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基于Log-Euclidean协方差矩阵描述符的医学图像配准

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计算机学报 2019年第9期42卷 2087-2099页

作者：张莉李彬田联房张鸣生王雷李祥霞刘霜纯华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 广东省人民医院&广东省医学科学院广东省老年医学研究所广州510080 山东理工大学计算机科学与技术学院山东淄博255049

患者随访CT图像之间的配准有助于提高诊断的可靠程度和改善治疗效果,是监测术后康复状况、确定或调整治疗方案等的前提.当前,先进的微分同胚形变配准算法的形变场驱动力仅依靠图像灰度和梯度信息,使得其对复杂形变的配准明显表现出驱动... 详细信息

患者随访CT图像之间的配准有助于提高诊断的可靠程度和改善治疗效果,是监测术后康复状况、确定或调整治疗方案等的前提.当前,先进的微分同胚形变配准算法的形变场驱动力仅依靠图像灰度和梯度信息,使得其对复杂形变的配准明显表现出驱动力不足、形变程度不高、鲁棒性较弱、配准精度低等问题.针对这些问题,该文提出将对数欧拉协方差矩阵(Log-Euclidean Covariance Matrices,LECM)描述符结合于配准模型的目标函数中构建了一种新配准算法模型,称为LECM Demons模型.该算法首先将图像每一像素的灰度信息、位置信息、一阶和二阶梯度范数信息映射为一个特征空间;然后,对特征空间采用积分图像方法快速计算每一像素的协方差矩阵;接着,通过矩阵的对数映射将协方差矩阵映射为Log-Euclidean空间中的特征描述符简称为LECM描述符,其对大的旋转、缩放、照度等变化具有不变性的特点,能够有效地描述图像的结构特性;最后,将待配准两图像对应的LECM描述符的欧氏距离作为一个新的匹配项添加到Log-Demons配准框架的目标函数,为大而复杂形变的图像配准提供了具有结构信息约束的形变场驱动力,同时确保了新目标能量函数的可微性.此外,为了进一步提高配准的收敛速度和精度,在新配准算法实现中采用了多分辨率优化策略.实验结果表明,LECM Demons算法对复杂形变具有较强的鲁棒性,配准精度与先进的形变配准算法相比平均改善50%以上,同时保持了较高的计算效率.

关键词：医学图像配准 Log-Euclidean协方差矩阵 Log-Demons 多分辨率策略鲁棒性

肺癌术后肺复张形态与肺功能相关性及其影响因素的研究

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中国临床解剖学杂志 2022年第5期40卷 610-614页

作者：李新平陈艺刘霜纯曾斌张鸣生广东省人民医院(广东省医学科学院)广东省老年医学研究所广州510080 深圳市儿童医院深圳518038 广州市番禺区妇幼保健院(何贤纪念医院) 广州511400

目的用定量CT测量肺解剖容积联合肺功能检测分析肺复张形态和肺功能相关性及其影响因素。方法本试验是单中心回顾性研究。纳入符合标准的肺部术后患者,分别在术前和术后3个月使用定量CT计算肺解剖容积,同时测量肺功能指标包括FVC、FEV_... 详细信息

目的用定量CT测量肺解剖容积联合肺功能检测分析肺复张形态和肺功能相关性及其影响因素。方法本试验是单中心回顾性研究。纳入符合标准的肺部术后患者,分别在术前和术后3个月使用定量CT计算肺解剖容积,同时测量肺功能指标包括FVC、FEV_(1)和FEV_(1)/FVC。然后分析肺容积与肺功能的相关性;根据肺复张指标,将患者分为非肺膨胀组和肺过度膨胀组,比较两组术前、术后肺容积变化和肺功能差异。结果共纳入40例患者,手术导致肺功能和肺容积都降低,其术前FVC(r=0.36,P=0.037)、FEV_(1)(r=0.35,P=0.041)与肺容积呈正相关,术后3个月的FVC、FEV_(1)与肺容积无显著相关(P>0.05)。与非肺膨胀组相比较,肺过度膨胀组患者术前FEV_(1)/FVC更低,且术后3月患者FEV_(1)/FVC改善约5%;单因素分析表明个人吸烟史在肺过度膨胀组中更常见(P=0.045)。结论定量CT测量肺容积改变结合肺功能检查可用于早期识别术后肺过度膨胀形态,而吸烟史是肺肿瘤术后患者发生余肺过度膨胀的预测因素。

关键词：定量CT 肺容积肺功能肺扩张因素

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计算机辅助肺功能定量分析系统的开发与设计

计算机工程与应用 2018年第13期54卷 224-230页

作者：王炳南李彬刘霜纯田联房王立非华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 暨南大学第一临床附属医院广州510317 广东省人民医院(省医学科学院)老年医学研究所康复学科广州510080 深圳市第三人民医院放射科广东深圳518112

在对胸部CT(Computed Tomography)序列图像进行慢性阻塞性等肺疾病诊断时,需要获取相关的肺功能指标来给医生提供参考依据。为此,开发了一个用于肺功能定量分析的计算机辅助系统。系统首先结合多种分割方法实现了三维肺实质的分割,然后... 详细信息

在对胸部CT(Computed Tomography)序列图像进行慢性阻塞性等肺疾病诊断时,需要获取相关的肺功能指标来给医生提供参考依据。为此,开发了一个用于肺功能定量分析的计算机辅助系统。系统首先结合多种分割方法实现了三维肺实质的分割,然后采用体绘制技术重建出肺部组织的三维模型,最后利用分割结果实现了对肺功能指标的定量分析。此外,针对医生个性化的需求,该系统还实现了局部肺实质VOI(Volume of Interest)的肺功能定量分析和肺实质任意指定感兴趣CT值范围内的肺功能定量分析。

关键词：肺功能定量分析肺实质分割体切割三维重建系统开发

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基于改进随机游走算法的CT影像的肺裂检测

计算机工程与设计 2018年第3期39卷 738-745,751页

作者：解德芳李彬刘霜纯田联房王立非华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 广东省人民医院广东省医学科学院广东省老年医学研究所康复学科广东广州510080 深圳市第三人民医院放射科广东深圳518112

为解决肺裂检测结果易受肺病症等干扰的问题,提出基于改进随机游走算法CT(computed tomography)影像的肺裂检测算法。基于自适应阈值法分割肺实质;提出基于双边滤波的多尺度Retinex算法增强肺裂,通过双边滤波估计图像亮度和对光照估计... 详细信息

为解决肺裂检测结果易受肺病症等干扰的问题,提出基于改进随机游走算法CT(computed tomography)影像的肺裂检测算法。基于自适应阈值法分割肺实质;提出基于双边滤波的多尺度Retinex算法增强肺裂,通过双边滤波估计图像亮度和对光照估计的图像增加权值β提高清晰度;采用改进的随机游走算法分割肺裂,通过Candy边缘检测降低种子点的误选率,将像素间的位置和梯度差信息融合进权值函数,增强分割准确性。实验结果表明,该算法可实现对多组临床医学肺部CT影像的肺裂检测,结果精确度较高。

关键词：肺裂检测 Retinex理论图像增强随机游走图像分割

不同频率反馈式呼吸电刺激训练对慢性阻塞性肺病患者通气效率的影响

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实用医学杂志 2016年第6期32卷 930-932页

作者：刘亚康曾斌李新平刘霜纯白利明张鸣生许伟成南方医科大学广州市510515 广东省人民医院(广东省医学科学院) 广州市510080

目的:探讨不同膈神经刺激频率(10、30 Hz)的反馈式呼吸电刺激训练(respiratory electrical stimulation training with biofeedback,RESTB)对COPD患者耗氧量和通气效率的影响。方法 :募集15名中重度稳定期COPD患者,在同一周内分别随机进... 详细信息

目的:探讨不同膈神经刺激频率(10、30 Hz)的反馈式呼吸电刺激训练(respiratory electrical stimulation training with biofeedback,RESTB)对COPD患者耗氧量和通气效率的影响。方法 :募集15名中重度稳定期COPD患者,在同一周内分别随机进行10 Hz和30 Hz的RESTB(10 Hz-RESTB和30 Hz-RESTB)。在训练第15分钟检测耗氧量、潮气量、分钟通气量、心率、二氧化碳通气当量和Borg呼吸困难水平等指标,并和平静状态进行比较。结果:两种频率的RESTB均可以降低COPD患者耗氧量、二氧化碳通气当量和心率,提高潮气量、分钟通气量,以及减轻Brog呼吸困难水平,30 Hz-RESTB的效果更加显著。结论:反馈式呼吸电刺激训练可以降低COPD患者的耗氧量、提高通气效率,30 Hz的膈神经电刺激频率效果更佳。

关键词： COPD 神经肌肉电刺激呼吸训练呼吸效率

肺功能状态影像学评价在肺切除手术中的应用现状

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心血管病防治知识（学术版） 2017年第2期7卷 125-128页

作者：刘霜纯刘亚康曾斌谭海智熊丽芳张鸣生暨南大学第一临床附属医院广东广州510317 广东省人民医院&广东省医学科学院广东省老年医学研究所广东广州510080

肺功能准确评估对预测患者手术耐受性、确定手术切除范围和制定术后肺康复方案都具有重要的临床意义;常用的肺功能检测手段包括:肺量计、气体交换试验、运动试验和影像学技术等;作为临床中最常用的观察肺部组织改变的方法,影像学技术在... 详细信息

肺功能准确评估对预测患者手术耐受性、确定手术切除范围和制定术后肺康复方案都具有重要的临床意义;常用的肺功能检测手段包括:肺量计、气体交换试验、运动试验和影像学技术等;作为临床中最常用的观察肺部组织改变的方法,影像学技术在定量分析肺功能和预测术后残余肺功能等方面是近年来的研究热点。本文通过分析和比较多种影像学技术在测量肺体积、预测术后肺功能和评估术后残肺生长中的研究现状,总结其优缺点,以期更好地指导临床应用。

关键词：肺切除肺癌肺容积影像

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基于肺部组织分割的肺功能定量分析系统的开发与设计

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生物医学工程研究 2018年第3期37卷 253-259页

作者：许友彬李彬刘霜纯张鸣生王立非田联房华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640 广东省人民医院(省医学科学院)老年医学研究所康复学科广东广州510080 深圳市第三人民医院放射科广东深圳518112

为了更加便利、快捷地在基于CT的肺部疾病诊断中获取相关肺功能指标,以便于辅助医生进行诊断,本研究开发了基于肺部组织分割的肺功能定量分析系统。系统主要分为三个部分:肺部组织的分割,肺部组织的三维重建以及肺功能定量分析模块。在... 详细信息

为了更加便利、快捷地在基于CT的肺部疾病诊断中获取相关肺功能指标,以便于辅助医生进行诊断,本研究开发了基于肺部组织分割的肺功能定量分析系统。系统主要分为三个部分:肺部组织的分割,肺部组织的三维重建以及肺功能定量分析模块。在利用已有方法分割出肺实质、肺气管和肺血管的基础上,提出了自动修补由肺结节造成的肺实质孔洞以及肺边缘缺陷的方法,利用基于海森矩阵的圆点增强算法分割出疑似肺结节区域,结合手动选取种子点确定明显肺结节。实现了肺部多组织的三维重建,可计算整体、局部(volume of interest,VOI)区域以及感兴趣CT值范围内的肺功能指标从而进行肺功能定量分析,并可在二维和三维上定位显示测算对象,结合多方面辅助医生诊断。

关键词：肺部组织分割肺功能定量分析体绘制辅助诊断系统开发

考虑客户多归属行为的双边视频平台独家版权决策分析

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中国管理科学 2025年

作者：张诗纯陈靖上海外国语大学国际工商管理学院

为赢得竞争，目前各大视频平台均不断提高自己的独家视频版权数量，以获取差异化竞争优势。然而，这一独家版权数量的增加催生了观众的多归属行为，改变了平台原有的竞争逻辑。在这样的情况下，盲目提高独家版权数量实际是不利于平台盈... 详细信息

为赢得竞争，目前各大视频平台均不断提高自己的独家视频版权数量，以获取差异化竞争优势。然而，这一独家版权数量的增加催生了观众的多归属行为，改变了平台原有的竞争逻辑。在这样的情况下，盲目提高独家版权数量实际是不利于平台盈利的。结合视频平台作为双边平台所特有的“正负交叉网络外部性”，本文应用动态博弈理论，构建了平台版权决策模型。文章给出了平台在不同客户多归属情况下的最优独家版权采购决策。文章分析结果指出，多归属观众的存在会将市场中任一平台依靠独家版权获得的差异化竞争优势，转变为市场中所有平台均可获得的公共利益。因此，投入成本购买独家版权的平台会被其竞争平台“搭便车”。但如果此时市场中的广告主也存在多归属行为，则即使公共利益仍然存在，竞争平台也会放弃“搭便车”。此时市场中的平台将自然转为合作，一同提高内容订阅市场的总份额。而与此同时，这些平台仍将保持在广告市场中的竞争，最终构成相互之间的竞合关系。这代表了视频平台间竞争的“搭便车策略”，及对这一策略的有效应对方式。

关键词：双边平台正负交叉网络外部性多归属客户独家版权搭便车行为

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面向道路交通场景的高效3D目标检测

智能系统学报 2025年第1期20卷 91-100页

作者：陆军鲁林超翟晓阳刘霜哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对当前两阶段的点云目标检测算法PointRCNN:3D object proposal generation and detection from point cloud在点云降采样阶段时间开销大以及低效性的问题,本研究基于PointRCNN网络提出RandLA-RCNN(random sampling and an effectivelocal feature aggregator with region-based convolu-tional neural networks)架构。首先,利用随机采样方法在处理庞大点云数据时的高效性,对大场景点云数据进行下采样;然后,通过对输入点云的每个近邻点的空间位置编码,有效提高从每个点的邻域提取局部特征的能力,并利用基于注意力机制的池化规则聚合局部特征向量,获取全局特征;最后使用由多个局部空间编码单元和注意力池化单元叠加形成的扩展残差模块,来进一步增强每个点的全局特征,避免关键点信息丢失。实验结果表明,该检测算法在保留PointRCNN网络对3D目标的检测优势的同时,相比PointRCNN检测速度提升近两倍,达到16 f/s的推理速度。

关键词：深度学习 3D目标检测点云随机采样局部特征聚合注意力机制自动驾驶