基于改进U-Net深度网络的超声正中神经图像分割 被引量：6

1

作者 田宝园 程怿 +4 位作者 蔡叶华 陈可 施俊 徐树公 张麒 《自动化仪表》 CAS 2020年第8期36-41,共6页

超声成像作为常见的医学成像技术,在诊断和治疗疾病方面发挥着重要作用。人工判读超声图像依赖于医生主观经验知识,其结果存在观察者间和观察者内的差异,并且过程耗时耗力,难以满足快速、批量的临床诊断需求。随着人工智能的快速发展,... 超声成像作为常见的医学成像技术,在诊断和治疗疾病方面发挥着重要作用。人工判读超声图像依赖于医生主观经验知识,其结果存在观察者间和观察者内的差异,并且过程耗时耗力,难以满足快速、批量的临床诊断需求。随着人工智能的快速发展,基于深度学习的图像分割模型被广泛地应用于医学图像分割领域,并取得了不俗成果。基于U-Net深度神经网络,对其结构进行优化改进,构建适用于超声图像正中神经分割的卷积神经网络模型。在网络中添加了规范层和丢弃层,下采样的最大池化层替换成卷积层;同时,采用指数线性单元激活函数,使用循环学习率,以增加网络模型的鲁棒性。测试结果表明,改进的U-Net模型在超声正中神经图像的自动分割方面表现良好,横切面、纵切面的Dice系数分别达到了78%与89%。该方法有望用于临床超声神经图像的辅助分析。 展开更多

关键词 超声成像 人工智能 深度学习 图像分割 U-Net 神经网络 正中神经 循环学习率

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面向淋巴结病变多分类鉴别的弹性和B型双模态超声影像组学 被引量：4

2

作者 石颉 江建伟 +2 位作者 常婉英 陈曼 张麒 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期957-963,共7页

本文探讨弹性和B型超声双模态影像组学定量特征对淋巴结病变的多分类诊断意义。本文回顾性研究248例患者共251个淋巴结(良性89个,淋巴瘤70个,转移性92个)的弹性和B型双模态超声图像。首先提取弹性和B型超声的双模态影像组学定量特征,每... 本文探讨弹性和B型超声双模态影像组学定量特征对淋巴结病变的多分类诊断意义。本文回顾性研究248例患者共251个淋巴结(良性89个,淋巴瘤70个,转移性92个)的弹性和B型双模态超声图像。首先提取弹性和B型超声的双模态影像组学定量特征,每个模态包括形态学特征、影像强度特征和灰度共生矩阵特征共212个特征;然后利用三种基于信息论的特征选择方法,即条件信息特征提取法、条件互信息最大化法和双输入对称相关性法,选取不同的影像组学特征子集;接着采用支持向量机在每个模态的影像组学特征子集上进行良性淋巴结、淋巴瘤和转移性淋巴结的多分类诊断;最后利用Adaboost算法融合不同模态和不同特征子集的分类结果。经过五折交叉验证的淋巴结病变多分类准确率和全组F1值分别达到76.09%±1.41%、75.88%±4.32%;选择良性淋巴结、淋巴瘤和转移性淋巴结分别为正样本时,多分类受试者操作特性曲线下面积分别为0.77、0.93和0.84。本文研究结果表明运用Adaboost融合双模态影像组学特征有助于提升淋巴结的多分类性能。本文方法有望用于三类淋巴结病变的辅助诊断。 展开更多

关键词 淋巴结 影像组学 双模态 多分类 特征选择

原文传递

基于改进U-Net深度网络在定量评估腕管综合征正中神经卡压中的应用 被引量：2

3

作者 蔡叶华 程怿 +4 位作者 邵洁 田宝园 张麒 傅燕 张俊 《放射学实践》 北大核心 2020年第9期1176-1180,共5页

目的:运用改进U-Net深度网络学习定量评价腕管综合征正中神经的超声图像,确定基于改进U-Net深度网络学习的卷积神经网络模型,探讨其在定量评估腕管综合征正中神经卡压中的应用价值。方法:搜集213例经肌电图确诊的腕管综合征正中神经卡... 目的:运用改进U-Net深度网络学习定量评价腕管综合征正中神经的超声图像,确定基于改进U-Net深度网络学习的卷积神经网络模型,探讨其在定量评估腕管综合征正中神经卡压中的应用价值。方法:搜集213例经肌电图确诊的腕管综合征正中神经卡压患者及104例健康志愿者,213例正中神经卡压患者中60例为双侧卡压。对317例受检者行超声检查,在腕管处保存超声图像,共得到正中神经图像377组。由擅长肌骨超声的医师对377组图像进行勾勒。应用基于改进U-net深度网络学习的卷积神经网络模型,分割腕管综合征卡压的正中神经超声图像,定量分析提取横切以及纵切的正中神经超声图像的影像组学量化特征。结果:改进的U-Net深度网络可以很好地识别切割正中神经;改进的U-Net深度网络可以定量表示CTS中卡压的正中神经回声减低,区域明暗参数A、明暗参数I、对比明暗参数RI以及纹理参数Homo、纹理不均匀参数Cont差异均有统计学意义(P=0.000)。结论:改进的U-Net模型在超声正中神经图像自动分割方面表现良好,可以定量分析腕管综合征正中神经卡压时灰度以及神经纹理均匀性。 展开更多

关键词 U-Net深度网络 神经分割 腕管综合征 正中神经卡压 超声检查

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超声影像组学助力左心室肥厚病因鉴别 被引量：1

4

作者 余其徽 俞霏 +3 位作者 马雨琴 夏良华 张波 张麒 《自动化仪表》 CAS 2021年第5期80-83,共4页

左心室肥厚(LVH)是一种常见的、与不良心血管事件相关的临床表现,仅根据超声心动图对病变形态的检测结果,难以满足快速准确的LVH病因鉴别需求。随着人工智能的快速发展,许多学者在医学影像领域取得了一定的进展。基于超声心动图的影像... 左心室肥厚(LVH)是一种常见的、与不良心血管事件相关的临床表现,仅根据超声心动图对病变形态的检测结果,难以满足快速准确的LVH病因鉴别需求。随着人工智能的快速发展,许多学者在医学影像领域取得了一定的进展。基于超声心动图的影像学分析,对高血压性心脏病(HHD)、肥厚性心肌病(HCM)、尿毒症性心肌病(UCM)三组LVH病因进行研究。研究提取了75例LVH患者的心肌纹理特征,接着对特征进行统计分析,并用于阈值法分类和支持向量机(SVM)分类。结果表明,Contrast能显著区分HHD、HCM和UCM(p=0.002)。在SVM模型中,区分HHD、HCM组和UCM组时,曲线下面积(AUC)为0.910。区分HHD组和HCM组时,AUC为0.857。因此,该方法有助于LVH病因的临床鉴别,从而有望为医生的治疗决策提供更好的建议。 展开更多

关键词 左心室肥厚 超声心动图 影像学分析 病因鉴别 模式识别 纹理 计算机辅助分析 人工智能

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超声图像中胆嚢真假性息肉计算机辅助鉴别 被引量：1

5

作者 余其徽 袁海霞 +4 位作者 张燕群 俞清 季正标 张麒 王文平 《自动化仪表》 CAS 2021年第4期86-90,共5页

超声检查是胆囊息肉样病变首选的影像学检查方法,但仅根据常规超声对病变回声、形态、血流的检测结果来区分真假性息肉是不可靠的,难以满足快速准确的术前鉴别需求。基于计算机辅助分析,对经病理证实的胆囊腺瘤真性息肉31例31个病灶和... 超声检查是胆囊息肉样病变首选的影像学检查方法,但仅根据常规超声对病变回声、形态、血流的检测结果来区分真假性息肉是不可靠的,难以满足快速准确的术前鉴别需求。基于计算机辅助分析,对经病理证实的胆囊腺瘤真性息肉31例31个病灶和胆囊胆固醇假性息肉37例38个病灶进行研究。从术前超声图像中提取病灶的空域和形态特征,接着对特征进行统计分析并用于支持向量机分类,以鉴别胆囊腺瘤及胆囊胆固醇性息肉。结果表明,胆囊腺瘤组的均一度显著高于胆固醇息肉组(P<0.001),胆囊腺瘤组的像素分布较胆固醇息肉更均匀。相较于空域或形态特征对应的分类模型,所有特征对应的集成模型性能提升。分类准确率,敏感性、特异性分别达到90.5%、91.0%、90.0%,曲线下面积为0.927。因此,计算机辅助分析超声图像有助于提高胆囊真性和假性息肉的诊断准确性。 展开更多

关键词 胆囊真性息肉 胆囊假性息肉 胆囊腺瘤 胆囊胆固醇性息肉 术前鉴別 模式识别

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基于特权信息学习的淋巴结病变计算机辅助诊断 被引量：1

6

作者 宋爽 张麒 +1 位作者 韩红 王文平 《自动化仪表》 CAS 2019年第12期61-65,共5页

淋巴结病变的诊断对于患者的治疗具有重要意义。在淋巴结病变的临床超声诊断中,通常只使用单一模态的B型超声图像。有时会采集B型超声和弹性超声或者采集B型超声和超声造影(CEUS)的双模态图像,很少情况下会采集全部三个模态图像。为了提... 淋巴结病变的诊断对于患者的治疗具有重要意义。在淋巴结病变的临床超声诊断中,通常只使用单一模态的B型超声图像。有时会采集B型超声和弹性超声或者采集B型超声和超声造影(CEUS)的双模态图像,很少情况下会采集全部三个模态图像。为了提高B型单模态的诊断性能,提出一种基于特权信息学习的淋巴结病变计算机辅助诊断(CAD)方法,在训练阶段使用三个模态图像,在测试阶段只使用B型。分别提取B型、弹性超声和CEUS图像的量化特征;在CAD模型中,训练样本为B型、弹性超声和CEUS多模态数据,测试样本只有B型;通过训练样本学习,得到结合特权信息的支持向量机(SVM+)模型,使用该模型对测试样本进行分类。试验结果表明,该方法的分类准确率、精度、敏感性、特异性和约登指数达到0.85、0.93、0.88、0.77和0.65,相较单模态B型超声训练的CAD模型,其分类结果分别提升了0.08、0.02、0.08、0.08和0.16。基于特权信息学习,提高了诊断精度,提升了计算机辅助诊断的性能。 展开更多

关键词 淋巴结病变 B型超声 超声弹性成像 超声造影 多模态 特权信息学习

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旋转人脸检测算法 被引量：2

7

作者 张立亮 滕国伟 +1 位作者 范涛 李聪 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第12期137-142,共6页

人脸检测技术作为机器视觉领域的挑战性课题,近些年取得了很大发展,其中无约束环境下的平面内旋转人脸检测是难点之一,为业界所重点关注。目前的人脸检测大多基于区域候选和预选矩形框的设计,进行分类和回归,但这种方式只能回归得到目... 人脸检测技术作为机器视觉领域的挑战性课题,近些年取得了很大发展,其中无约束环境下的平面内旋转人脸检测是难点之一,为业界所重点关注。目前的人脸检测大多基于区域候选和预选矩形框的设计,进行分类和回归,但这种方式只能回归得到目标人脸的旋转体,并不能反映目标的正确方位。提出一种改进的旋转矩形框的方法,设计符合人脸的旋转预选框,并借鉴水平预选框的人脸检测方法来构建网络。选择FDDB和Wider Face中人脸数据集进行统一的标签信息处理,使用该数据集训练和测试网络。实验结果表明,该方法具有旋转不变性,对旋转人脸检测模型具有较优的鲁棒性。 展开更多

关键词 预选框 人脸检测 旋转不变性 鲁棒性

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基于45°倾斜光栅的重复频率可切换被动谐波锁模光纤激光器 被引量：2

8

作者 凌远达 黄千千 +2 位作者 邹传杭 闫志君 牟成博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期53-57,共5页

基于非线性偏振旋转(NPR)技术,搭建了一台重复频率可切换的被动谐波锁模掺铒光纤激光器。腔内45°倾斜光纤光栅(45°TFG)作为一种理想的光纤型起偏器,与两侧偏振控制器(PC)一起实现非线性偏振旋转效应,实现激光器的稳定锁模输... 基于非线性偏振旋转(NPR)技术,搭建了一台重复频率可切换的被动谐波锁模掺铒光纤激光器。腔内45°倾斜光纤光栅(45°TFG)作为一种理想的光纤型起偏器,与两侧偏振控制器(PC)一起实现非线性偏振旋转效应,实现激光器的稳定锁模输出。在673 mW恒定泵浦功率下,通过调节腔内的PC,观测到了从基频到37阶谐波等多种锁模状态。该激光器可产生稳定的最高重复频率脉冲为783 MHz,对应的谐波阶数是37阶,且具有41 dB的边模抑制比(SSR)。高重复频率且稳定性好的脉冲可用于特定的应用中,如现代光通信系统、光学传感等。 展开更多

关键词 光纤激光器 谐波锁模 倾斜光纤光栅

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锁模光纤激光器中隐形孤子脉动演化特性研究(特邀)

9

作者 黄千千 黄梓楠 +1 位作者 戴礼龙 牟成博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期230-238,共9页

以锁模光纤激光器为研究平台,利用色散傅里叶变换技术,实时观察到调制频率成比例的三周期隐形孤子脉动现象。通过分析孤子的演化特性,笔者所在课题组认为孤子的调制不稳定性引起了色散波和孤子的参量耦合过程,导致了色散波和孤子的能量... 以锁模光纤激光器为研究平台,利用色散傅里叶变换技术,实时观察到调制频率成比例的三周期隐形孤子脉动现象。通过分析孤子的演化特性,笔者所在课题组认为孤子的调制不稳定性引起了色散波和孤子的参量耦合过程,导致了色散波和孤子的能量交换,从而产生了参量边带和隐形孤子脉动。部分能量在色散波和孤子间的交换使得孤子总能量几乎不变。因此这种孤子脉动难以通过时域脉冲序列分辨。此外,文中实验分析了隐形孤子脉动完整的演化路径,即仅通过增加泵浦功率使得脉动产生至消失的过程。与传统的可见脉动过程相比,这种隐形孤子脉动的调制周期随泵浦功率的变化较小。该工作不仅加强了对孤子脉动动力学现象的理解,还对锁模激光稳定性的提升具有重要意义。 展开更多

关键词 锁模光纤激光器 孤子脉动 色散傅里叶变换

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LTE-M系统综合承载组网可靠性研究 被引量：1

10

作者 刘玺 李震昱 郑国莘 《工业控制计算机》 2020年第1期56-58,共3页

目前地铁建设出现了采用多个LTE-M系统综合承载以及实际运营使用基站共享(Radio Access Network Sharing,RAN Sharing)的最新复杂组网形式,急需理论验证。从可靠性理论入手,建立可靠性框图数学模型,将设备硬故障与无线通信传输软故障合... 目前地铁建设出现了采用多个LTE-M系统综合承载以及实际运营使用基站共享(Radio Access Network Sharing,RAN Sharing)的最新复杂组网形式,急需理论验证。从可靠性理论入手,建立可靠性框图数学模型,将设备硬故障与无线通信传输软故障合理地进行系统综合,建立了多LTE-M系统应用RAN Sharing技术组网时系统可用性解析表达,验证了RAN Sharing组网方案的可行性,支撑了国内同类型重大工程建设。 展开更多

关键词 轨道交通 LTE-M 可用性分析 RAN-Sharing 可靠性框图法

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提高轨道交通列控通信可用性的方案

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作者 李震昱 张雪凡 郑国莘 《工业控制计算机》 2019年第11期1-3,共3页

为了确保LTE用于轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)时的可用性,根据目前采用1.8GHz的LTE-M(基于城市轨道交通的长期演进)专网的组网方式,针对无线链路与硬件设备的可靠性差异,分别以马尔可夫模型以及硬件故障修复指标描述其可用性,并建... 为了确保LTE用于轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)时的可用性,根据目前采用1.8GHz的LTE-M(基于城市轨道交通的长期演进)专网的组网方式,针对无线链路与硬件设备的可靠性差异,分别以马尔可夫模型以及硬件故障修复指标描述其可用性,并建立了相应的故障树模型。在此基础上,在不增加系统硬件的条件下提出了两种多链路传输方式,结果表明改进的传输方案可以有效提高LTE-M通信系统的可用性。 展开更多

关键词 轨道交通 LTE-M 可用性分析 故障树分析 马尔可夫模型

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