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Interactivemedical image segmentation with self-adaptive confidence calibration

信息与电子工程前沿:英文版 2023年第9期24卷 1332-1348页

作者： Chuyun SHEN Wenhao LI Qisen XU Bin HU Bo JIN Haibin CAI fengping zhu Yuxin LI Xiangfeng WANG School of Computer Science and Technology East China Normal UniversityShanghai 200062China Huashan Hospital Fudan UniversityShanghai 200040China Software Engineering Institute East China Normal UniversityShanghai 200062China

Interactive medical image segmentation based on human-in-the-loop machine learning is a novel paradigm that draws on human expert knowledge to assist medical image segmentation.However,existing methods often fall into what we call interactive misunderstanding,the essence of which is the dilemma in trading off short-and long-term interaction information.To better use the interaction information at various timescales,we propose an interactive segmentation framework,called interactive MEdical image segmentation with self-adaptive Confidence CAlibration(MECCA),which combines action-based confidence learning and multi-agent reinforcement learning.A novel confidence network is learned by predicting the alignment level of the action with short-term interaction information.A confidence-based reward-shaping mechanism is then proposed to explicitly incorporate confidence in the policy gradient calculation,thus directly correcting the model’s interactive misunderstanding.MECCA also enables user-friendly interactions by reducing the interaction intensity and difficulty via label generation and interaction guidance,respectively.Numerical experiments on different segmentation tasks show that MECCA can significantly improve short-and long-term interaction information utilization efficiency with remarkably fewer labeled samples.The demo video is available at https://bit.ly/mecca-demo-video.

关键词： Medical image segmentation Interactive segmentation Multi-agent reinforcement learning Confidence learning Semi-supervised learning

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Deep Learning‑Assisted Quantitative Susceptibility Mapping as a Tool for Grading and Molecular Subtyping of Gliomas

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Phenomics 2023年第3期3卷 243-254页

作者： Wenting Rui Shengjie Zhang Huidong Shi Yaru Sheng fengping zhu YiDi Yao Xiang Chen Haixia Cheng Yong Zhang Ababikere Aili Zhenwei Yao Xiao‑Yong Zhang Yan Ren Department of Radiology Huashan HospitalFudan UniversityMid 12 Wulumuqi RoadShanghai 200040China Institute of Science and Technology for Brain‑Inspired Intelligence Fudan UniversityShanghai 200433China MOE Key Laboratory of Computational Neuroscience and Brain‑Inspired Intelligence MOE Frontiers Center for Brain ScienceFudan UniversityShanghai 200433China Department of Neurosurgery Huashan HospitalFudan UniversityShanghai 200040China Department of Neuropathology Huashan HospitalFudan UniversityShanghai 200040China GE Healthcare MR ResearchHuatuo RoadShanghai 201203China Department of Radiology Kuqa County People’s HospitalXinjiang 842000China

This study aimed to explore the value of deep learning(DL)-assisted quantitative susceptibility mapping(QSM)in glioma grading and molecular subtyping.Forty-two patients with gliomas,who underwent preoperative T2 fluid-attenuated inversion recovery(T2 FLAIR),contrast-enhanced T1-weighted imaging(T1WI+C),and QSM scanning at 3.0T magnetic resonance imaging(MRI)were included in this study.Histopathology and immunohistochemistry staining were used to determine glioma grades,and isocitrate dehydrogenase(IDH)1 and alpha thalassemia/mental retardation syndrome X-linked gene(ATRX)subtypes.Tumor segmentation was performed manually using Insight Toolkit-SNAP program(***).An inception convolutional neural network(CNN)with a subsequent linear layer was employed as the training encoder to capture multi-scale features from MRI slices.Fivefold cross-validation was utilized as the training strategy(seven samples for each fold),and the ratio of sample size of the training,validation,and test dataset was 4:1:1.The performance was evalu-ated by the accuracy and area under the curve(AUC).With the inception CNN,single modal of QSM showed better perfor-mance in differentiating glioblastomas(GBM)and other grade gliomas(OGG,grade II–III),and predicting IDH1 mutation and ATRX loss(accuracy:0.80,0.77,0.60)than either T2 FLAIR(0.69,0.57,0.54)or T1WI+C(0.74,0.57,0.46).When combining three modalities,compared with any single modality,the best AUC/accuracy/F1-scores were reached in grading gliomas(OGG and GBM:0.91/0.89/0.87,low-grade and high-grade gliomas:0.83/0.86/0.81),predicting IDH1 mutation(0.88/0.89/0.85),and predicting ATRX loss(0.78/0.71/0.67).As a supplement to conventional MRI,DL-assisted QSM is a promising molecular imaging method to evaluate glioma grades,IDH1 mutation,and ATRX loss.

关键词： Quantitative susceptibility mapping Glioma classification Isocitrate dehydrogenase Alpha thalassemia/mental retardation syndrome X-linked gene Deep learning

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基于MRI的深度学习联合影像组学评估中线胶质瘤H3 K27状态

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中国医学影像技术 2024年第6期40卷 810-814页

作者：涂佳琪罗中翔刘建鹏陈昊晴金博朱凤平李郁欣胡斌复旦大学附属华山医院放射科上海200040 华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062 同济大学软件学院上海200092 复旦大学附属华山医院神经外科上海200040

目的观察基于MRI的深度学习联合影像组学评估中线胶质瘤H3 K27状态的价值。方法回顾性收集弥漫性中线胶质瘤伴H3 K27变异(H3-DMG)患者及不伴H3 K27变异的中线胶质母细胞瘤(GBM)患者各127例,按8∶2比例将其随机分为训练集(n=204)及测试集... 详细信息

目的观察基于MRI的深度学习联合影像组学评估中线胶质瘤H3 K27状态的价值。方法回顾性收集弥漫性中线胶质瘤伴H3 K27变异(H3-DMG)患者及不伴H3 K27变异的中线胶质母细胞瘤(GBM)患者各127例,按8∶2比例将其随机分为训练集(n=204)及测试集(n=50)。基于MRI提取肿瘤U-Net神经网络视觉特征及影像组学特征,建立深度学习影像组学模型,观察其评估肿瘤H3 K27状态的价值。结果基于训练集得出0.500为模型分类任务的安全评分划分值;以所获深度学习影像组学模型评估测试集H3-DMG和GBM H3 K27状态的中位安全评分分别为0(0,0)和0.999(0.616,1.000),前者低于后者(Z=-5.114,P<0.001)。深度学习影像组学模型评估训练集H3 K27状态的敏感度、特异度、准确率及曲线下面积分别为93.14%、81.37%、87.25%及0.953[95%CI(0.923,0.976)],而在测试集分别为88.00%、80.00%、84.00%及0.922[95%CI(0.829,0.986)]。结论基于MRI深度学习影像组学可准确评估中线胶质瘤H3 K27状态。

关键词：胶质瘤深度学习磁共振成像影像组学

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Application of 3.0T intraoperative high-field magnetic resonanceimaging guidance for the surgery of arteriovenous malformationwithin eloquent areas

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Chinese Medical Journal 2014年第6期127卷 1180-1182页

作者： zhu fengping Tian Yanlong zhu Wei Gu Yuxiang Xu Bin Wu Jinsong Mao Ying Department of Neurosurgery Huashan Hospital Fudan UniversityShanghai 20040 China

Arteriovenous malformations(AVMs)are vascularabnormalities that consist of multiple fistulousconnections between arteries and veins without the normalintervening capillary bed.Microsurgical resection is

关键词： intraoperative magnetic resonance imaging intraoperative neurophysiological monitoring arteriovenous maljormation

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Microbially-mediated formation of Ca-Fe carbonates during dissimilatory ferrihydrite reduction:Implications for the origin of sedimentary ankerite

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Science China Earth Sciences 2024年第1期67卷 208-221页

作者： Deng LIU Jinpeng CAO Shanshan YANG Yating YIN Pengcong WANG Dominic PAPINEAU Hongmei WANG Xuan QIU Genming LUO Zongmin zhu fengping WANG State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology China University of GeosciencesWuhan 430074China School of Environmental Studies China University of GeosciencesWuhan 430074China London Centre for Nanotechnology University College LondonLondon WC1H 0AHUK Department of Earth Sciences University College LondonLondon WC1E 6BTUK Center for Planetary Sciences University College London and Birkbeck College LondonLondon WC1E 6BTUK State Key Laboratory of Microbial Metabolism State Key Laboratory of Ocean EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

The origin of sedimentary dolomite has become a long-standing problem in the Earth Sciences.Some carbonate minerals like ankerite have the same crystal structure as dolomite,hence their genesis may provide clues to help solving the dolomite problem.The purpose of this study was to probe whether microbial activity can be involved in the formation of ankerite.Bio-carbonation experiments associated with microbial iron reduction were performed in batch systems with various concentrations of Ca^(2+)(0–20 mmol/L),with a marine iron-reducing bacterium Shewanella piezotolerans WP3 as the reaction mediator,and with lactate and ferrihydrite as the respective electron donor and acceptor.Our biomineralization data showed that Ca-amendments expedited microbially-mediated ferrihydrite reduction by enhancing the adhesion between WP3 cells and ferrihydrite particles.After bioreduction,siderite occurred as the principal secondary mineral in the Ca-free systems.Instead,Ca-Fe carbonates were formed when Ca^(2+)ions were present.The CaCO_(3) content of microbially-induced Ca-Fe carbonates was positively correlated with the initial Ca2+concentration.The Ca-Fe carbonate phase produced in the 20 mmol/L Ca-amended biosystems had a chemical formula of Ca_(0.8)Fe_(1.2)(CO_(3))_(2),which is close to the theoretical composition of ankerite.This ankeritelike phase was nanometric in size and spherical,Ca-Fe disordered,and structurally defective.Our simulated diagenesis experiments further demonstrated that the resulting ankerite-like phase could be converted into ordered ankerite under hydrothermal conditions.We introduced the term“proto-ankerite”to define the Ca-Fe phases that possess near-ankerite stoichiometry but disordered cation arrangement.On the basis of the present study,we proposed herein that microbial activity is an important contributor to the genesis of sedimentary ankerite by providing the metastable Ca-Fe carbonate precursors.

关键词： Ankerite Proto-ankerite Microbial iron reduction Dolomite problem Mineral transformation

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磁敏感加权成像在脑胶质瘤诊疗中的应用进展

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国际医学放射学杂志 2023年第4期46卷 414-416页

作者：涂佳琪朱凤平李郁欣(审校) 复旦大学附属华山医院放射科上海200040 复旦大学附属华山医院神经外科

脑胶质瘤是中枢神经系统发病率最高的恶性肿瘤,预后极差。磁敏感加权成像(SWI)可用于了解脑胶质瘤周围的静脉分布和走行,对于胶质瘤的准确诊断和治疗方案的制定具有重要意义。综述SWI在脑胶质瘤鉴别诊断、预测分级和分子分型、术前规划... 详细信息

脑胶质瘤是中枢神经系统发病率最高的恶性肿瘤,预后极差。磁敏感加权成像(SWI)可用于了解脑胶质瘤周围的静脉分布和走行,对于胶质瘤的准确诊断和治疗方案的制定具有重要意义。综述SWI在脑胶质瘤鉴别诊断、预测分级和分子分型、术前规划及术中指导中的研究进展。

关键词：磁敏感加权成像胶质瘤脑静脉脑静脉成像磁共振成像

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关于企业会计信息失真的探析

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吉林省经济管理干部学院学报 2011年第6期25卷 51-54页

作者：朱凤平吉林省经济管理干部学院吉林长春130012

企业会计信息是企业管理者、投资者和债权人等改善经营管理、评价财务状况、做出投资决策、防范风险的主要依据。然而由于种种原因,企业会计信息失真的现象也一直伴随着经济的发展而存在并影响着经济。因此,必须对企业会计信息失真问题... 详细信息

企业会计信息是企业管理者、投资者和债权人等改善经营管理、评价财务状况、做出投资决策、防范风险的主要依据。然而由于种种原因,企业会计信息失真的现象也一直伴随着经济的发展而存在并影响着经济。因此,必须对企业会计信息失真问题引起足够的重视,加大对会计行业的整顿和建设,确保企业会计信息的真实性,准确性。

关键词：企会计信息失真危害

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大跨径波形钢腹板组合梁桥异步施工技术研究

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现代交通技术 2022年第2期19卷 55-59,92页

作者：祝丰平金光雷邓文琴刘朵张建东宁波市鄞州区交通投资有限公司宁波330200 南京工业大学土木工程学院南京211800 苏交科集团股份有限公司南京211112

波形钢腹板自承重异步施工是针对波形钢腹板组合梁桥的一种新型施工工艺,为了解该施工方法的优势并推广其应用范围,先从施工作业面、挂篮构造及受力性能等方面将该施工工艺与传统悬臂施工方法进行对比,对比结果表明,该新型施工方法具有... 详细信息

波形钢腹板自承重异步施工是针对波形钢腹板组合梁桥的一种新型施工工艺,为了解该施工方法的优势并推广其应用范围,先从施工作业面、挂篮构造及受力性能等方面将该施工工艺与传统悬臂施工方法进行对比,对比结果表明,该新型施工方法具有挂篮构造简单、用钢量小、材料利用率高、工期短及施工稳定性好等优点。再以浙江省宁波市奉化江大桥施工工程为例,给出其主要施工流程及施工注意事项,也为同类工程施工提供技术借鉴。

关键词：组合箱梁桥波形钢腹板异步施工工作平面挂篮

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运用 MR 血管成像及灌注加权成像评价烟雾病责任血管、术后重建血管及手术前后脑血流动力学变化

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中华放射学杂志 2014年第5期48卷 381-385页

作者：王斌朱凤萍周茜何光武朱勇姚振威毛颖复旦大学附属华山医院放射科上海200040 复旦大学附属华山医院神经外科上海200040 上海市第一人民医院宝山分院放射科

目的：探讨MRA评价烟雾病责任血管及术后重建血管价值，以及灌注加权成像（PWI）评价血管重建术前后脑血流动力学变化的价值。方法搜集经DSA证实并行单侧血管重建术的24例烟雾病患者，均在术前及术后行MRA及PWI检查，其中9例患者术后行... 详细信息

目的：探讨MRA评价烟雾病责任血管及术后重建血管价值，以及灌注加权成像（PWI）评价血管重建术前后脑血流动力学变化的价值。方法搜集经DSA证实并行单侧血管重建术的24例烟雾病患者，均在术前及术后行MRA及PWI检查，其中9例患者术后行DSA检查。由3名经验丰富的放射科医师对MRA图像与DSA图像进行比较。测量患者手术侧及对侧大脑中动脉（MCA）分布区、小脑对照区的灌注参数，包括脑血流量（ CBF）、脑血容量（ CBV）、平均通过时间（ MTT）及延迟时间（ DT），计算术侧MCA分布区/对侧MCA分布区及术侧MCA分布区/小脑对照区的灌注参数相对比值（ rCBF、rCBV、rMTT及rDT值）。采用配对t检验比较手术前后正态分布的PWI灌注参数相对值的差异。结果 MRA在显示颈内动脉及其大分支血管狭窄、烟雾血管及重建血管方面与DSA相仿，DSA显示侧支血管优于MRA，MRA原始图像可以提供颅脑解剖及病变信息。烟雾病患者术后手术侧MCA分布区与对侧镜像区的rCBF（1.30±0.27）及rCBV（1.26±0.21）明显高于术前rCBF（0.73±0.15）及 rCBV（0.98±0.12）（t 值分别为-7.91、-6.64，P 值均＜0.05）；rMTT （1.06±0.20）及rDT（1.07±0.18）明显低于术前rMTT（1.53±0.34）及rDT（1.40±0.26）（t值分别为5.62、5.40，P值均＜0.05）。术后手术侧MCA分布区与小脑对照区的rCBF（1.93±0.34）及rCBV （2.25±0.35）明显高于术前的rCBF（0.88±0.18）及rCBV（1.16±0.22）（t值分别为-3.04、-3.06， P值均＜0.05）；术后rMTT（1.13±0.29）及rDT（1.29±0.12）明显低于术前的rMTT（1.88±0.19）及rDT（3.29±0.47）（t值分别为4.01、4.72，P值均＜0.05）。结论 MRA可以作为一种评估烟雾病责任血管及术后重建血管的安全可靠方法。 PWI能检测烟雾病患者脑缺血部位及程度，可作为血管重建术的疗效评价的重要方法。

关键词：脑底异常血管网病磁共振成像脑血管重建术

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光照对灰树花农艺性状及质构品质的影响

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中国瓜菜 2024年第7期37卷 111-118页

作者：龚凤萍李杰王子良竹玮段庆虎黄冬丽张应香信阳市农业科学院河南信阳464000

为探究灰树花生长发育过程中需要的最适光照度,以灰树花菌株HSH4为供试材料,在菌丝生长阶段分别采用LED白光50、100、200、500、1000 lx光照度进行发菌培养,0 lx(黑暗)作对照;在出菇阶段分别采用LED白光0、50、100、200、500、1000 lx... 详细信息

为探究灰树花生长发育过程中需要的最适光照度,以灰树花菌株HSH4为供试材料,在菌丝生长阶段分别采用LED白光50、100、200、500、1000 lx光照度进行发菌培养,0 lx(黑暗)作对照;在出菇阶段分别采用LED白光0、50、100、200、500、1000 lx光照度进行出菇管理,以散射日光200 lx为对照,探索光照度对灰树花菌丝生长、子实体农艺性状及质构品质的影响。结果表明,菌丝生长阶段50~100 lx的LED白光照射时菌丝长速、长势明显优于暗光对照;出菇阶段500~1000 lx的LED白光较0~200 lx处理产量高,菇形好;散射日光200 lx处理产量最高,单袋产量为615.33 g,菇硬度为105.8,酪氨酸酶活性为668 U·g^(-1)。试验得出结论,灰树花在发菌期间需要50~100 lx的LED白光,在出菇阶段散射日光较LED白光所有处理菇质硬度高,色泽偏灰褐色,菇形较好。

关键词：灰树花光照度农艺性状质构品质子实体色泽

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