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通过边缘引导的肾上腺三维CT影像分割
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作者 王文静 牛四杰 +3 位作者 李帆 曹彩霞 丛文斌 杨自成 《南京师大学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期93-99,共7页
计算机断层扫描图像是判断肾脏情况的主要成像方式.医生可以通过分割出腹部CT图像中感兴趣的肾上腺区域,从而计算出肾上腺的体积、灰度值和表面积来判断肾病的病因.然而手工标记图像中的病变区域是耗时、繁琐且具有挑战性的,且病变区域... 计算机断层扫描图像是判断肾脏情况的主要成像方式.医生可以通过分割出腹部CT图像中感兴趣的肾上腺区域,从而计算出肾上腺的体积、灰度值和表面积来判断肾病的病因.然而手工标记图像中的病变区域是耗时、繁琐且具有挑战性的,且病变区域与周围组织极为相似,勾画出的边界极为模糊.因此本文采用一种全卷积神经网络模型MedNeXt——一个受Transformer启发的大核分割网络来对肾上腺3D数据进行体积分割.为应对样本类别不均衡问题,本文还使用对称统一焦点损失替换Dice损失,以提高分割精度.同时考虑到肾上腺组织与周围组织边界难以区分的问题,本文提出结合边界损失函数与主体损失函数同时监督分割过程,使得模型更关注边界的细节信息,从而提升模型性能,实现更精确的分割结果.实验结果表明,所用方法与近几年最新的模型相比在本文所用肾上腺3D数据集上实现了最先进的性能. 展开更多
关键词 全卷积 TRANSFORMER MedNeXt 类别不均衡 体积分割
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基于工程医学理论显现医学摆位伦理之专家共识
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作者 葛云 殷芳芳 +12 位作者 吴昊 万遂人 孔德兴 颜子夜 杨瑞杰 于大海 梁军 孙向东 戴相昆 李谭谭 金献测 黄晓延 吴建峰 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第12期1453-1459,共7页
基于工程医学理论,针对目前摆位设备和方式种类繁多、原理差异大、摆位不精准的临床问题,以减少伤害的基本医学伦理准则为出发点,形成两方面共识:(1)提倡协调多种摆位方法进行联合摆位,对摆位方法进行数据收集、比较、分析和甄别,基于... 基于工程医学理论,针对目前摆位设备和方式种类繁多、原理差异大、摆位不精准的临床问题,以减少伤害的基本医学伦理准则为出发点,形成两方面共识:(1)提倡协调多种摆位方法进行联合摆位,对摆位方法进行数据收集、比较、分析和甄别,基于规范统一的临床一致性原则,确定联合摆位的操作准则和方法,以期达到不依靠金标准即可极大地保证放疗摆位精度和放疗安全的临床目的;(2)规范摆位偏差溯源操作方法,实现对摆位差异导致临床一致性差时,可溯源偏差原因、甄别不同摆位有效性。本共识预期基于工程医学理念,规范放疗摆位方法,实现精准的放疗,提升治疗效果和显现医学伦理关怀。 展开更多
关键词 放疗摆位 放疗摆位偏差数据 临床一致性 医学伦理 放疗医学摆位伦理 专家共识
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基于集成学习的宫颈癌放射治疗危及器官的自动勾画 被引量：3
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作者 程婷婷 张子健 +4 位作者 杨馨 卢山富 钱东东 王先良 朱红 《中南大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1058-1064,共7页
目的:危及器官的自动勾画能够帮助医师高效、精确地制作放射治疗计划,可有效提高放射治疗的精确性和治疗的疗效。本研究提出一种同时适用于宫颈癌后装和外照射放射治疗场景下危及器官的自动勾画方法,同时利用不同场景间危及器官结构的... 目的:危及器官的自动勾画能够帮助医师高效、精确地制作放射治疗计划,可有效提高放射治疗的精确性和治疗的疗效。本研究提出一种同时适用于宫颈癌后装和外照射放射治疗场景下危及器官的自动勾画方法,同时利用不同场景间危及器官结构的相似性,提高分割困难的危及器官的分割精度。方法:采用集成学习策略,将基于后装与外照射数据进行预训练得到的模型作为特征提取模块引入集成模型中,交替对不同场景下的数据进行训练,引导模型同时学习场景内危及器官的个性化特征和场景间危及器官的共性特征。实验选择84例后装和46例外照射宫颈癌患者的CT序列数据作为本研究方法的数据来源,使用五折交叉验证划分训练集和测试集。通过五折平均形状相似性评价系数(dice similarity coefficient,DSC)来评价模型的勾画精准度。结果:采用集成学习方法勾画的多数危及器官(后装序列数据中的直肠与膀胱、外照射序列数据中的膀胱)的DSC指标高于0.7。相比于单独的基于残差的U-net模型,本研究的方法对分割困难的危及器官(后装数据中的乙状结肠与外照射图像中的直肠)有更优的分割性能,DSC提高3%以上。结论:本研究提出的方法实现了基于单模型宫颈癌放射治疗中的多个危及器官场景的分割,得到了较为准确的结果,可以极大地缩短医师对危及器官勾画的时间,提高医师的工作效率。 展开更多
关键词 深度学习 危及器官 自动勾画 宫颈癌放射治疗 集成学习
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基于特征融合与注意力机制的脑肿瘤分割算法 被引量：7
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作者 褚张晴晴 钟志强 +1 位作者 颜子夜 战荫伟 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期154-161,共8页
脑肿瘤核磁共振成像(MRI)的准确分割对手术方案的制定和放疗计划具有重要意义。U-Net作为脑肿瘤分割领域应用最广泛的网络,具有较优的性能,但是存在跳跃连接中语义差距较大、MRI图像中跨通道信息利用不足的问题。为对脑肿瘤各区域进行... 脑肿瘤核磁共振成像(MRI)的准确分割对手术方案的制定和放疗计划具有重要意义。U-Net作为脑肿瘤分割领域应用最广泛的网络,具有较优的性能,但是存在跳跃连接中语义差距较大、MRI图像中跨通道信息利用不足的问题。为对脑肿瘤各区域进行准确分割,提出一种基于特征融合与注意力机制的改进U-Net模型FFCA-U-Net。在跳跃连接中设计特征融合模块代替U-Net中的直接拼接操作,以有效融合不同层次、不同尺度的特征信息,减小语义差距并调整感受野,增强网络对肿瘤特征的学习能力。在编码器中引入改进的三维坐标注意力机制,沿MRI图像的3个方向捕获跨通道信息,增强网络对脑肿瘤边界信息的感知能力,获得肿瘤子区域更精确的位置。此外,为快速获得肿瘤的相对位置、减少网络学习冗余,增加的掩码图像与MRI图像一起作为网络输入。在MSD数据集上的实验结果表明,FFCA-U-Net在增强肿瘤区域、非增强肿瘤区域和水肿区域的Dice系数分别为0.803 4、0.628 6和0.799 3,平均Dice为0.743 8,优于TransBTS、UNETR等其他先进网络。 展开更多
关键词 脑肿瘤 U-Net模型 特征融合 三维坐标注意力机制 医学图像分割
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基于CT影像的新型冠状病毒肺炎量化分析 被引量：1
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作者 李广明 江桂华 +3 位作者 陈辉 徐雯 钱东东 罗召洋 《中国医学影像学杂志》 CSCD 北大核心 2021年第4期304-308,共5页
目的提出一种基于计算机视觉的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)影像量化方法,辅助影像和临床医师对患者做出个性化的诊断和治疗方案。资料与方法纳入150例COVID-19患者的CT图像,针对COVID-19在CT影像中的空间分布、纹理征象等特点,提出一种... 目的提出一种基于计算机视觉的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)影像量化方法,辅助影像和临床医师对患者做出个性化的诊断和治疗方案。资料与方法纳入150例COVID-19患者的CT图像,针对COVID-19在CT影像中的空间分布、纹理征象等特点,提出一种基于区域生长和主动轮廓的半自动的图像分割方法。在少量人工交互的情况下:①对处于不同发展期的COVID-19病灶进行识别与分割提取;②对提取的病灶,提供一套科学量化分析方法;③通过分析同一患者不同分期的CT影像中病灶量化指标的变化情况,辅助医师跟踪COVID-19病情及制订诊疗方案;④对干预治疗后的病情进行量化评估。结果在150例CT影像上分割的最大Dice为0.99,最小Dice为0.89,平均Dice为0.95,患者在不同病情进展期的病灶数目、最大病灶面积、平均病灶面积与病情发展呈正相关。结论通过与临床报告对比发现,本方法与其他已知的有效临床特征有很强的相关性和互补性,从而明确本方法能极大地辅助医师分析COVID-19。 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 体层摄影术 X线计算机 图像分割 量化分析
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头颈鳞状细胞癌根治性放疗中临床淋巴结阴性颈部的个体化选择性照射
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作者 寇嘉 林丽 +7 位作者 矫承洋 田梦秋 周冠群 蒋雪 马骏 祁振宇 陆瑶 孙颖 《癌症》 CAS 2022年第4期178-190,共13页
背景与目的 口腔(oral cavity,OC)、口咽(oropharyngeal,OP)、下咽部(hypopharyngeal,HP)和喉部(laryngeal,LA)的鳞状细胞癌(squamouscellcarcinoma,SCC)具有很高的区域淋巴结转移(lymph node metastasis,LNM)率。对于临床上表现为淋巴... 背景与目的 口腔(oral cavity,OC)、口咽(oropharyngeal,OP)、下咽部(hypopharyngeal,HP)和喉部(laryngeal,LA)的鳞状细胞癌(squamouscellcarcinoma,SCC)具有很高的区域淋巴结转移(lymph node metastasis,LNM)率。对于临床上表现为淋巴结阴性的颈部,对其进行选择性照射是治疗隐匿性淋巴结转移的常规方法。然而,最优的选择性照射计划目前仍无定论。本研究旨在为上述4种头颈鳞癌的淋巴结阴性颈部建立个体化选择性照射策略。方法 回顾性分析2005年7月至2018年12月期间,793例OC-SCC患者、464例OP-SCC患者、413例HP-SCC患者和645例LA-SCC患者的临床数据。根据实际LNM率和肿瘤侵犯特点,利用logistic回归分析确定对侧LNM的危险因素和选择性照射策略中颈部区域照射范围。另外,我们开发了一种可公开获取的在线工具,来帮助推广这些方案的临床应用。结果 对于患侧淋巴结阴性的颈部,推荐OC-SCC患者进行患侧I±Ⅲ区的选择性照射,OP-、HP-和LA-SCC患者进行患侧Ⅱ±ⅠVa区的选择性照射。另外,OP-SCC患者应进行患侧VⅡa区的选择性照射。多因素分析结果显示,咽后壁和环状软骨后区受累与HP-SCC患者VⅡa区转移独立相关(均P<0.05)。对于对侧淋巴结阴性的颈部,多因素分析结果显示,同侧N2b2±N3、肿瘤累及体中线和肿瘤侵袭程度是对侧LNM的独立预后因素(均P <0.05)。在对侧颈部淋巴结转移高风险的患者中,本研究建议OC-SCC患者行对侧Ⅰ±Ⅱ区照射;若患侧淋巴结分期达到N3,则需增加对侧Ⅲ区照射。OP-、HP-和LA-SCC患者推荐进行对侧Ⅱ±Ⅲ区照射;对于T分期和患侧N分期较晚的患者,建议增加对侧ⅠVa区的照射。只有T4期和患侧N3期的患者需要增加对侧VⅡa区照射。结论 我们提出的个体化和计算机辅助实施的颈部淋巴结选择性照射策略,相对于现行指南可降低OC-、OP-和HP-SCC患者的照射体积,可能有利于改善患者放疗后的生活质量。 展开更多
关键词 临床淋巴结阴性 颈部 选择性照射 头颈部鳞状细胞癌 个体化 颈部淋巴结分区
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