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一种基于格子玻尔兹曼前向模型的GPU并行加速荧光扩散断层成像的方法

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中国医疗器械杂志 2020年第2期44卷 95-100页

作者：吴焕迪严壮志岑星星上海大学通信与信息工程学院上海市200444

荧光扩散断层成像是一种新兴的成像方式,在生物学和医学等领域具有广阔的应用前景。而目前荧光扩散断层成像中前向问题的求解耗时严重,该问题大大限制应用场景。为了提高荧光断层成像的计算速度,该研究团队提出了一种基于格子玻尔兹曼... 详细信息

荧光扩散断层成像是一种新兴的成像方式,在生物学和医学等领域具有广阔的应用前景。而目前荧光扩散断层成像中前向问题的求解耗时严重,该问题大大限制应用场景。为了提高荧光断层成像的计算速度,该研究团队提出了一种基于格子玻尔兹曼前向模型的GPU并行加速荧光扩散断层成像的方法。该研究利用格子玻尔兹曼方法构建光传输模型,把在CPU上计算效率低的LBM的碰撞、迁移、边界处理过程在GPU上加速处理,从而加速荧光扩散断层成像的求解。并采用仿真实验和仿体实验验证该方法的可行性。实验结果表明了在和传统求解的扩散方程计算结果一致的前提下,所提方法相比于在CPU上用基于扩散方程有限元方法能达到最高118倍的加速比。因此,结合GPU的LBM方法可有效求解FDOT中的前向问题。

关键词：格子玻尔兹曼方法荧光扩散断层成像 GPU

快速荧光扩散断层成像的格子玻尔兹曼前向模型

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中国医疗器械杂志 2019年第6期43卷 391-396页

作者：岑星星严壮志上海大学通信与信息工程学院上海市200444 上海大学生物医学工程研究所上海市200444

荧光扩散断层成像(Fluorescence Diffuse Optical Tomography,FDOT)作为一种新型成像技术,能对生物组织体内的病变区域进行三维定量的功能成像,在生物医学中具有广泛的应用价值。合理描述光在生物组织内传播的前向模型是实现FDOT的前提... 详细信息

荧光扩散断层成像(Fluorescence Diffuse Optical Tomography,FDOT)作为一种新型成像技术,能对生物组织体内的病变区域进行三维定量的功能成像,在生物医学中具有广泛的应用价值。合理描述光在生物组织内传播的前向模型是实现FDOT的前提,并决定着该成像技术的性能。为提高FDOT的成像效率,该文通过辐射传输方程离散求解,提出了一种新型的基于格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann,LB)方法的前向模型,并用于实现FDOT。数值仿体和物理仿体的验证实验结果表明,该文提出的LB前向模型,较传统扩散方程方法,能将FDOT的成像速度提高5倍左右,而不会降低其成像质量。

关键词：荧光扩散断层成像前向模型格子玻尔兹曼方法

超细电子内镜高清影像插值算法研究及其FPGA实现

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工业控制计算机 2018年第11期31卷 105-106,108页

作者：曹雷吴焕迪岑星星上海大学通信与信息工程学院上海200444

超细电子内镜在支气管、肠道等人体内部组织器官的检查诊断中有优越的作用,与传统内镜相比,具有损伤小、疼痛轻、恢复快的优势。但超细电子内镜存在着成像色彩失真、分辨率低等问题。结合改进的Hamilton&Adams色彩插值算法和双三次插值... 详细信息

超细电子内镜在支气管、肠道等人体内部组织器官的检查诊断中有优越的作用,与传统内镜相比,具有损伤小、疼痛轻、恢复快的优势。但超细电子内镜存在着成像色彩失真、分辨率低等问题。结合改进的Hamilton&Adams色彩插值算法和双三次插值提出了一种基于FPGA的彩色视频实时插值算法。通过人眼观察及客观评价两种方式表明,该算法能够更好地重建视频影像的色彩信息,同时实现1 920×1 080分辨率和60帧频的高清视频实时显示。

关键词：超细电子内镜色彩插值缩放插值 FPGA

基于格子玻尔兹曼方法的荧光扩散断层成像仿真系统设计

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工业控制计算机 2019年第10期32卷 86-88页

作者：吴焕迪严壮志岑星星上海大学通信与信息工程学院

计算机仿真技术对于荧光扩散断层成像的理论指导和应用具有重要意义。利用GPU和C++搭建了基于格子玻尔兹曼方法的荧光扩散断层成像的仿真系统。该系统以格子玻尔兹曼方法作为光传输模型基础,实现了对荧光断层成像的前向和后向问题的仿... 详细信息

计算机仿真技术对于荧光扩散断层成像的理论指导和应用具有重要意义。利用GPU和C++搭建了基于格子玻尔兹曼方法的荧光扩散断层成像的仿真系统。该系统以格子玻尔兹曼方法作为光传输模型基础,实现了对荧光断层成像的前向和后向问题的仿真计算,并设计了图形用户界面。给出了整个仿真系统的结构设计、工作流程等。通过前向问题验证实验和仿真实验,验证了该系统的有效性。

关键词：格子玻尔兹曼方法荧光扩散断层成像数值仿真 GPU

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基于区块链的电子病历安全共享方案

医学信息学杂志 2023年第11期44卷 84-89页

作者：姚尧袁骏毅岑星星上海市胸科医院/上海交通大学医学院附属胸科医院上海200030

目的/意义针对传统医疗信息系统中医疗数据共享困难的问题,提出基于区块链的电子病历安全共享方案。方法/过程利用区块链去中心化、防篡改、可追溯的特性,搭建数据安全共享平台,建立用户鉴权、病历加密、隐私保护、全程追溯等安全机制,... 详细信息

目的/意义针对传统医疗信息系统中医疗数据共享困难的问题,提出基于区块链的电子病历安全共享方案。方法/过程利用区块链去中心化、防篡改、可追溯的特性,搭建数据安全共享平台,建立用户鉴权、病历加密、隐私保护、全程追溯等安全机制,实现电子病历的安全共享。结果/结论该方案能够防御潜在的网络攻击且满足患者隐私保护与机密性要求,实验验证了方案的可行性与运行效率。

关键词：电子病历区块链数据安全数据共享

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基于EMPI心肌病专病数据库的构建

中国医疗设备 2022年第6期37卷 115-118页

作者：尚诗袁骏毅岑星星上海交通大学附属胸科医院信息中心上海200030

目的建立以心肌病为研究对象的专病数据库,为心肌病临床研究提供支持。方法以患者主索引(Enterprise Main Patient Index,EMPI)为主线,在临床数据中心的基础上经过数据整合、治理、质控,构建心肌病专病数据库。结果心肌病专病数据库包... 详细信息

目的建立以心肌病为研究对象的专病数据库,为心肌病临床研究提供支持。方法以患者主索引(Enterprise Main Patient Index,EMPI)为主线,在临床数据中心的基础上经过数据整合、治理、质控,构建心肌病专病数据库。结果心肌病专病数据库包含12个模块,下设33个子模块,共收集12023例患者数据,配合完成2项心肌病临床研究。结论专病数据库的建立,增加了医疗数据利用率,为临床研究提供了强有力的信息服务和数据支撑。

关键词：专病数据库患者主索引数据治理心肌病

基于Hadoop分布式存储的区域医联体云PACS的研究与应用

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中国医疗设备 2021年第12期36卷 103-107页

作者：岑星星汤钦华马群圣上海市胸科医院(上海交通大学附属胸科医院)信息中心上海200030

目的设计并实现以Hadoop分布式存储技术为核心的区域医联体云医疗影像储存系统(Picture Archiving and Communication System,PACS),用以提升医联体框架下医学影像的读取、管理能力,促进优质医学影像资源的共享共用。方法以Hadoop分布... 详细信息

目的设计并实现以Hadoop分布式存储技术为核心的区域医联体云医疗影像储存系统(Picture Archiving and Communication System,PACS),用以提升医联体框架下医学影像的读取、管理能力,促进优质医学影像资源的共享共用。方法以Hadoop分布式存储技术为核心,以Web用户接口、中间接口、HDFS分布式存储、虚拟化容错和虚拟化为系统架构组成,设计并实现区域医联体下的云PACS。结果所设计的系统包含单点登录、患者信息管理、影像读片等功能,满足区域医联体医学影像调阅、管理的工作需求。进一步,通过对比网络文件系统(Network File System,NFS)的文件读取测试结果发现,有着平均2.4倍的速度提升,且两者比较差异有统计学差异(t=82.6,P<0.01)。结论在系统实现方面,该研究描述了系统的核心实现方法、架构、部件及用户界面,具有良好的借鉴意义。在系统应用方面,所设计系统的文件读取速度要明显优于传统NFS的系统,对于医联体的信息化水平提升、医学影像信息的共享共用促进等有着积极作用。

关键词：医疗影像储存系统分布式存储 Hadoop 医联体医学影像

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项目型医联体肺癌早期筛查系统的设计与实现

中国数字医学 2021年第8期16卷 66-70页

作者：岑星星潘常青李超红上海市胸科医院(上海交通大学附属胸科医院) 上海市200030

目的:设计并实现项目型医联体框架下肺癌早期筛查系统(以下简称"肺癌早筛系统")。方法:分析、明确肺癌早筛各医疗机构的协作流程,给出系统框架。结果:所设计系统覆盖上海某区域肺癌筛查的全流程,满足项目型医联体肺癌早筛的工作需求。... 详细信息

目的:设计并实现项目型医联体框架下肺癌早期筛查系统(以下简称"肺癌早筛系统")。方法:分析、明确肺癌早筛各医疗机构的协作流程,给出系统框架。结果:所设计系统覆盖上海某区域肺癌筛查的全流程,满足项目型医联体肺癌早筛的工作需求。进一步统计分析发现,该系统使用已达平稳。结论:在项目型医联体肺癌早筛的建设过程中,加快信息化的发展,对于促进医疗机构的协作水平、优质医疗资源的共享共用等有着重大意义。

关键词：项目型医联体肺癌早期筛查系统医疗资源共享共用

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集成化管理GCP药房系统的设计与实现

中国医疗设备 2021年第1期36卷 115-118页

作者：陈璨袁骏毅岑星星马群圣上海市胸科医院(上海交通大学附属胸科医院)信息中心上海200030 上海交通大学中国医院发展研究院(研究所)办公室上海200020

目的结合《临床试验质量管理规范》(Good Clinical Practice,GCP)的要求,给出了集成化管理GCP药房系统的设计方案,用于提升临床试验药品管理的系统、规范和科学性。方法分析了GCP药房的日常管理需要,并按需要给出了相关系统的功能模块,... 详细信息

目的结合《临床试验质量管理规范》(Good Clinical Practice,GCP)的要求,给出了集成化管理GCP药房系统的设计方案,用于提升临床试验药品管理的系统、规范和科学性。方法分析了GCP药房的日常管理需要,并按需要给出了相关系统的功能模块,同时围绕各功能模块设计了包含基础、数据、支持和应用层的系统框架。结果所设计的GCP药房系统包含临床试验药品的验收、存储、发放和回收等多项功能,满足GCP药房管理的日常需要,并对药品管理的质量及效率有着显著的提升。结论在GCP药房的管理过程中,加快信息化系统的发展,对于提高临床试验药品管理的系统性、规范性和科学性有着重大意义。

关键词：药房系统临床试验质量管理规范临床试验药品