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基于弱监督的深度学习胸部x光疾病诊断与定位方法

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计算机科学 2021年第S2期48卷 367-369,390页

作者：康明中国社会科学院研究生院北京102488

胸部疾病是最常见的疾病之一,胸部x光是检查和诊断胸部疾病的重要方法。构建一个高度准确的胸部诊断预测模型通常需要大量的标签和异常位置的手工标注。然而,获取这种带标注的数据是很困难的,特别是带有位置标注的数据。因此,构建一个... 详细信息

胸部疾病是最常见的疾病之一,胸部x光是检查和诊断胸部疾病的重要方法。构建一个高度准确的胸部诊断预测模型通常需要大量的标签和异常位置的手工标注。然而,获取这种带标注的数据是很困难的,特别是带有位置标注的数据。因此,构建一个仅只使用少量位置标注就能正常工作的方法成为当前面临的主要问题。虽然目前已经有一些弱监督方法来解决这个问题,但是它们大多只关注于图像信息,很少考虑到图像间的关系信息。因此,提出一种基于弱监督深度学习的胸部x光疾病诊断与定位模型,在运用深度学习方法提取图像信息的同时,引入了图结构,运用哈希编码衡量图像本身的相似度,并将图像的相关信息也加入到学习过程中,在不需要额外标注的情况下,能够通过少量的标注达到很好的识别和定位效果。经过在Chest x-ray数据集上验证,在仅使用3%带位置标签的数据的情况下,定位准确率(IoU)达到44%。这表明,该方法能够有效识别和定位胸部x光病灶,为医生提供用于筛查的候选区域,辅助医生进行胸部疾病的诊断。

关键词：深度学习弱监督卷积神经网络胸部x光疾病诊断与定位

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数字化摄影在胸部x线摄影技术中的应用研究

影像研究与医学应用 2018年第8期2卷 10-11页

作者：华志红张莉王权江苏徐州矿务集团总医院放射科江苏徐州221006

目的:在临床病患上应用数字化摄影进行胸部x光拍摄的应用的研究。方法:选取数字化摄影片和常规x光片各一千张。将两组x光片的拍摄质量、常规肺部疾病和肺癌的诊断准确率进行对比。结果:a、数字化摄影片的质量明显高于常规x光片(P<0.05)... 详细信息

目的:在临床病患上应用数字化摄影进行胸部x光拍摄的应用的研究。方法:选取数字化摄影片和常规x光片各一千张。将两组x光片的拍摄质量、常规肺部疾病和肺癌的诊断准确率进行对比。结果:a、数字化摄影片的质量明显高于常规x光片(Px光片的诊断准确率分别为85.13%和68.23%以及82.42%和68.15%。数字化摄影片与常规x光片从常规肺部疾病和肺癌的确诊准确率上,明显高于普通x光片(Px光片,因此值得在临床进行推广。

关键词：数字化摄影肺部疾病确诊胸部x光

基于体表及影像学标志的右侧锁骨下入路静脉输液港置管长度预测模型的应用研究

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基于体表及影像学标志的右侧锁骨下入路静脉输液港置管长度预测模...

作者：蒙钰文南方医科大学

学位级别：硕士

研究背景:全植入式静脉输液港(TIVAP)是在1982年,由Niederhuber首次使用的封闭式输液装置,其导管位置不当同样会导致严重的并发症,其中心脏压塞是最严重的并发症之一,死亡率较高导致死亡。多个指南建议导管末端置于心包返折上方,而不仅... 详细信息

研究背景:全植入式静脉输液港(TIVAP)是在1982年,由Niederhuber首次使用的封闭式输液装置,其导管位置不当同样会导致严重的并发症,其中心脏压塞是最严重的并发症之一,死亡率较高导致死亡。多个指南建议导管末端置于心包返折上方,而不仅仅是上腔静脉和右心房交界处以上,以减少心脏填塞的死亡风险。全植入式静脉输液港没有多余的导管留在体外,且多为长期植入,如果发生导管末端错位,可能会增加并发症的风险和增高相关费用。胸部x光被认为是一种可以确认导管末端在上腔静脉中的位置的实用且可靠的方法,但其却并不能显示心包,但气管嵴在胸部正位x光上很容易被显示。而一项基于CT,针对中国人气管嵴与心包返折两者之间的解剖关系的研究表明,心包返折以上的平均上腔静脉长度为2.5cm,同时,所有受试者的心包返折均位于气管嵴下方,平均距离为1.6cm。基于此,本研究中我们假设,胸部x光正位片中,当导管末端位于气管嵴水平时,此时导管处于理想长度(ideal length,iL),另外,导管末端位于气管嵴上方0.9cm至气管嵴下方1.6cm范围时,导管末端位于上腔静脉中,且在心包返折以上,此时认为导管末端处于合适位置。研究目的确定一个计算模型来预测中国成年人完全植入式静脉输液港导管的最佳长度,使其末端位于心包返折外的上腔静脉中。以保证输液港植入手术的安全性的前提下,减少医疗费用,提高临床效率。资料及方法我们回顾性地分析了 57名接受右锁骨下入路全植入式静脉输液港植入的患者资料。利用在既往手术中测量输液港和导管交界处与锁骨切迹上缘之间的距离(P-length),置入导管的总长度(tL);术后胸片中测量导管末端和气管嵴之间的距离、锁骨切迹上缘和气管嵴之间的距离(分别为Y-和N-length)。P-length加上N-length得出PN-length,tL加上Y-length得出理想置管长度(iL,ideal length)。基于以上数据,我们分析了 PN-length和iL之间的相关性,得出了置管长度的预测模型。此外,我们还前瞻性地招募了 29名计划行右锁骨下入路全植入式静脉输液港的患者,以评估该模型的有效性。最后,整合所有86名患者数据得出本研究最终的预测模型。研究结果PN长度和iL显著相关。最终的计算模型为:iL=4.4+0.71*PN-length。根据初步预测模型计算出的iL放置的所有14根TIVAP导管都被放置在气管嵴水平附近,没有一根进入心包返折以下的区域。研究结论使用本研究中的模型可以估算出中国成年人行右锁骨下入路TIVAP植入的置管长度。我们的发现意味着可以实现全植入式静脉输液港植入手术成本更低、效率更高。

关键词：全植入式静脉输液港气管嵴右锁骨下静脉模型置管长度胸部x光

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胸肺疾病自动检测与分类的深度学习方法研究

胸肺疾病自动检测与分类的深度学习方法研究

作者：毛腾飞江南大学

学位级别：硕士

利用计算机辅助准确快速地检测和分类胸肺部疾病,对于患者的早期临床诊断和后期治疗意义重大。近年来,深度学习技术的发展日新月异,深度卷积神经网络已经能够从大量样本中学习到疾病的语义信息和关键特征,实现对医学影像进行分析与处理... 详细信息

利用计算机辅助准确快速地检测和分类胸肺部疾病,对于患者的早期临床诊断和后期治疗意义重大。近年来,深度学习技术的发展日新月异,深度卷积神经网络已经能够从大量样本中学习到疾病的语义信息和关键特征,实现对医学影像进行分析与处理。本文主要研究基于深度学习的胸肺部疾病检测分类算法及其应用,研究内容包括:(1)构建了一个精准的心脏肥大疾病数据集。由于现阶段大规模胸肺部疾病数据集的分类标签基本上都是通过自然语言处理技术从诊断报告中分析得出,训练集中的疾病标签仅有约90%的准确率,本文基于Chest x-ray 14数据集和NLM-CxR数据集构建了一组可用于深度神经网络的胸部x光片数据集,并为每张图像配置了准确的疾病标签。(2)提出了一种基于深度学习的双重注意力算法,实现对胸部x光片进行疾病诊断和分类。该方法利用特征通道注意力模块和特征空间注意力模块在通道维度和空间维度增强与疾病相关的特征,同时抑制无用的噪声干扰,从而增强骨干网络的信息提取能力。该算法使用本文自建的心脏肥大疾病数据集以及Chest x-ray 14数据集验证算法的有效性。实验证明,本算法在两个数据集上都能取得高质量的诊断结果。(3)提出了一种基于多尺度频率注意力网络的胸肺部疾病诊断算法,用于分析胸部x光片并诊断多种胸部疾病。该算法利用二维离散余弦变换提取并融合胸部x光片在不同频率的特征,减少图片尺寸缩小带来的信息损失。此外,该算法还设计了一种多尺度通道注意力模块,该模块可以捕获多尺度的跨通道信息交互,增强通道注意力的性能和学习效率。(4)设计了一种基于深度学习的胸肺部疾病辅助诊断系统。辅助诊断系统可以对输入的医学影像中可能包含的疾病进行准确且快速的检测和分类,标识出疾病可能存在的区域,从而辅助医生的临床诊断。该系统将本文提出的两种算法作为系统的推理引擎,为了提升算法模型的推理速度,本文将算法模型进行了层融合、模型量化等多种优化方案处理。本文从胸肺部x光片的图像基本特征以及相关疾病的临床诊断原理出发,提出了两种基于深度学习的胸肺部疾病诊断和分类算法,并构建了一个标签精准的心脏肥大疾病数据集作为现有胸肺部x光片数据集的补充。同时,结合本文中给出的算法,重新设计了一种胸肺部病辅助诊断系统,系统的算法推理引擎在进行了相关优化后基本能够满足临床辅助诊断的需求。

关键词：深度神经网络胸部x光双重注意力机制胸肺部疾病心脏肥大

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探讨数字化x线摄影技术的临床应用价值

影像技术 2020年第5期32卷 49-51页

作者：田洪蕊孙玲玲中国医科大学附属第四医院辽宁110032

目的:探讨数字化x线摄影技术在肺部病变的临床应用价值。方法:选择我院于2018年9月-2019年9月进行胸部x光检查的患者1680例,随机分为对照组(840例,采用普通x线片摄影技术)和实验组(840例,采用数字化x线摄影技术),收集分析两种拍摄技术... 详细信息

目的:探讨数字化x线摄影技术在肺部病变的临床应用价值。方法:选择我院于2018年9月-2019年9月进行胸部x光检查的患者1680例,随机分为对照组(840例,采用普通x线片摄影技术)和实验组(840例,采用数字化x线摄影技术),收集分析两种拍摄技术的图像呈现效果和临床诊断情况。结果:实验组图像呈现效果和x线检查诊断符合率均明显高于对照组,差异均有统计学意义(P胸部x光检查中,采用数字化x线摄影技术能够有效提高肺部疾病的诊断符合率,有较高的临床效果,值得在临床上推广。

关键词：数字化摄影胸部x光图像质量诊断符合率