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深度学习在新型冠状病毒肺炎的智能诊断应用的研究进展
编辑人员丨5天前
新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)具有高传染性,严重威胁人民群众的生命安全,快速筛查可以实现快速治疗、防止肺炎进展.目前COVID-19检测诊断方法的金标准为逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR),但是由于核酸检测存在耗时且假阴性率偏高的问题,而影像医生对医学图像的诊断存在主观性且工作量巨大,因此借助人工智能(artificial intelligence,AI)技术对实现COVID-19的快速诊断至关重要.随着AI在医学领域的成功应用,深度学习技术成为辅助诊断新型冠状病毒肺炎的有效方法.近年来许多学者使用深度学习技术来构建对医学图像进行智能诊断的模型,本文的主要内容就是对这类模型进行总结和分析,介绍了分割肺部区域的模型、实现二分类或多分类的分类模型以及模型在临床上的应用.与此同时,在文章中分析了COVID-19患者的影像学特点,COVID-19患者多双肺受累,其中磨玻璃影是最常见的影像征象.对COVID-19研究的最新进展也进行了介绍,主要是关于提高AI模型准确性的开发和"长新冠"综合征的相关研究.因此,在新型冠状病毒肺炎常态化管理下,模型准确性的提高可以借助数据集的扩大或模型结构轻量化等方面实现;"长新冠"综合征作为一个新的研究领域,学者可以在临床症状、预后随访和结合深度学习技术等方面进行进一步的研究.
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编辑人员丨5天前
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MobileNet对床旁胸部X线平片分类研究的价值
编辑人员丨5天前
目的:探讨基于MobileNet的深度学习对床边胸部X线平片(胸片)分类诊断及提高工作效率的价值。方法:回顾性分析2017年1月至2022年12月在常州市第二人民医院接受床旁胸部X检查患者的胸片6 320张,正常组885张、肺炎组1 927张、胸腔积液组373张、肺炎合并胸腔积液组3 135张。选择其中350幅图像作为验证集,其剩余图像按照8∶2比例使用简单随机法分为训练集4 775张和测试集1 195张。采用两种轻量化卷积神经网络模型MobileNetV1和MobileNetV2构建床旁胸片分类模型,并基于此设计了两种微调策略,共生成了4个模型,分别是MobileNetV1_False(V1_False)、MobileNetV1_True(V1_True)、MobileNetV2_False(V2_False)、MobileNetV2_True(V2_True)。4个模型分别对所有胸片进行第一阶段和第二阶段分类,第一阶段建立二分类模型,即将所有胸片分为正常组和病变组,第二阶段建立四分类模型,即将所有胸片分为正常组、肺炎组、胸腔积液组和肺炎合并胸腔积液组。采用准确度(Ac)、精确度(Pr)、召回率(Rc)、F1评分(F1)和受试者操作特征曲线下面积(AUC)评估模型性能。结果:第一阶段和第二阶段,V1_True和V2_True模型在训练集和验证集中的Ac、Pr、Rc、F1均高于V1_False和V2_False模型;且V1_True模型的分类效果优于其他模型。验证集中V1_True模型在第一阶段和第二阶段的分类Ac[分别为95.71%(335/350)和93.43%(327/350)],均高于放射科主治医师的分类Ac[第一阶段:90.29%(316/350);第二阶段:87.14%(305/350)]。V1_True模型对验证集350张床边胸片的识别时间(平均17 s)明显少于放射科主治医师(平均300 min)。结论:V1_True模型是对床边胸片分类的最优MobileNet模型,其应用于临床可以帮助临床医师及时、准确地从床边胸片识别患者的肺部病变信息,亦有利于提高放射科的工作效率。
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编辑人员丨5天前
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一款轻量化双髋驱动的下肢外骨骼康复机器人设计
编辑人员丨5天前
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编辑人员丨5天前
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基于眼底彩色照相的常见眼底疾病智能辅助诊断轻量化模型研究
编辑人员丨5天前
目的:观察基于眼底彩色照相的常见眼底疾病六分类智能辅助诊断轻量化模型的诊断价值。方法:应用研究。采集南京医科大学附属眼科医院和浙江省数理医学学会智能眼科数据库的2 400张彩色眼底像数据集,该数据集经脱敏处理及眼底病专科医师标注,包括糖尿病视网膜病变、青光眼、视网膜静脉阻塞、高度近视、老年性黄斑变性、正常眼底像各400张。训练时使用迁移学习方法,将经典分类模型VGGNet16、ResNet50、DenseNet121和轻量化分类模型MobileNet3、ShuffleNet2、GhostNet在ImageNet数据集上训练获得的参数迁移到六分类常见眼底疾病智能辅助诊断模型作为初始化参数,进行训练并获得最新模型。选取临床患者彩色眼底像1 315张作为测试集。评价指标包括灵敏度、特异性、准确度(Accuracy)、F1-Score和诊断试验的一致性(Kappa值);比较不同模型的受试者工作特征曲线以及曲线下面积值。结果:与经典分类模型比较,3种轻量化分类模型的储存大小和参数量均显著降低,其中ShuffleNetV2平均每张识别时间较经典分类模型VGGNet16快438.08 ms。3个轻量化分类模型的准确度均>80.0%;Kappa值均>70.0%,具有显著一致性;对正常眼底图像诊断的灵敏度、特异性、F1-Score均≥98.0%;宏观F1分别为78.2%、79.4%、81.5%。结论:基于眼底彩色照相的常见眼底疾病智能辅助诊断轻量化模型识别准确率高、速度快;储存大小和参数量均较经典分类模型显著降低。
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编辑人员丨5天前
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基于改进YOLOv7模型的肺结节检测
编辑人员丨5天前
目的:设计一种基于改进YOLOv7模型的肺结节检测算法。方法:首先,在PAFPN结构中,引入轻量化上采样算子CARAFE,以提高肺结节检测精度。然后添加一个增强型小尺度检测层,增强对于小目标肺结节的检测性能,同时可减少训练的参数量,并降低模型复杂程度。在保证各项参数指标不变的情况下,对YOLOv5原模型算法和添加增强型小尺度检测层的YOLOv5模型算法、YOLOv7原模型算法和改进后YOLOv7模型算法进行消融实验;对改进点训练集总损失进行比较;用YOLOv7原模型算法和改进后YOLOv7模型算法对2张测试集图片进行推理,将其与近年来其他经典的肺结节检测算法Mask R-CNN、YOLOv3、YOLOv5s和YOLOv7对2张测试集图片进行比较。结果:添加增强型小尺度检测层的YOLOv5模型算法精度比YOLOv5原模型算法提升了1.3%,召回率提高了3.5%,平均精度(mAP)上升了3.1%,参数量减少了25.3%,网络的复杂程度也有所减少。改进后YOLOv7模型算法mAP提高1.8%,参数量减少28.3%,模型复杂程度下降5 G。添加增强型小尺度检测层与替换特诊融合网络为轻量化上采样算子CARAFE算法在训练过程中的总损失最小。YOLOv7原模型算法精度较高,但是仍然出现了漏检与假阳性的情况,与预测图片1比较,YOLOv7原模型出现了漏检的情况;与预测图片2比较,YOLOv7原模型出现了假阳性的情况。而改进后YOLOv7模型对漏检情况和假阳性均得到了很好的改善;与经典模型算法比较,改进后YOLOv7模型算法的精度、召回率和mAP最高,分别为91.7%、89.1%、93.5%。结论:改进YOLOv7模型具有更强的特征表达能力,参数量更少,能够有效提高肺结节的检测精度。
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编辑人员丨5天前
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载人航天医疗救护舱前急救-空中后送模块化构建及应用
编辑人员丨5天前
目的:探讨载人航天医疗救护舱前急救-空中后送模块化的构建及应用。方法:根据舱前急救-空中后送模块化设置的目的、原则、方法,将其分为舱前急救和空中后送2个子模块。在载人航天医疗救护全要素、全流程综合演练中,根据发射、回收不同任务阶段、不同回收地形,采用独立展开和联合展开2种模块运行方式。同时对医疗携行装备的轻量化、模块化、便携化等方面进行研究,并在综合演习中检测该模块化构建的效果。结果:医疗救护模块化系统在演练应用中救治时间明显缩短,救治效果显著,整体救治效率明显提高。结论:载人航天医疗救护舱前急救-空中后送模块及医疗装备系统符合航天医疗应急保障迅速展开、精准救治、无缝后送的要求,达到载人航天医疗保障救治的目的。
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编辑人员丨5天前
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基于深度学习的视网膜眼底图像的渗出分割方法研究
编辑人员丨5天前
目的:探索基于深度学习方法自动分割彩色眼底图像上糖尿病患者视网膜渗出特征的可行性。方法:应用研究。基于印度糖尿病视网膜病变图像数据集(IDRID)模型的U型网络,将深度残差卷积引入到编码和解码阶段,使其能够有效提取渗出深度特征,解决过拟合和特征干扰问题,同时提升模型的特征表达能力和轻量化性能。此外,通过引入改进的上下文提取模块,使模型能捕捉更广泛的特征信息,增强对视网膜病灶的感知能力,尤其是提升捕捉微小细节和模糊边缘的能力。最后,引入卷积三重注意力机制,使模型能自动学习特征权重,关注重要特征,并从多个尺度提取有益信息。通过查准率、查全率、Dice系数、准确率和灵敏度来评估模型对彩色眼底图像上糖尿病患者自动视网膜渗出特征的检测与分割能力。结果:应用本文研究方法后,改进模型在IDRID数据集上的查准率、查全率、相似系数、准确率、灵敏度、分别达到81.56%、99.54%、69.32%、65.36%、78.33%。与原始模型相比,改进模型的查准率和Dice系数分别提升了2.35%和3.35%。结论:基于U型网络的分割方法能自动检测并分割出糖尿病患者眼底图像的视网膜渗出特征,对于辅助医生更准确地诊断疾病情况具有重要意义。
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编辑人员丨5天前
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一次性支气管镜临床应用专家共识
编辑人员丨5天前
一次性支气管镜在国内外广泛应用于临床工作,已成为呼吸系统疾病诊断和治疗的重要工具。一次性支气管镜的轻量化、便携化及不重复使用,使其应用不仅类似于常规的可弯曲支气管镜,更有其特殊的应用需求及适用场景。一次性支气管镜目前已经被应用于呼吸学科、重症学科、传染病学科、麻醉学科和急诊室等各种场合。经过近十年的临床应用实践,已经积累了不少经验,为规范和合理使用一次性支气管镜,中国呼吸内镜专家经多次线上、线下讨论和问卷调查,广泛征求意见后,制定了我国一次性支气管镜临床应用专家共识。本共识收集了九个一次性支气管镜相关的核心问题,内容包括定义、结构、优势、应用场景、术前准备、镇静、麻醉的要求、消毒流程以及培训要求等。最终形成了12条推荐意见。共识使用调整后的推荐分级的评估、制定和评价方法对证据评价和推荐意见进行分级。希望通过本共识,规范中国一次性支气管镜的应用。
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编辑人员丨5天前
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防护型急救车底盘毁伤评估研究
编辑人员丨1个月前
目的:探究防护型急救车底盘抵御爆炸性武器手雷、地雷的毁伤效果.方法:在满足防护型急救车防护要求的前提下,采用12 mm厚聚乙烯(polyethylene,PE)防护板和复合陶瓷PE防护板(1 mm铝板+6 mm B4C陶瓷+12 mm高分子量聚乙烯纤维)对急救车底盘进行防护.通过理论计算和仿真模拟,分别分析某62gTNT手雷对PE防护板和某6 000gTNT当量地雷对复合陶瓷PE防护板的爆炸毁伤效果.结果:PE防护板和复合陶瓷PE防护板能够分别抵御某手雷和某地雷在1.1 m炸距下的爆炸毁伤作用,且均未出现明显破坏.结论:PE防护板和复合陶瓷PE防护板均能满足抵御爆炸性武器手雷、地雷毁伤作用及机动性、轻量化要求,该研究可为防护型急救车底盘防护设计提供参考.
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编辑人员丨1个月前
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基于机器视觉和改进YOLOv5s的鲫病害轻量级无损检测模型
编辑人员丨2024/7/27
以鲫(Carassius auratus)常见病害为例,从实际生产角度出发,提出了一种基于机器视觉和改进YOLOv5s的鲫病害轻量级无损检测模型,可实现鲫鱼体多种病害的同步无损快速检测.首先,通过利用Shuf-fleNetV2替换YOLOv5s主干网络,对模型进行轻量化改进;在此基础上,耦合一种基于卷积块的注意力机制[Convolutional block attention module(CBAM)]提高模型精准度;最后,结合空洞空间卷积池化金字塔[Atrous spatial pyramid pooling(ASPP)]提升模型鲁棒性.通过在自制鲫病害数据集上测试可知,文章所提出模型病害检测精确率可达92.0%,模型体积仅为14400 kb,优于当前相关主流模型(最高精确率为83.6%,最小体积为15750 kb),为水产养殖鱼类病害无损快速检测提供了技术支撑.
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编辑人员丨2024/7/27
