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DRT Net:面向特征增强的双残差Res-Transformer肺炎识别模型

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光学精密工程 2024年第5期32卷 714-726页

作者：周涛彭彩月杜玉虎党培刘凤珍陆惠玲北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室宁夏银川750021 宁夏医科大学医学信息与工程学院宁夏银川750004

针对肺部X射线图像的病灶区域较小、形状复杂,与正常组织间的边界模糊,使得肺炎图像中的病灶特征提取不充分的问题,提出了一个面向特征增强的双残差Res-Transformer肺炎识别模型,设计3种不同的特征增强策略对模型特征提取能力进行增强... 详细信息

针对肺部X射线图像的病灶区域较小、形状复杂,与正常组织间的边界模糊,使得肺炎图像中的病灶特征提取不充分的问题,提出了一个面向特征增强的双残差Res-Transformer肺炎识别模型,设计3种不同的特征增强策略对模型特征提取能力进行增强。设计了组注意力双残差模块(GADRM),采用双残差结构进行高效的特征融合,将双残差结构与通道混洗、通道注意力、空间注意力结合,增强模型对于病灶区域特征的提取能力;在网络的高层采用全局局部特征提取模块(GLFEM),结合CNN和Transformer的优势使网络充分提取图像的全局和局部特征,获得高层语义信息的全局特征,进一步增强网络的语义特征提取能力;设计了跨层双注意力特征融合模块(CDAFFM),融合浅层网络的空间信息以及深层网络的通道信息,对网络提取到的跨层特征进行增强。为了验证本文模型的有效性,分别在COVID-19 CHEST X-RAY数据集上进行消融实验和对比实验。实验结果表明,本文所提出网络的准确率、精确率、召回率,F1值和AUC值分别为98.41%,94.42%,94.20%,94.26%和99.65%。DRT Net能够帮助放射科医生使用胸部X光片对肺炎进行诊断,具有重要的临床作用。

关键词：肺炎识别 X射线图像特征增强双残差结构 Transformer

seqAFF-ResNet:面向新冠肺炎的诊断模型

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中国科技论文 2024年第2期19卷 224-234页

作者：周涛常晓玉彭彩月陆惠玲北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021 图像图形智能处理国家民委重点实验室(北方民族大学) 银川750021 宁夏医科大学理学院银川750004

新冠肺炎的计算机辅助诊断是一种实现智能化影像诊断、临床诊断及临床分型的方法,在新冠肺炎的辅助诊断过程中,图像的病灶区域与组织边界对比不明显,导致模型不能较好地关注病灶区域,对有效特征的提取不够充分。针对上述问题,提出一个... 详细信息

新冠肺炎的计算机辅助诊断是一种实现智能化影像诊断、临床诊断及临床分型的方法,在新冠肺炎的辅助诊断过程中,图像的病灶区域与组织边界对比不明显,导致模型不能较好地关注病灶区域,对有效特征的提取不够充分。针对上述问题,提出一个新冠肺炎辅助诊断模型seqAFF-ResNet(sequential attentional feature fusion-residual neural network)。设计串行注意力特征融合(sequential attentional feature fusion,seqAFF)模块,该模块串联条带注意力特征融合(strip attentional feature fusion,SAFF)模块和全局局部注意力特征融合(global local attentional feature fusion,GLAFF)模块,获取图像的纹理信息以及全局和局部信息,弥补卷积神经网络对于细节特征提取能力的不足,使得模型可以更好地关注于病灶区域;构造深浅层特征融合(deep and shallow feature fusion,DSFF)模块,使用深层特征的语义信息来影响浅层信息,同时将浅层的空间信息传入深层特征中,使深浅层特征进行有效融合,捕获丰富的上下文信息,实现跨层注意力特征增强,使网络能够更好地定位病变区域。与残差神经网络(residual neural network,ResNet)相比,seqAFF-ResNet准确率提升了3.42%,精确率提升了3.53%,F1分数提升了2.77%,AUC值提升了0.9%,实验结果表明,所提模型可以提高新冠肺炎的识别准确率,且与同类模型相比具有更好的性能。所提方法为新冠肺炎的辅助诊断提供了有效的识别方法,对新冠肺炎的计算机辅助诊断具有重要意义。

关键词：新冠肺炎残差神经网络计算机辅助诊断串行注意力特征融合深浅层特征融合

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老年人衰弱与共病的研究进展

中国临床保健杂志 2024年第1期27卷 14-18页

作者：彭彩月李夏夏李嘉潼李耘李静马丽娜首都医科大学宣武医院老年医学科、国家老年疾病临床医学研究中心北京100053

衰弱是常见的一种老年综合征,与老年人多种不良临床结局密切相关。共病是老年人常见的临床问题,同样会导致上述不良临床事件的发生。衰弱和共病在老年人中往往同时存在,且两者相互影响。该文对衰弱和共病的关系进行综述,旨在为临床医生... 详细信息

衰弱是常见的一种老年综合征,与老年人多种不良临床结局密切相关。共病是老年人常见的临床问题,同样会导致上述不良临床事件的发生。衰弱和共病在老年人中往往同时存在,且两者相互影响。该文对衰弱和共病的关系进行综述,旨在为临床医生提供参考,以更好地应对老龄化带来的挑战。

关键词：衰弱慢性病共病老年人综述

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生物多样性信用的概念、原则、交易和挑战

生物多样性 2024年第2期32卷 150-160页

作者：彭昀月靳彤张小全大自然保护协会(美国)北京代表处北京100600

为应对生物多样性资金缺口、遏止与扭转全球生物多样性丧失,生物多样性信用以碳信用为蓝本应运而生。与以生物多样性损失为前提的生物多样性抵消不同,生物多样性信用是一种可测量、追踪和交易的,能为生物多样性带来净效益的经济工具。... 详细信息

为应对生物多样性资金缺口、遏止与扭转全球生物多样性丧失,生物多样性信用以碳信用为蓝本应运而生。与以生物多样性损失为前提的生物多样性抵消不同,生物多样性信用是一种可测量、追踪和交易的,能为生物多样性带来净效益的经济工具。本文旨在介绍生物多样性信用的概念内涵,详细阐释了其与生物多样性抵消和碳信用的概念异同,在参考高质量碳信用的基础上汇总了生物多样性信用的原则,包含其核算方法和治理体系,同时介绍了目前全球生物多样性信用市场,提供了不同交易项目的具体实践案例,并梳理了生物多样性信用在定价、是否会成为企业漂绿的工具、监管与治理体系以及与碳信用的兼容等4方面的问题和挑战。未来,生物多样性信用挑战与机遇并存。

关键词：生物多样性丧失生物多样性信用生物多样性抵消碳信用市场机制

强化特征提取能力的下颌骨骨折检测3M-YOLOv5网络

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光学精密工程 2023年第21期31卷 3178-3191页

作者：周涛杜玉虎石道宗彭彩月陆惠玲北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室宁夏银川750021 宁夏医科大学医学信息与工程学院宁夏银川750004

针对人工智能辅助骨折部位治疗时由于骨折部位通常伴随着出血等症状,不同体位所拍摄的CT影像存在较大差异,骨折部位大小不一,以及受到出血部位以及周围组织的干扰,骨折部位的特征提取不充分、骨折部位检测精度不高的问题,设计了一种3M-Y... 详细信息

针对人工智能辅助骨折部位治疗时由于骨折部位通常伴随着出血等症状,不同体位所拍摄的CT影像存在较大差异,骨折部位大小不一,以及受到出血部位以及周围组织的干扰,骨折部位的特征提取不充分、骨折部位检测精度不高的问题,设计了一种3M-YOLOv5网络来检测下颌骨骨折部位。在特征提取网络中采用密集模块,利用密集连接特性提高网络的特征提取能力;采用局部全局注意力模块来提取CT影像的全局信息;构造一个轻量化的多尺度密集块,以较少的参数量提取骨折部位的多尺度特征;在特征增强网络中设计跨维度双向特征融合模块,使得特征图的高度、宽度以及通道之间有所交互,同时引入可训练的权重来平衡不同尺度特征图的融合重要性。为了验证3M-YOLOv5网络的有效性,在自建数据集上进行消融实验和对比实验。实验结果表明,在置信度阈值取0.5时,3M-YOLOv5网络的mAP值、F1值、召回率、精确率分别为99.17%,99.06%,98.81%和99.32%。所提出的下颌骨骨折CT影像检测网络能够较好地检测出影像中的骨折部位,辅助医生制定治疗方案。

关键词：目标检测下颌骨骨折 YOLOv5 跨维度注意力密集连接神经网络

跨模态跨尺度跨维度的PET/CT图像的Transformer分割模型

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电子与信息学报 2023年第10期45卷 3529-3537页

作者：周涛党培陆惠玲侯森宝彭彩月师宏斌北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021 宁夏医科大学理学院银川750004 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室银川750021 宁夏医科大学总医院泌尿外科银川750004

多模态医学图像能够有效融合解剖图像和功能图像的信息,将人体内部的功能、解剖等多方面信息反映在同一幅图像上,在临床上有十分重要的意义。针对如何高效利用多模态医学图像信息的综合表达能力,以及如何充分提取跨尺度上下文信息的问题... 详细信息

多模态医学图像能够有效融合解剖图像和功能图像的信息,将人体内部的功能、解剖等多方面信息反映在同一幅图像上,在临床上有十分重要的意义。针对如何高效利用多模态医学图像信息的综合表达能力,以及如何充分提取跨尺度上下文信息的问题,该文提出跨模态跨尺度跨维度的PET/CT图像的Transformer分割模型。该模型主要改进是,首先,在编码器部分设计了PET/CT主干分支和PET,CT辅助分支提取多模态图像信息;然后,在跳跃连接部分设计了跨模态跨维度注意力模块从模态和维度角度出发捕获跨模态图像各维的有效信息;其次,在瓶颈层构造跨尺度Transformer模块,自适应融合深层的语义信息和浅层的空间信息使网络学习到更多的上下文信息,并从中获取跨尺度全局信息;最后,在解码器部分提出多尺度自适应解码特征融合模块,聚合并充分利用解码路径得到精细程度不同的多尺度特征图,缓解上采样引入的噪声。在临床多模态肺部医学图像数据集验证算法的有效性,结果表明所提模型对于肺部病灶分割的Acc,Recall,Dice,Voe,Rvd和Miou分别为97.99%,94.29%,95.32%,92.74%,92.95%和90.14%,模型对于形状复杂的病灶分割具有较高的精度和相对较低的冗余度。

关键词：医学图像分割跨模态跨维度 Transformer U型网络

基于双分支网络的乳腺PET新辅助化疗疗效评估

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计算机工程 2024年

作者：韩鹏黄韫栀任彩月程竞仪徐军南京信息工程大学人工智能学院智慧医疗研究院复旦大学附属肿瘤医院复旦大学上海医学院核医学科

准确的肿瘤亚区分割是乳腺癌异质性表征的关键，而这种表征是了解乳腺癌化疗反应的关键。传统的阈值分割在功能性肿瘤亚区的区分上存在不足，提出一种改进的分割方法（称为GR分割，Gaussian Mixture Model-Radiomics），该算法基于异质... 详细信息

准确的肿瘤亚区分割是乳腺癌异质性表征的关键，而这种表征是了解乳腺癌化疗反应的关键。传统的阈值分割在功能性肿瘤亚区的区分上存在不足，提出一种改进的分割方法（称为GR分割，Gaussian Mixture Model-Radiomics），该算法基于异质性影像组学特征包括纹理信息，强度信息，形状信息，通过高斯混合聚类，实现了功能性亚区的精准分割。基于GR分割，设计了双分支双任务分类模型（DDCN）预测新辅助化疗疗效，利用得到的亚区有助于更好地提取肿瘤内部异质性的特征，并结合文本信息评估疗效。实验证明，提出的放射组学分割模型在在不同功能亚区的识别上表现更出色，在剪影系数和方差比指数上都取得了更好的效果；而DDCN模型，融合了不同亚区的特征，消融实验相比，在受试者工作特征曲线下的面积、准确率等指标上都取得了更好的结果。总体而言，GR分割在肿瘤亚区分割上比传统的阈值分割效果更优，而DDCN模型在评估新辅助化疗疗效方面具有广泛应用的价值。

关键词：肿瘤异质性聚类分割深度学习新辅助化疗医学影像

集中式大型光伏及风电电场生态影响:进展与展望

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生物多样性 2024年第2期32卷 98-113页

作者：彭昀月罗永梅徐泽楠靳彤大自然保护协会(美国)北京代表处北京100600 南开大学天津300110

在“碳达峰”和“碳中和”目标的驱动下,我国可再生能源增长势头迅猛,而随着光伏、风电的大规模发展,其生态影响问题也引发关注,但缺乏系统性的研究综述。本文回顾了国内外集中式光伏和陆上风电电场对环境、物种多样性和生态系统服务功... 详细信息

在“碳达峰”和“碳中和”目标的驱动下,我国可再生能源增长势头迅猛,而随着光伏、风电的大规模发展,其生态影响问题也引发关注,但缺乏系统性的研究综述。本文回顾了国内外集中式光伏和陆上风电电场对环境、物种多样性和生态系统服务功能影响的研究,发现:光伏的生态影响主要体现在对土壤、植被和栖息地质量的改变,对部分物种有不利影响,在较为干旱的地区,光伏设施能起到降温增湿的作用,促进植被恢复,在荒漠地区可以发挥防风固沙的生态作用;风电电场的生态影响集中在对土壤植被的扰动、造成鸟类碰撞死亡和栖息地破碎化等方面,影响物种迁徙和区域生态系统服务功能。但目前的研究在生态影响机制和生态系统整体影响方面还存在不足,对此,本文提出了完善与统一调查方法、采用先进的生态环境调查技术、加强在物种和生态系统水平上的系统性影响研究等建议。未来需要进一步研究光伏、风电电场的生态影响,在能源规划初期关注生态本底调查和生物多样性评估,并制定相应的生态影响减缓策略。

关键词：光伏风电生态影响影响机制

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湖羊围着床期血浆外泌体miRNA差异分析

中国畜牧杂志 2024年第7期 188-194页

作者：陈恺宇曹丁壬彭彩娥王争光应永飞浙江大学动物科学学院浙江省畜牧技术推广与种畜禽监测总站湖州市农业科学研究院

本研究从围胚胎着床期的湖羊血浆中提取外泌体并进行miRNA测序，发现在着床前、着床期、着床后的湖羊血浆外泌体中存在显著差异表达的miRNA。着床期与着床前有36个差异表达miRNA，其中17个上调，19个下调；着床后与着床期有23个差异表达... 详细信息

本研究从围胚胎着床期的湖羊血浆中提取外泌体并进行miRNA测序，发现在着床前、着床期、着床后的湖羊血浆外泌体中存在显著差异表达的miRNA。着床期与着床前有36个差异表达miRNA，其中17个上调，19个下调；着床后与着床期有23个差异表达miRNA，其中7个上调，16个下调。通过BLAST软件比对GO、KEGG等数据库信息，对差异表达的miRNA靶基因进行注释，分析差异表达miRNA靶基因及其相关生物过程，发现富集的生物过程与胚胎着床的过程相关。其中miR-451的表达量较高且在胚胎着床期、着床后与着床前相比差异显著，可能在胚胎着床过程中发挥作用。通过荧光定量PCR检测证明miR-451表达量变化趋势与测序结果一致。本研究提示血浆外泌体miRNA可能参与了湖羊胚胎着床过程的调控。本研究为绵羊胚胎着床调控过程提供了新见解，可能有助于设计绵羊妊娠识别手段，并提高绵羊繁殖效率。

关键词：湖羊胚胎着床子宫容受性外泌体 microRNA