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用于甲状腺超声图像分割的数据集智能增强方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-04-25 15:06:06

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”黑龙江科技服务团| 马国范 | 2023-11-10 21:27:06
随着医疗设备的不断发展,超声成像仪器因为其无创性、实时性、操作方便、价格便宜等诸多优势,使其成为临床上应用最为广泛的医疗设备工具之一。甲状腺对人类健康的影响日益增大,超声技术是公认的适合做检查的技术。甲状腺超声图像是一种在临床中常见的医学图像技术,对甲状腺超声图像的有效分割可以为医生在临床中的诊断提供大量的有效信息。 深度学习是一种通过深度神经网络模型利用海量数据来学习这些数据规律的方法。通常需要利用海量数据对含有数以百万计参数的深度网络进行训练,以得到可以更好反映出数据集中各样本与训练目标间映射关系的模型。在医学图像技术和深度学习结合中,实现医学图像的精确分割是极具实际意义的。精确的分割可以为临床医疗提供大量目标区域的精确形状信息,以辅助专业医师出具诊断结果
深度学习的出现使得在分割甲状腺超声图像时摆脱专业医师繁重的工作成具有了可行性。但是,甲状腺超声图像的获取和标注过程仍高度依赖于医生的技能和经验、耗时、耗力,这与深度学习网络训练所需的海量数据相矛盾。在实际应用时,使用有限的甲状腺超声样本训练的深度学习分割网络往往效果较差。集成或改进常见深度学习和传统机器学习方法,以应对利用有限超声图像进行甲状腺分割问题,在国内外已经取得了一些研究成果,但针对智能图像增强以从本质上提升分割网络性能的研究仍存在大量的研究空间。在深度学习图像分割领域中,数据集增强技术是针对图像的应用场合,根据数据集中图像的特点,从而获得数据量更充足、图像更清晰、样本更丰富的数据集,以提高深度学习泛化能力的图像处理技术。数据集增强技术中通常包含裁切、翻转、滤波去噪、随机裁切、亮度调整、对比度调整等方法。现阶段的数据集增强技术主要以人为手动设计为主,设计过程会根据工程经验选择、结合部分数据集增强方法,很难做到最大程度上保证数据集的丰富性和充足性。
该研究针对PTA术后再狭窄率高的问题寻求一种介入治疗基础下的有效降低再狭窄率的方法,这种方法也是未来医学的发展方向,目前PTA技术成熟,国内外为探寻到一种或多种药物应用于PTA术中,以降低再狭窄率已研究多年,目前最长应用的药物为紫杉醇,然而研究发现,紫杉醇不仅抑制血管平滑肌细胞的增殖,也抑制血管内皮细胞的增殖,该药物亦不是临床上理想的药物。从该团队以往的研究成果可以看出,该团队研究PTA术后再狭窄已有18年的时间,并循序渐进的对该技术的治疗方法、治疗效果、安全剂量、血管并发症等方面进行了逐步的、系列的研究,为进一步的研究奠定了深厚的基础。 在以往研究的基础上,该研究首次采用靶向αvβ3的载有 10058-F4 药物的液态氟碳纳米粒子检测纳米粒子的基本性质,通过 CCK-8 法验证纳米粒子载药后是否仍具有抑制细胞增殖的作用,通过共聚焦激光显微镜验证纳米粒子的靶向性。以弥补以往疗效观察仅以血管内径大小变化为依据的不足,也为该治疗方法的有效性提供全新的、可靠的及更有说服力的依据。
哈尔滨医科大学坐落在北国冰城哈尔滨,是一所历史文化底蕴深厚的医学高等学府,由我国现代医学先驱伍连德博士于1926年创办的滨江医学专门学校(1938年更名为哈尔滨医科大学)和前身为中国共产党于1931年在江西瑞金创建的中国工农红军军医学校原兴山(现鹤岗市)中国医科大学第一、二分校组建而成。学校历经97年的发展建设,传承伍连德博士“赤诚爱国、自强创业”的精神,发扬中国工农红军军医学校“政治坚定、技术优良”的光荣传统,秉承“木直中绳、博学载医”的校训,综合实力不断增强,具有相当的发展规模和鲜明的办学特色。学校是部委省共建大学、黑龙江省国内一流大学建设高校、中俄医科大学联盟中方牵头单位、国家理科基础科学研究与教学人才培养基地、教育部首批试办七年制高等医学教育院校、教育部高水平公共卫生学院建设高校。
舌癌主要为鳞状细胞癌,它占头颈部癌的5%–15.5%,口腔癌的32.3%,是口腔颌面部常见的恶性肿瘤之一。它具有易复发、预后差、淋巴结转移率高、局部侵润性强等特点,表皮生长因子受体(EGFR)广泛表达于间质、上皮及神经组织,EGFR在头颈部肿瘤中表达率近80%。舌癌根治手术为早期无转移局限型患者提供治愈机会,根治术后的高复发与转移为综合治疗的应用提供充足理由,新辅助或辅助放化疗及围手术期化疗等综合治疗在一定程度上能降低根治术后的局部复发与转移,但临床存在TNM分期相同并接受相同的综合治疗却所获结果不同,这些现象提醒我们需要一些能筛选出高危、易复发病例的技术方法。采取有效的检验手段发现恶性程度高、转移早、对亲脂性化疗药物不敏感的肿瘤,并采取相应的综合治疗手段是必要的。研究表明,EGFR基因扩增与患者的性别、吸烟、饮酒、年龄等临床特征未见相关性,但可能与患者的预后相关。还需进一步研究证实,随着不断展开的EGFR靶向治疗的临床研究,以大量探索EGFR靶向治疗在舌鳞状细胞癌中的临床研究,能够证明EGFR在舌鳞状细胞癌中的应用价值。对治疗舌癌患者提供一条新途径,同时提高患者的生存率和生活质量,实际临床效果还需进一步研究。
技术转让、合同、入股均可,具体资金双方协商,希望尽快落地实现产业化。