在下颌截骨术中的应用
编辑人员丨6天前
目的:采用最小二乘法对国内女性下颌轮廓进行曲线拟合,获取理想的拟合函数模型,并探索在下颌截骨术中应用数理曲线进行截骨线设计的效果。方法:(1)选择2010年1月至2020年12月海军军医大学第二附属医院和上海全景医学影像诊断中心的青年女性头颅CT资料,采用Likert量表对CT重建图像的下颌形态进行评估,筛选出下颌角肥大人群、下颌美观人群、截骨术后美观人群,作为参考样本。采用Python平台Spyder模块进行下颌轮廓形态的曲线拟合分析,以拟合度 R2衡量拟合效果( R2均值≥0.800视为可作为拟合函数, R2均值≥0.900视为可满足临床应用需求)。分析多项式函数、对数函数等数理曲线在下颌美观人群面部轮廓中的拟合程度,获取理想的下颌轮廓曲线拟合函数模型。(2)选择2020年3月至2021年3月海军军医大学第二附属医院烧伤、整形外科接受口内入路下颌截骨术的下颌角肥大患者,采用基于数理曲线设计的截骨方案指导手术(数理导板组),术后应用三维重建技术评估疗效。并同接受徒手截骨(徒手截骨组)、传统截骨导板指导截骨(传统导板组)的患者相比较。统计3组的术前准备时间、截骨时间、手术时间、术后并发症发生情况,术后6个月采用Face-Q量表的jawline分量表进行患者手术效果满意情况自评。 结果:(1)选取205例青年女性头颅CT资料,从中筛选出下颌角肥大人群73例,下颌美观人群32例,截骨术后美观人群5例,作为参考样本,开展下颌轮廓曲线拟合。结果显示,3次多项式函数( R2=0.918±0.027)和对数函数( R2=0.930±0.039)可用于模拟美观人群下颌轮廓曲线形态。(2)数理导板组(选用对数函数进行截骨设计)、传统导板组和徒手截骨组分别纳入28、14和11例下颌角肥大患者。所有患者对术后下颌轮廓形态满意,未见畸形、显著不对称等并发症。数理导板组在jawline量表总分、手术时间、截骨时间指标上明显优于徒手截骨组( P均<0.01);数理导板组术前准备时间少于传统导板组[(82.39±9.77)min vs. (97.07±17.49)min, P<0.01],且jawline量表评估显示患者对下颌线侧面观及下面部轮廓流畅程度的评分高于传统导板组[(3.75±0.44)分vs. (3.14±0.36)分,(3.71±0.46)分vs. (3.36±0.50)分, P均<0.05]。 结论:基于最小二乘法的曲线拟合可用于模拟下颌角截骨,对数函数等模型可用于下颌截骨术前设计,在术后轮廓流畅度和对称度上具有优势。基于数理曲线的截骨设计可兼顾患者诉求和美学标准,为手术提供精准化、个体化的方案。
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编辑人员丨6天前
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人工智能辅助诊断儿童DDH的研究进展
编辑人员丨6天前
儿童发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是导致髋关节骨关节炎和下肢残疾的重要原因,治疗难度和治疗效果与早期准确诊断密切相关。传统的诊断方法对尚未出现股骨头次级骨化中心者首选髋关节超声,对已出现者选择骨盆正位X线片;但两种方法均有赖于临床医生的手动测量与经验判断,耗时费力、可重复性差。人工智能技术与医学影像的有效整合可改善儿童DDH的诊疗现状,提升临床诊治效率。对4~6月龄内婴儿通过局部特征提取的分割算法、基于图像搜索的分割算法及深度学习网络等技术能够快速分析髋关节超声图像、测算DDH指标及辅助诊断DDH;对4~6月龄以上者利用骨边缘检测与模块匹配算法、深度迁移学习算法、同步挖掘局部及全局结构特征的卷积神经网络等技术自动识别骨性解剖关键点、计算髋关节参数及诊断儿童DDH。然而,由于技术所限及研究者认识不足,现有的儿童DDH辅助诊断工具在实际应用中面临着一些问题。通过文献检索从诊断可靠性及合理性等方面探讨儿童DDH人工智能影像学辅助诊断方法的研究进展,并为今后实现真正智能化的自动诊断工具提供研究思路。
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编辑人员丨6天前
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中国未破裂颅内动脉瘤临床管理指南(2024版)解读
编辑人员丨6天前
随着脑血管影像技术的普及,未破裂颅内动脉瘤(UIA)临床检出率越来越高。UIA破裂风险低,但是一旦破裂,严重影响人类健康。UIA治疗存在较大争议,引起临床广泛关注。中华医学会神经外科学分会、中国卒中学会脑血管外科分会、国家神经系统疾病医学中心与国家神经系统疾病临床研究中心联合制订《中国未破裂颅内动脉瘤临床管理指南(2024版)》,该指南采用模块化形式,突出推荐意见,并指出当前研究不足及未来研究方向,从UIA流行病学、人群筛查、临床影像诊断、破裂风险评估、治疗决策及选择,术后随访及长期管理等方面提供了全面的临床管理意见。将证据来源分为中国人群和其他人群,有助于指导国内临床实践。
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编辑人员丨6天前
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增强CT检查预测肝细胞癌微血管侵犯的影像基因组学研究
编辑人员丨6天前
目的:构建基于术前增强CT检查的联合影像组学模型,预测肝细胞癌微血管侵犯(MVI)状态,对影像组学模型进行生物学解释。方法:采用回顾性队列研究方法。收集癌症基因组图谱数据库建库至2023年1月纳入的424例肝细胞癌患者的mRNA数据,癌症图像档案馆数据库建库至2023年1月纳入的39例肝细胞癌患者和甘肃省人民医院2020年1月至2023年1月收治53例肝细胞癌患者的临床病理资料。92例肝细胞癌患者通过随机数字表法按7∶3分为训练集64例和测试集28例。分析动脉期及门静脉期CT检查图像及临床资料。使用3Dslicer软件(5.0.3版本)进行动脉期和门静脉期图像配准和三维感兴趣区勾画。使用开源软件FAE(0.5.5版本)对原始图像进行预处理并提取特征。通过最小绝对收缩和选择算子等方法筛选特征,构建影像组学模型并计算影像组学评分(R-score),通过Logistic回归整合临床参数、影像学特征及R-score构建列线图。通过加权基因共表达网络分析和相关性分析获取影像组学模型相关的基因模块并进行富集分析。观察指标:(1)不同MVI性质患者的临床特征比较。(2)MVI风险模型的建立。(3)MVI风险模型的评估。(4)基因模块聚类。(5)特征相关基因模块功能富集。正态分布的计量资料以 x±s表示,组间比较采用独立样本 t检验,偏态分布的计量资料以 M(范围)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验,计数资料比较采用 χ2检验。采用组内和组间相关系数(ICC)评估影像组学特征提取的观察者间的一致性。ICC>0.75表示特征提取的一致性良好。单因素和多因素分析采用Logistic回归模型。绘制受试者工作特征曲线,以曲线下面积(AUC)、决策曲线、校准曲线评估模型的诊断效能及临床实用性。 结果:(1)不同MVI性质患者的临床特征比较。92例肝细胞癌患者中,MVI阳性47例,MVI阴性45例,两者肝炎、肿瘤长径、瘤周增强、瘤内动脉、假包膜及瘤周不光滑比较,差异均有统计学意义( χ2 =5.308,9.977,47.370,32.368,21.105,31.711, P<0.05)。(2)MVI风险模型的建立。在动脉期及门静脉期的瘤内和瘤周分别提取了1 781个特征,经过特征降维后,从动脉期及门静脉期中确定8个影像组学特征构建联合模型。多因素分析结果显示:瘤周增强、瘤内动脉、假包膜、瘤周不光滑及R-score是肝细胞癌患者MVI的独立危险因素[风险比=0.049,0.017,0.017,0.021,2.539,95%可信区间( CI)为0.005~0.446,0.001~0.435,0.001~0.518,0.001~0.473,1.220~3.283]。纳入瘤周增强、瘤内动脉、假包膜、瘤周不光滑及R-score构建列线图模型。(3)MVI风险模型的评估。R-score在训练集和测试集中AUC分别为0.923(95% CI为0.887~0.944)和0.918(95% CI为0.894~0.945);联合R-score及影像学特征构建的列线图在训练集和测试集中AUC分别为0.973(95% CI为0.954~0.988)和0.962(95% CI为0.942~0.987)。决策曲线显示:列线图的临床效益优于R-score。校准曲线显示:列线图和R-score预测状态与实际观察结果间一致性良好。(4)基因模块聚类。经加权基因共表达网络分析后获取8个基因模块。(5)特征相关基因模块功能富集。4个基因模块与影像组学特征显著相关。预测MVI的影像组学特征可能与细胞周期、中性粒细胞外陷阱形成及PPAR信号通路有关。 结论:基于术前增强CT检查的联合影像组学模型可以预测肝细胞癌MVI状态。通过获取影像组学特征相关的mRNA基因表达谱,为影像组学模型提供了生物学解释。
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编辑人员丨6天前
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基于大数据的急诊临床科研一体化平台建设
编辑人员丨6天前
目的:基于广州医科大学附属第二医院急诊科大数据探究临床规律,建立急诊临床科研一体化平台最终应用于临床实践。方法:基于广州医科大学附属第二医院的医院信息系统(HIS)、实验室信息系统(LIS)、急诊专科系统、影像归档和通信系统(PACS)及电子病历系统,将2019年3月至2022年4月急诊科就诊患者的结构及非结构化信息通过抽取融合、标化归一、脱敏质控等手段建立数据库。此外,从数据库中提取2019年3月至2022年4月急诊就诊的预检分诊Ⅲ级及以下成人患者的数据,如人口学特征、预检分诊时生命体征、诊疗特征、诊断和分级、时间指标和结局指标等,分析患者不良预后的独立危险因素。结果:①广州医科大学附属第二医院急诊数据库记录2019年3月至2022年4月急诊科就诊患者共计338 681人次,就诊信息包括人口学信息、分诊信息、就诊信息、绿通和抢救、诊断信息、病历信息、检验检查概况、检验信息、检查信息、微生物信息、用药信息、治疗信息及住院信息、胸痛管理及卒中管理等15个模块数据,数据库保证了数据的可视化和可操作性。②从急诊数据库中筛选出预检分诊Ⅲ级及以下患者140 868例,纳入患者的性别、年龄、来院方式、脉搏、血压、格拉斯哥昏迷评分(GCS)等指标,以急诊入手术室、急诊入介入室、急诊入重症监护病房(ICU)或急诊死亡为不良预后,构建预检分诊Ⅲ级及以下患者预后不良预测模型。通过受试者工作特征曲线和森林图结果表明,该模型具有较好的预测效能,用于临床有利于降低急诊预检分诊不足的风险。结论:基于急诊科大数据建立高质量的临床数据库,有利于挖掘大数据中的临床价值,并辅助临床决策,提高临床诊治质量。
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编辑人员丨6天前
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基于Goddard评分法的肺气肿自监督分级算法研究
编辑人员丨1个月前
针对肺气肿智能化诊断高度依赖高质量标注数据、图像空间信息复杂及特征提取不足等问题,本研究基于Goddard评分法设计了一种肺气肿分级算法.首先,利用SimSiam框架进行自监督学习,以解决对大量高质量标注数据的依赖;其次,引入连续 3D卷积模块和高效多尺度注意模块(efficient multi-scale attention,EMA),通过整合上肺野、中肺野及下肺野的信息捕捉肺部图像中的关键空间信息,以提升模型在处理复杂肺部CT图像时的特征提取能力和识别精度.实验结果显示,在识别肺气肿存在、轻度肺气肿与无肺气肿、肺气肿严重程度的分级任务中,模型准确率分别为 88.79%、83.44%、57.4%.结果表明,本算法在肺气肿识别和分类任务中表现良好,具有一定的临床意义.
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编辑人员丨1个月前
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多尺度特征融合的膀胱癌磁共振成像分割算法
编辑人员丨1个月前
针对膀胱癌磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)图像肿瘤区域面积小、膀胱壁边界模糊及像素不平衡等问题,本研究基于特征融合过程和不同图像像素之间的相关性,提出了一种多尺度特征融合的膀胱癌MRI图像分割算法.在编码阶段设计多尺度特征融合模块,用于学习不同编码器的多尺度信息,提取膀胱壁和肿瘤更加丰富的特征;在解码阶段设计的像素对比模块,可增加膀胱壁和膀胱肿瘤间的差异性,解决对比度低及像素不平衡问题,提高膀胱壁与肿瘤相邻边界区域的分割性能,实现膀胱癌多区域分割.本研究在膀胱癌MRI数据集上进行实验,结果显示,算法在膀胱壁和肿瘤区域的Dice分别为 89.70%和 89.13%、交并比(intersection over union,IoU)分别为 81.32%和 80.51%、豪斯多夫距离(Hausdorff distance,HD)分别为 1.30 和 1.37,分割结果较已有算法均有一定提升.本研究能较好地辅助临床影像学诊断,可为后续肿瘤分期和临床诊疗提供重要依据.
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编辑人员丨1个月前
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基于扩张残差注意力网络的颞下颌关节区多模态影像融合
编辑人员丨2024/7/6
目的:应用扩张残差注意力网络方法,构建颞下颌关节区多模态融合影像,为提高口腔颞下颌关节多模态融合影像下的综合诊疗能力提供可行性分析.方法:使用扩张残差注意力网络提取磁共振(MR)和锥形束CT(CBCT)的影像特征,使用"Softmax加权策略"融合特征,再通过影像重建模块将对应的两种模态的影像融合在一起.结果:融合图像可呈现出髁状突皮质骨、髁状突髓质骨、髁状突附丽的肌肉、关节盘4个部位的形态,在峰值信噪比和结构相似度2个评价指标上均表现良好,峰值信噪比范围是10~15,结构相似度范围是0.4~0.6.结论:该方法能做到实时影像融合,最终融合图像可反映出清晰的解剖形态特征,避免多模态影像切换,为口腔专家术前术后临床诊断提供有效的指导.
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编辑人员丨2024/7/6
