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基于中医舌色变化比较分析的自我健康监测方法研究
编辑人员丨6天前
目的 为了预防未知疾病对个人健康造成的损害以及减少个人健康监测的成本,依据中医舌色变化能反映人类诸多疾病的原理,提出一种基于舌色变化比较分析的自我健康监测方法.方法 通过图像采集设备采集个人舌象,利用深度学习和传统图像处理技术,借助RGB与CIE Lab色彩模型的转换关系,获得舌色的特征值,建立自我健康标准舌象数据库.采集新的舌象,通过异向缩放模板匹配原理从数据库中找出最佳匹配模板,通过差分比较分析法得到新采集的舌象与最佳匹配的模板舌象的舌色变化特征值,结合定量参数设置范围进行自我健康监测.通过自我舌象异常仿真实验验证所提方法的有效性.结果 通过自我舌象数据库构建、异向缩放模板匹配、舌色差分分析等技术实现了自我舌色变化阈值的设置,并能提取新采集的舌象图像的舌色,将之与标准舌象数据库中的舌色进行差分,再将差分值与已设定阈值比较,从而监测健康.异常仿真实验验证了所提方法的有效性和实用性.结论 基于中医舌色变化比较分析的自我健康监测方法能简便地对个人健康状态进行监控,同时对中医舌诊的客观化发展起到一定的推进作用.
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编辑人员丨6天前
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点状接触式钳型固定导航模板在脊柱侧凸复杂椎弓根置钉中的应用
编辑人员丨6天前
目的:探讨新型五点定位法点状接触式钳型固定椎弓根导航模板在脊柱侧凸复杂椎弓根置钉中的应用。方法:回顾性收集2019年2月至2023年2月北京积水潭医院贵州医院脊柱外科收治的存在椎弓根复杂情况(椎弓根发育不良或椎板融合)的脊柱侧凸患者30例(导航模板组),男11例、女19例,年龄(16.54±6.23)岁(范围7~35岁);匹配60例既往病例资料作为对照组(徒手置钉组),男 23例、女 37例,年龄(16.72±6.34)岁(范围6~35岁)。于脊柱侧凸矫形术中使用五点定位法点状接触式钳型椎弓根导航模板引导置钉,记录置钉时间、置钉出血量、置钉透视次数、手动改道次数,并评估Rao椎弓根螺钉置入分级及准确率、置钉并发症和主弯矫正率。结果:导航模板组30例均顺利完成手术操作,共置入354枚螺钉,徒手置钉组60例共置入727枚螺钉,手术时间分别为(279.45±57.72)、(292.54±58.87) min,术中出血量分别为(921.57±371.32)、(932.83±376.65) ml,差异有统计学意义( t=-2.13, P=0.022; t=-1.87, P=0.024)。导航模板组置钉时间(82.87±24.46) min、置钉出血量(72.25±43.66) ml,徒手置钉组分别为(97.53±25.56) min、(106.53±61.22) ml,两组差异有统计学意义( t=-2.66, P=0.031; t=-2.32, P=0.027)。导航模板组置钉透视次数(4.21±1.11)次、手动改道次数(0.47±0.64)次,徒手置钉组分别为(6.32±1.81)次、(0.93±0.86)次,差异有统计学意义( t=-4.66, P<0.001; t=-2.78, P=0.018)。导航模板组Rao椎弓根螺钉置入分级Ⅰ级329枚、Ⅱ级19枚、Ⅲ级6枚,徒手置钉组Ⅰ级669枚、Ⅱ级45枚、Ⅲ级12枚、Ⅳ级1枚,两组差异无统计学意义(χ 2=4.26, P=0.547)。导航模板组置钉准确率为98.31%±3.10%、主弯矫正率为57.85%±9.46%,徒手置钉组为98.21%±4.92%、56.64%±9.22%,差异均无统计学意义( t=0.88, P=0.384; t=0.42, P=0.663)。所有患者术中、术后均未出现神经损伤,未发生大血管损伤,无脑脊液漏、感染、死亡,未出现内固定移位、松动及断裂。 结论:五点定位法点状接触式钳型3D打印椎弓根导航模板适配各种畸形椎板关节突,可避免漂移现象,避免广泛彻底剥离后方结构,操作简便,透视次数少、置钉准确率高。
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编辑人员丨6天前
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基于图像结构转换和demons配准的无标记BEV肿瘤跟踪算法
编辑人员丨6天前
目的:提出可应用于图像质量差、多叶准直器(MLC)遮挡和非刚性变形的兆伏级图像的无标记射束方向观(BEV)肿瘤放疗跟踪算法。方法:采用窗口模板匹配、图像结构转换和demons非刚性配准方法,解决兆伏级图像中的配准问题。在模体中生成质量保证(QA)计划并在加速器上手动设置治疗偏移后执行,收集治疗过程中的682幅电子射野影像装置(EPID)图像作为固定图像;同时采集计划系统中对应射野角度的数字重建影像(DRR)图作为浮动图像,验证算法的准确性。此外收集21例肺部肿瘤治疗患者的共533对图像进行肿瘤跟踪研究,提供治疗过程中肿瘤位置变化定量结果。图像相似度用于跟踪结果的第三方验证。结果:算法可应对不同程度(10%~80%)的图像缺失,模体验证中86.8%的跟踪误差在3 mm以下,80%在2 mm以下。配准前后归一化互信息(NMI)变化为(1.182±0.026)~(1.202±0.027)( P<0.005),豪斯多夫距离(HD)变化为(57.767±6.474)~(56.664±6.733)( P<0.005)。病例结果以平移为主(-6.0~6.2 mm),但非刚性形变仍存在。配准前后NMI变化为(1.216±0.031)~(1.225±0.031)( P<0.005),HD变化为(46.384±7.698)~(45.691±8.089)( P<0.005)。 结论:本文算法可应对不同程度图像缺失,且在数据缺失图像的非刚性配准中表现较好,适用于不同放疗技术,为多模态、部分数据及图像质量较差的兆伏级图像处理提供了参考思路。
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编辑人员丨6天前
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产后抑郁症患者脑结构网络拓扑属性的特征性改变
编辑人员丨6天前
目的:探讨产后抑郁症(postpartum depression,PPD)患者的脑结构网络的特征性改变。方法:本研究为横断面研究,研究对象为2013年6月至2022年9月在江苏大学附属宜兴医院分娩后于精神心理咨询门诊就诊的PPD患者(PPD组),以及根据年龄、受教育年限、体重指数匹配同期产后复诊的产妇(非PPD产妇组)和同时期在本院就诊或体格检查的非孕妇(非产妇组)。收集3组的一般人口学资料,以及磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)数据。利用解剖学模板将大脑划分为90个脑区并构建脑结构网络,应用基于网络的统计分析法(network-based statistics,NBS)进一步筛选和构建子网络。通过多因素logistics回归模型和受试者工作特征曲线评估子网络鉴别PPD的效能。白质连边的连接强度及脑结构网络拓扑属性参数的比较采用两独立样本 t检验,结果用错误发现率法(false discovery rate,FDR)校正。 结果:(1)共纳入116例受试者,其中非孕妇组40例,非PPD产妇组40例,PPD组36例。PPD组爱丁堡产后抑郁量表评分分别高于非孕妇组和非PPD产妇组[(18.0±4.1)与(2.5±1.2)分和(6.1±2.1)分, F=340.40,组间两两比较时 t值分别为24.65、10.60和16.16; P值均<0.001]。(2)与非孕妇组相比,产妇组脑结构网络中9条白质连边(左侧背外侧额上回-左侧前扣带和旁扣带回、左侧背外侧额上回-右侧杏仁核、左侧背外侧额上回-左侧脑岛、左侧脑岛-左侧豆状壳核、左侧脑岛-左侧海马、左侧海马-右侧杏仁核、左侧海马-左侧楔前叶、左侧前扣带和旁扣带回-右侧杏仁核,以及右侧杏仁核-右侧海马)的连接强度降低( P值均<0.05,FDR校正),未发现连接强度升高的连边。非PPD产妇组与PPD组上述9条边的连接强度差异无统计学意义。(3)基于上述9条连边成功构建产妇组特征性子网络,且具有典型的小世界属性( σ>1)。与非PPD产妇组相比,PPD组的特征路径长度增加[(3.904±0.328)与(4.130±0.433), t=-2.58],全局效率下降[(0.361±0.036)与(0.331±0.053), t=2.91]( P值均<0.05)。局部属性比较结果显示,与非PPD产妇组相比,PPD组中左侧背外侧额上回、左侧脑岛、左侧前扣带和旁扣带回、左侧海马、右侧海马、右侧杏仁核、左侧楔前叶和左侧豆状壳核的节点效率值明显下降[(0.273±0.023)与(0.267±0.030), t=0.98;(0.299±0.035)与(0.276±0.041), t=2.64;(0.265±0.019)与(0.258±0.025), t=1.38;(0.318±0.028)与(0.305±0.031), t=1.92;(0.312±0.027)与(0.302±0.031), t=1.50;(0.322±0.030)与(0.298±0.026), t=3.71;(0.356±0.040)与(0.338±0.056), t=1.62;(0.346±0.028)与(0.331±0.036), t=1.74; P值均<0.05]。但仅左侧脑岛和右侧杏仁核节点效率值的差异通过了FDR校正(校正后 P值分别为0.041和0.003)。(4)全局效率,以及左侧脑岛和右侧杏仁核的节点效率对于鉴别PPD均具有良好的价值[受试者工作特征曲线的曲线下面积及其95% CI分别为0.827(0.732~0.922)、0.741(0.628~0.854)和0.761(0.653~0.867)],三者联合鉴别效能更佳[0.897(0.828~0.969)]。(5)PPD组的全局效率( r=-0.43, P=0.008),以及左侧脑岛( r=-0.39, P=0.019)和右侧杏仁核节点效率( r=-0.42, P=0.011)均与EPDS评分呈负相关。 结论:全局效率、左侧脑岛节点效率和右侧杏仁核节点效率异常可能是PPD患者脑结构网络的特征性改变,可作为PPD的特征性影像学标志物。
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编辑人员丨6天前
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基于VoxelMorph无监督缺失图像配准的无标记射束方向观肿瘤跟踪算法
编辑人员丨6天前
目的:基于机器学习提出可应用于低图像质量、多叶准直器(MLC)遮挡和非刚性变形兆伏级(MV)图像的无标记射束方向观(BEV)肿瘤放疗跟踪算法。方法:采用窗口模板匹配法和Voxelmorph端到端无监督网络,处理MV图像中的配准问题。使用动态胸部模体,验证肿瘤跟踪算法的准确性。将模体质量保证(QA)计划在加速器上手动设置治疗偏移后执行,收集治疗过程中的682幅电子射野影像系统(EPID)图像作为固定图像;同时采集计划系统中对应射野角度的数字影像重建(DRR)图作为浮动图像,进行靶区跟踪研究。收集21例肺部肿瘤放疗的533对EPID和DRR图像进行肿瘤跟踪研究,提供治疗过程中肿瘤位置变化定量结果。图像相似度用于算法的第三方验证。结果:算法可应对不同程度(10%~80%)的图像缺失,且对数据缺失图像的非刚性配准表现较好。模体验证中86.8%的跟踪误差<3 mm,<2 mm的比例约80%作用。配准后标准化互信息(NMI)由1.18±0.02提高到1.20±0.02( t=-6.78, P=0.001)。临床病例肿瘤运动以平移为主,平均位移3.78 mm,最大位移可达7.46 mm。配准结果显示存在非刚性形变,配准后NMI由1.21±0.03增至到1.22±0.03( t=-2.91, P=0.001)。 结论:肿瘤跟踪算法跟踪精度可靠且鲁棒性好,可用于无创、实时、无额外设备和辐射剂量的肿瘤跟踪。
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编辑人员丨6天前
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基于不同分割方法的 18F-FDG PET/MR影像组学鉴别帕金森病和多系统萎缩
编辑人员丨6天前
目的:探索不同分割方法构建的 18F-FDG PET/MR影像组学模型对鉴别帕金森病(PD)和多系统萎缩(MSA)诊断效能的影响。 方法:回顾性收集2017年12月至2019年6月间于华中科技大学同济医学院附属协和医院行 18F-FDG PET/MR检查的PD及MSA患者共90例[男37例、女53例,年龄(55.8±9.5)岁],其中PD患者60例,MSA患者30例,按7∶3的比例随机分为训练集和验证集。采用自动标签功能解剖学(AAL)脑区模板匹配图像的自动脑区分割方法以及ITK-SNAP软件手动逐层分割方法勾画双侧尾状核及壳核作为ROI,分别从 18F-FDG PET和T 1加权成像(WI)中各提取1 172个影像组学特征。采用最小冗余最大相关性(mRMR)和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法对训练集进行特征降维并建立影像组学模型,同时采用十折交叉验证以减少模型过拟合。采用ROC曲线评价不同分割方法建立的影像组学模型在训练集及验证集中的鉴别诊断效能,并采用Delong检验比较其差异。 结果:训练集63例(42例PD,21例MSA),验证集27例(18例PD,9例MSA)。采用自动分割和手动分割所建立的影像组学模型( 18F-FDG_Radscore和T 1WI_Radscore)在训练集和验证集中,其Radscore值在PD组和MSA组之间差异均有统计学意义( z值:-5.15~-2.83,均 P<0.05)。基于自动分割的 18F-FDG_Radscore和T 1WI_Radscore在训练集、验证集的ROC AUC分别为0.848、0.840和0.892、0.877;基于手动分割的两者的AUC分别为0.900、0.883和0.895、0.870;在训练集或验证集中,基于自动和手动分割方法所建立的影像组学模型的诊断效能之间的差异均无统计学意义( z值:0.04~0.77,均 P>0.05)。 结论:基于自动分割和手动分割方法的 18F-FDG PET/MR影像组学在鉴别PD和MSA中均有较好的诊断效能,但自动分割省时省力且可重复性较高,其在PD和MSA鉴别诊断中具有更大的潜力和实用价值。
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编辑人员丨6天前
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3D打印技术在骨肿瘤切除与重建中的应用
编辑人员丨6天前
恶性骨肿瘤由骨组织原发或其他恶性肿瘤转移引起,一般具有体积较大、对周围组织侵袭程度深、异质性显著及个体差异大等特点 [1]。恶性骨肿瘤常发生于四肢、骨盆、脊柱等部位,如骨盆肿瘤多侵袭范围大、与众多脏器关系密切,不易完整切除,广泛切除后患者局部解剖结构损伤大,下肢运动功能可能受到严重影响,因此对肿瘤切除和功能重建的要求甚高 [2-3]。近年来,随着新辅助化疗、放疗等医疗技术的发展,恶性骨肿瘤患者的生存期不断延长 [4-5],保肢手术逐渐成为治疗骨肿瘤患者的标准手术方式。传统手术方案主要是术前依据影像学资料评估骨肿瘤的范围和安全边界,结合术者的经验进行骨肿瘤病灶切除,再通过标准组配式假体配合自体骨、同种异体骨或骨水泥进行肢体重建 [6]。由于骨肿瘤具有异质性,不同患者骨缺损形态不一,个体差异较大,手术方案的制定难以个性化,因此可能因无法完全切除肿瘤或假体匹配度差等原因而导致患者出现局部肿瘤复发、假体松动、移位等风险。目前,个体化、精准化成为骨科、尤其是骨肿瘤学科发展的一个重要方向。随着3D打印技术在骨科手术中的广泛应用,传统骨肿瘤手术方式逐渐改变 [7]。3D打印技术具有数字化、精准化、智能化、微创化等优势。结合3D打印技术,临床医师可利用导航模板技术精准切除肿瘤,之后个性化定制3D打印假体保证功能完整重建。
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编辑人员丨6天前
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共面模板辅助 125I粒子植入治疗肺癌术后局部复发的剂量学研究
编辑人员丨6天前
目的:评价通用共面模板(以下简称通用模板)辅助CT引导下对肺癌术后局部复发进行 125I放射性粒子治疗的植入前、植入后剂量学符合程度及对疗效的影响。 方法:收集自2009年1月至2015年12月在天津医科大学第二医院接受通用模板辅助 125I放射性粒子植入治疗的非小细胞肺癌术后局部复发患者38例。术前进行预计划,处方剂量110 Gy。术中验证结果与术前计划的剂量参数匹配周边剂量(MPD)、90%靶体积的最小吸收剂量( D90)、100%靶体积的最小吸收剂量( D100)、适形指数(CI)、靶区外体积指数(EI)和均匀性指数(HI)进行配对 t检验。术后第6个月按照实体肿瘤疗效评价标准(1.1版)判定疗效。 结果:全部患者完成粒子植入治疗,术前计划、术后质量验证剂量:MPD为(222.7±26.2)、 (227.7±29.8)Gy, D90(130.8±13.6)、 (134.8±12.8)Gy, D100 (106.4±10.6)、 (110.7±11.8) Gy,CI(0.75±0.06)、 (0.74±0.04),EI(22.7±5.8)%、 (24.3±4.8)%, HI(36.8±4.7)%、(37.2±5.3)%,心脏平均照射剂量为(19.3±7.2)、 (21.3±6.8 ) Gy( P>0.05),中位随访时间为22.5个月(8~98个月)。中位生存期21个月(95% CI 7.4~34.6),2年总生存(OS),无进展生存(PFS)和局部控制(LC)的发生率分别为47.4%、 39.5%和83.5%。 结论:通用模板辅助CT引导下 125I放射性粒子植入治疗非小细胞肺癌术后局部复发可以较好地在术中实现术前TPS计划目标,取得良好疗效,是一种微创、精准、安全、有效的治疗方法。
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编辑人员丨6天前
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治疗冠状动脉微循环障碍的潜在中药预测研究
编辑人员丨6天前
目的:基于冠状动脉微循环障碍(CMD)的疾病核心靶点,预测具有防治CMD作用的中药。方法:使用GeneCards、OMIM数据库获取CMD相关靶点,利用Cytoscape 3.9.1软件中MCODE插件提取子网络,利用cytoNCA插件提取子网络的核心靶点,采用Metascape在线平台对核心靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析,利用Coremine Medical数据库进行靶点-中药匹配,对所获得的中药进行筛选,并统计其性味归经及功效分类。结果:共筛选出CMD相关靶点3 859个,获取5个子网络。提取MCODE1网络核心靶点,共获得IL-1β、IL6、TNF、STAT3、AKT1、ACTB、VEGFA、GAPDH、TP53、ALB 10个核心靶点。GO功能富集分析显示,核心靶点主要涉及基因表达的正向调控、转录的正向调控、DNA模板、基因表达的负调控等生物过程。KEGG通路富集分析获得67条信号通路,主要包括AGEs-RAGE信号通路、HIF-1信号通路、脂肪细胞因子信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化等。10个核心靶点共关联880味中药,筛选后得到丹参、川芎、红花、赤芍、黄连、人参、麦冬、五味子、肉桂、莲子、蜘蛛香等36味中药。结论:本研究共预测出36味具有防治CMD作用的中药,为相关中药新药开发提供了研究思路。
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编辑人员丨6天前
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青海省1例外省输入性猴痘病毒基因特征分析
编辑人员丨6天前
目的:基于扩增子技术结合高通量测序技术和生物信息分析技术,构建青海省猴痘病毒基因组测序、病毒变异分析及病例分子溯源方法,为今后青海省猴痘疫情防控提供技术支撑。方法:以猴痘病毒核酸阳性样本DNA为模板,利用Ampliseq扩增子技术进行全基因组靶向扩增并构建测序文库,利用Ion Torrent GeneStudio S5二代测序仪及其内置软件完成猴痘病毒全基因组测序、数据优化、变异分析及序列拼接,获得一致性序列。使用在线分析工具进一步分析病毒变异和基因组谱系分型,构建进化树进一步分析病例病毒潜在来源。结果:皮疹拭子和口咽拭子样本猴痘病毒基因核酸检测Ct值分别为32.13和36.91,皮疹拭子样本经猴痘病毒全基因组测序后获得一条高质量有效序列,reads数匹配率为99.99%,测序平均深度12 370×,基因组覆盖度为99.4%,序列属于IIb(西非分支)B.1.3型,存在86处核苷酸突变位点,引起41个氨基酸突变。变异分析和系统进化树分析结果显示,与GISAID猴痘病毒数据库中国云南、日本近期提交的共4条猴痘病毒基因组序列在同一分支,与中国云南提交的序列EPI_ISL_18059184(2023-07-03采样)进化关系最近,共享82个核苷酸突变位点,其中云南序列仅存在共享的全部82个突变位点,本研究序列在共享82个核苷酸突变位点的基础上增加2个核苷酸突变位点;与日本提交的序列EPI_ISL_17692269(2023-04-28采样)进化关系较近,共享78个核苷酸突变位点,存在7个核苷酸突变位点差异,日本序列在共享78个突变位点的基础上增加1个核苷酸突变位点(G57786A),本研究序列则增加6个核苷酸突变位点(G13563A、C21062T、G101241A、C142797T、G152866A、T169721A)。结论:从一例核酸检测Ct值较低的样本中获得一条全长197 084 bp的猴痘病毒全基因组有效序列,成功构建了青海省基于Ampliseq扩增子技术的猴痘病毒全基因组测序、病毒变异和分子溯源方法。
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编辑人员丨6天前
