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基于Transformer深度学习模型在医学图像分割中的研究进展

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中国生物医学工程学报 2024年第4期43卷 467-476页

作者：周腊珍陈红池李秋霞李坊佐赣南医科大学医学信息工程学院江西赣州341000 赣南医科大学心脑血管疾病防治教育部重点实验室江西赣州341000

医学图像的准确分割在现代临床影像检查、精准诊断和治疗规划中意义至关重要。近10年来,卷积神经网络(CNN)凭借其独特的特征提取能力,在医学图像分割领域成绩显著。CNN架构中存在的局部感受野和固有归纳偏置局限,限制其对图像中远程依... 详细信息

医学图像的准确分割在现代临床影像检查、精准诊断和治疗规划中意义至关重要。近10年来,卷积神经网络(CNN)凭借其独特的特征提取能力,在医学图像分割领域成绩显著。CNN架构中存在的局部感受野和固有归纳偏置局限,限制其对图像中远程依赖关系的有效建模。近年来,Transformer架构依赖其对全局信息的捕获能力,有助于建模长距离的依赖关系并挖掘语义信息,在生物医学图像分割领域展示出卓越的性能和巨大潜力。在此,对Transformer架构的组成及其在医学图像分割中的应用进行了全面综述,从全监督、无监督和半监督的角度出发,对Transformer架构在医学图像的腹部多器官分割、心脏分割和脑肿瘤分割中的运用价值及性能进行了归纳分析,并对Transformer模型在分割任务中存在的局限不足进行了概括总结,最后对其未来发展趋势及优化路径进行了探讨展望。

关键词： Transformer 图像分割卷积神经网络医学图像

一种基于毛细管X光透镜的微型锥束CT扫描仪

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物理学报 2022年第9期71卷 37-46页

作者：周腊珍夏文静许倩倩陈赞李坊佐刘志国孙天希赣南医学院医学信息工程学院赣州341000 赣南医学院组织工程材料与生物制造江西省重点实验室赣州341000 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室北京100875

活体小动物成像系统是疾病研究、新药开发的重要组成部分.其中,X射线微型锥束计算机断层成像(X-ray micro cone-beam computed tomography,Micro-CBCT)能实现数十至数百微米空间分辨率的解剖结构成像研究.Micro-CBCT成像仪的一个关键挑... 详细信息

活体小动物成像系统是疾病研究、新药开发的重要组成部分.其中,X射线微型锥束计算机断层成像(X-ray micro cone-beam computed tomography,Micro-CBCT)能实现数十至数百微米空间分辨率的解剖结构成像研究.Micro-CBCT成像仪的一个关键挑战是其空间和对比度分辨率主要取决于X射线源焦斑大小、探测器分辨率和系统几何结构等因素.为提高Micro-CBCT的空间分辨率、对比度分辨率和成像均一性,本文基于毛细管X光透镜研制了一款能够调控照射X射线束斑孔径的Micro-CBCT扫描仪,用于小动物成像研究.此系统由微焦斑X射线源、非晶硅平板探测器、旋转工作台和控制电脑组成,并采用Feldkamp-Daivs-Kress算法重建投影图像.对该系统的性能进行了测试,结果表明,系统在10%调制传递函数下的空间分辨率为9.1 lp/mm,提高了1.35倍.同时,由于毛细管X光透镜对低能X射线的吸收和散射抑制作用,实现了2倍以上的对比度增强,减轻了多色X射线束硬化效应引起的图像均一性恶化问题.应用该Micro-CBCT系统对麻醉小鼠进行了活体成像,验证了该系统在小动物成像研究中的实用性.

关键词：毛细管X光透镜微型锥束CT X射线成像调制传递函数

基于空洞空间金字塔池化的U-Net网络在肺部图像分割上的应用

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中国医学物理学杂志 2023年第3期40卷 336-341页

作者：夏文静周腊珍陈红池李坊佐吴頲张翔赣南医学院医学信息工程学院江西赣州341000 赣南医学院组织工程材料与生物制造江西省重点实验室江西赣州341000 赣南医学院第一附属医院江西赣州341000

目的:胸部X线图像中肺野的自动分割是相关疾病筛查和诊断的关键步骤,为了适应计算机辅助诊断系统的要求,提出一种基于空洞空间金字塔池化的U-Net网络对胸部X线图像中肺野进行自动分割。方法:在编码和解码之间引入带有空洞卷积的空间金... 详细信息

目的:胸部X线图像中肺野的自动分割是相关疾病筛查和诊断的关键步骤,为了适应计算机辅助诊断系统的要求,提出一种基于空洞空间金字塔池化的U-Net网络对胸部X线图像中肺野进行自动分割。方法:在编码和解码之间引入带有空洞卷积的空间金字塔池化用于扩大接受域;同时,在多个尺度上获取图像上下文信息,用于从胸片中分割肺野,使用Montgomery数据集及深圳数据集进行验证。根据医学图像分割常用指标准确性、Dice相似系数及交并比评价基于空洞空间金字塔池化的U-Net网络分割肺野的性能。结果:验证准确性为98.29%,Dice相似系数为96.61%,交并比为93.47%。结论:本文提出一种基于空洞空间金字塔池化的U-Net网络用于分割肺野,相较于其他方法学习到更多边缘分割特征,取得更好的分割结果。

关键词：胸部X线图像肺野分割 U-Net 空洞空间金字塔池化

二维MXenes材料在柔性光电探测器中的应用展望

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无机材料学报 2024年第2期39卷 186-194页

作者：李腊沈国震北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 北京理工大学柔性电子器件与智造研究所北京102488

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

关键词： MXene 柔性电子透明电子光电探测器带隙调控专题评述

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基于深度学习的肺部CT图像分割研究进展

赣南医学院学报 2023年第1期43卷 59-62页

作者：夏文静周腊珍许倩倩李坊佐赣南医学院赣南医学院医学信息工程学院江西赣州341000

肺部CT图像分割是早期筛查和诊断肺部疾病的关键。传统的CT图像分割技术(如阈值法、聚类法和区域生长法)存在精确性差、效率低和鲁棒性差的问题。随着深度学习的发展,基于深度学习的模型在CT图像分割方面表现出卓越的能力。本文结合近... 详细信息

肺部CT图像分割是早期筛查和诊断肺部疾病的关键。传统的CT图像分割技术(如阈值法、聚类法和区域生长法)存在精确性差、效率低和鲁棒性差的问题。随着深度学习的发展,基于深度学习的模型在CT图像分割方面表现出卓越的能力。本文结合近年来国内外研究文献,对深度学习的算法发展及其在肺部CT图像分割中的应用进行综述。文献复习结果表明,采用图像分割评价指标Dice相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)对算法性能进行评估,肺部CT图像分割深度学习算法的DSC均大于0.9。这些结果表明深度学习能实现精确、高效和鲁棒性的肺部CT图像分割。同时,未来需要对医学图像的复杂性,深度学习数据集的大小、隐私性、网络架构设计和模型可解释性等难题进一步深入研究。

关键词：肺部CT图像图像分割深度学习

初中生逆向思维能力培养初探——以“点和圆、直线和圆的位置关系”为例

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教师博览 2024年第30期 67-69页

作者：徐腊珍浮梁县新平中学

《义务教育数学课程标准（2022年版）》对初中数学教学提出了新要求，培养学生的逆向思维成为教学改革的重头戏。以逆向问题为引领、以逆向情境为基石、以逆向实验为引擎可以构筑在初中数学教学中培养学生逆向思维能力的路径。本文按照... 详细信息

《义务教育数学课程标准（2022年版）》对初中数学教学提出了新要求，培养学生的逆向思维成为教学改革的重头戏。以逆向问题为引领、以逆向情境为基石、以逆向实验为引擎可以构筑在初中数学教学中培养学生逆向思维能力的路径。本文按照上述路径，以“点和圆、直线和圆的位置关系”为例，展开案例探究，以期能为初中数学教学改革提供实践参考。

关键词：初中数学逆向思维教学实践

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建筑地基勘察设计技术分析

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第4期 0106-0109页

作者：周腊翠湖北地环勘察设计院有限公司湖北武汉430000

随着现代建筑业的快速发展,对建筑地基的要求也越来越高,对于建筑地基勘察设计技术的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文介绍了地基勘察设计的要点,包括地质勘察、土层分析、承载力计算等方面,以及如何根据不同地质条件选择合... 详细信息

随着现代建筑业的快速发展,对建筑地基的要求也越来越高,对于建筑地基勘察设计技术的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文介绍了地基勘察设计的要点,包括地质勘察、土层分析、承载力计算等方面,以及如何根据不同地质条件选择合适的地基处理方法。并结合实际案例,对某高层建筑的地基勘察设计技术与结果处理进行了详细分析,为类似工程提供了参考和借鉴。

关键词：建筑地基勘察设计安全性能工程技术

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基于岩土勘察的基坑支护设计分析

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第5期 0005-0008页

作者：周腊翠湖北地环勘察设计院有限公司湖北武汉430000

本文以某具体工程为例,探讨了基于岩土勘察的基坑支护设计分析方法。通过理论计算和数值模拟,对设计方案进行了详细分析,评估了其合理性和安全性。计算结果表明,所提出的支护结构能够满足基坑稳定性要求,保证施工过程的安全。同时,考虑... 详细信息

本文以某具体工程为例,探讨了基于岩土勘察的基坑支护设计分析方法。通过理论计算和数值模拟,对设计方案进行了详细分析,评估了其合理性和安全性。计算结果表明,所提出的支护结构能够满足基坑稳定性要求,保证施工过程的安全。同时,考虑到了周边环境的影响,设计了合理的降水方案和监测方案,以减少对周边建筑物和地下管线的影响。

关键词：岩土勘察基坑支护设计分析监测数据

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岩土工程桩基施工与勘察分析

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第6期 0001-0004页

作者：周腊翠湖北地环勘察设计院有限公司湖北武汉430000

本文对岩土工程桩基施工与勘察分析进行了全面的探讨。文章介绍了数字化桩基施工与勘察的概念和方法,明确了桩基勘察与设计一体化的概念和意义。结合桩基勘察与设计一体化的方法与技术,揭示了桩基勘察与设计一体化在实际工程中的应用效... 详细信息

本文对岩土工程桩基施工与勘察分析进行了全面的探讨。文章介绍了数字化桩基施工与勘察的概念和方法,明确了桩基勘察与设计一体化的概念和意义。结合桩基勘察与设计一体化的方法与技术,揭示了桩基勘察与设计一体化在实际工程中的应用效果。研究结果表明:桩基础勘察是桩基础施工的基础,桩基础施工需要建立在桩基础详细勘察数据的基础上。

关键词：岩土工程桩基施工勘察分析数字化技术一体化实践案例