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基于定量影像组学的乳腺肿瘤良恶性诊断

中国生物医学工程学报 2019年第5期38卷 549-557页

作者：赵爽魏国辉马志庆赵文华山东中医药大学理工学院

乳腺癌是女性致死率最高的恶性肿瘤之一。为提高诊断效率,提供给医生更加客观和准确的诊断结果。借助影像组学的方法,利用公开数据集BreaKHis中82例患者的乳腺肿瘤病理图像,提取乳腺肿瘤病理图像的灰度特征、Haralick纹理特征、局部二... 详细信息

乳腺癌是女性致死率最高的恶性肿瘤之一。为提高诊断效率,提供给医生更加客观和准确的诊断结果。借助影像组学的方法,利用公开数据集BreaKHis中82例患者的乳腺肿瘤病理图像,提取乳腺肿瘤病理图像的灰度特征、Haralick纹理特征、局部二值模式(LBP)特征和Gabor特征共139维影像组学特征,并用主成分分析(PCA)对影像组学特征进行降维,然后利用随机森林(RF)、极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)、k最近邻(kNN)等4种不同的分类器构建乳腺肿瘤良恶性的诊断模型,并对上述不同的特征集进行评估。结果表明,基于支持向量机的影像组学特征的分类效果最好,准确率能达到88.2%,灵敏性达到86.62%,特异性达到89.82%。影像组学方法可为乳腺肿瘤良恶性预测提供一种新型的检测手段,使乳腺肿瘤良恶性临床诊断的准确率得到很大提升。

关键词：影像组学乳腺肿瘤病理图像支持向量机

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中医正骨仿真系统中正骨手法的评价

中华中医药学刊 2018年第8期36卷 1826-1828页

作者：周晨烁魏德健曹慧张俊忠刘静李振阳山东中医药大学理工学院

中医正骨手法历史悠久，对现代中医发展具有重要意义。中医正骨仿真系统能达到锻炼学生练习正骨手法的目的，但目前的技术还无法判断学生手法的标准与否，为仿真系统的正骨手法提供一个标准。用姿态解算对多名专家的正骨手法进行处理得... 详细信息

中医正骨手法历史悠久，对现代中医发展具有重要意义。中医正骨仿真系统能达到锻炼学生练习正骨手法的目的，但目前的技术还无法判断学生手法的标准与否，为仿真系统的正骨手法提供一个标准。用姿态解算对多名专家的正骨手法进行处理得到数据曲线，然后对数据曲线的特征点进行比较，最后确定标准曲线特征点的误差范围及趋势。如果正骨手法数据曲线的特征点在误差范围内，并符合相应的趋势，即视为一次成功的正骨操作。

关键词：中医正骨姿态解算数据曲线特征点

基于深度卷积神经网络的色素性皮肤病识别分类

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计算机应用 2018年第11期38卷 3236-3240页

作者：何雪英韩忠义魏本征山东中医药大学理工学院济南250355

针对当前皮肤病识别分类面临的两个主要问题:一是由于皮肤病种类繁多,病灶外观的类间相似度高和类内差异化大,尤其是色素性皮肤病,使得皮肤病的识别分类比较困难;二是皮肤病识别算法模型设计存在一定的局限性,识别率还有待进一步提高。... 详细信息

针对当前皮肤病识别分类面临的两个主要问题:一是由于皮肤病种类繁多,病灶外观的类间相似度高和类内差异化大,尤其是色素性皮肤病,使得皮肤病的识别分类比较困难;二是皮肤病识别算法模型设计存在一定的局限性,识别率还有待进一步提高。为此,以VGG19模型为基础架构,训练了一个结构化的深度卷积神经网络(CNN),实现了色素性皮肤病的自动分类。首先,采用数据增强(裁剪、翻转、镜像)对数据进行预处理;其次,将在Image Net上预训练好的模型,迁移至增强后的数据集进行调优训练,训练过程中通过设置Softmax损失函数的权重,增加少数类判别错误的损失,来缓解数据集中存在的类别不平衡问题,提高模型的识别率。实验采用深度学习框架Py Torch,在数据集ISIC2017上进行。实验结果表明,该方法的识别率和敏感性可分别达到71.34%、70.01%,相比未设置损失函数的权重时分别提高了2.84、11.68个百分点,说明该方法是一种有效的皮肤病识别分类方法。

关键词：色素性皮肤病皮肤镜图像皮肤病分类深度学习卷积神经网络类别不平衡

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基于深度学习的乳腺癌病理图像自动分类

计算机工程与应用 2018年第12期54卷 121-125页

作者：何雪英韩忠义魏本征山东中医药大学理工学院济南250355

乳腺癌病理图像的自动分类具有重要的临床应用价值。基于人工提取特征的分类算法,存在需要专业领域知识、耗时费力、提取高质量特征困难等问题。为此,采用一种改进的深度卷积神经网络模型,实现了乳腺癌病理图像的自动分类;同时,利用数... 详细信息

乳腺癌病理图像的自动分类具有重要的临床应用价值。基于人工提取特征的分类算法,存在需要专业领域知识、耗时费力、提取高质量特征困难等问题。为此,采用一种改进的深度卷积神经网络模型,实现了乳腺癌病理图像的自动分类;同时,利用数据增强和迁移学习方法,有效避免了深度学习模型受样本量限制时易出现的过拟合问题。实验结果表明,该方法的识别率可达到91%,且具有较好的鲁棒性和泛化性。

关键词：乳腺癌病理图像分类深度学习卷积神经网络迁移学习数据增强

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中医正骨仿真系统中姿态检测的应用

时珍国医国药 2017年第12期28卷 3017-3019页

作者：曹慧高凡茹魏德健张俊忠山东中医药大学理工学院山东济南250355

中医正骨手法是中国传统中医的瑰宝,至今仍具有深远的临床意义。文章将姿态检测技术应用到中医正骨仿真系统中,以达到研究中医正骨手法的作用机制原理和创新教学训练培养方式的目标;在正骨仿真模型上加载微机械惯性传感器,动态捕捉正骨... 详细信息

中医正骨手法是中国传统中医的瑰宝,至今仍具有深远的临床意义。文章将姿态检测技术应用到中医正骨仿真系统中,以达到研究中医正骨手法的作用机制原理和创新教学训练培养方式的目标;在正骨仿真模型上加载微机械惯性传感器,动态捕捉正骨手法操作下断骨的运动信息;通过三种姿态解算方法对运动数据进行解算并进行对比分析,获取断骨移动位置追踪的最佳方案。

关键词：正骨手法骨折模型姿态检测

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中药成分相似性量化建模及寒热药性预测分析

数据分析与知识发现 2020年第5期4卷 75-83页

作者：魏国辉张丰聪付先军王振国山东中医药大学中医药经典理论教育部重点实验室济南250355 山东中医药大学理工学院济南250355

【目的】量化中药成分的相似性,并探索建立中药寒热药性的判别模型与方法。【方法】依据"物质成分相似的中药,其药性也相似"的理论,通过紫外图谱表征中药成分。利用已有的61味中药的紫外图谱数据集,根据中药药性数据的高维、复杂性和多... 详细信息

【目的】量化中药成分的相似性,并探索建立中药寒热药性的判别模型与方法。【方法】依据"物质成分相似的中药,其药性也相似"的理论,通过紫外图谱表征中药成分。利用已有的61味中药的紫外图谱数据集,根据中药药性数据的高维、复杂性和多元性,通过距离度量学习算法学习马氏距离度量紫外图谱的相似性,结合集成学习中的多数投票算法,构建符合中医药特色的中药寒热药性预测识别模型。通过交叉验证、外推预测等方式评价模型。【结果】基于紫外图谱相似性度量的预测模型,石油醚溶剂下,交叉验证和外推预测的ROC曲线下的面积分别为0.883、0.866,交叉验证和外推预测的准确率分别为0.754、0.776,多溶剂综合分析下,交叉验证和外推预测的准确率分别为0.672、0.686。【局限】中药化学成分提取的复杂性造成本研究的数据量较小。【结论】本文构建的预测模型对石油醚溶剂下的紫外图谱数据识别效果最好;与经典模型相比较,本文模型具有更好的预测稳定性和外推性;经实验验证,预测模型可行有效。

关键词：中药药性相似性马氏距离紫外光谱预测模型

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g-期望的一种条件方差

数学物理学报（A辑） 2015年第5期35卷 995-1003页

作者：郝涛山东中医药大学理工学院济南250355

该文介绍一种关于g-期望的条件方差一条件g-方差,证明了它的唯一性定理,得到了条件g-方差关于参数连续性的充要条件.这种条件g-方差的比较定理不再成立.最后,将条件g-方差作为H_F^1(0,T;R)中的连续映射从L^4(Ω,FT,P)延拓到L^2(Ω,F_T,μ).

关键词：倒向随机微分方程 g-期望条件g-期望 g-方差条件g-方差

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基于深度学习的椎间孔狭窄自动多分级研究

智能系统学报 2019年第4期14卷 708-715页

作者：洪雁飞魏本征刘川韩忠义李天阳山东中医药大学理工学院山东济南250355 山东中医药大学计算医学实验室山东济南250355

椎间孔狭窄症的术前定性分级诊断对临床医生治疗策略的制定和患者健康恢复至关重要,但目前该方面临床上仍然存在很多问题,并且缺乏相关的研究和行之有效的方法用于辅助临床医生诊断。因此,为提高计算机辅助椎间孔狭窄症诊断准确率以及... 详细信息

椎间孔狭窄症的术前定性分级诊断对临床医生治疗策略的制定和患者健康恢复至关重要,但目前该方面临床上仍然存在很多问题,并且缺乏相关的研究和行之有效的方法用于辅助临床医生诊断。因此,为提高计算机辅助椎间孔狭窄症诊断准确率以及医生工作效率,本文提出一种基于深度学习的椎间孔狭窄图像自动分级算法。从人体矢状切脊柱核磁共振图像中提取脊柱椎间孔图像,并做图像预处理;设计一种监督式深度卷积神经网络模型,用于实现脊柱椎间孔图像数据集的自动多分级;利用迁移学习方法,解决深度学习算法在小样本数据集上的过拟合问题。实验结果表明,本文算法在脊柱椎间孔图像数据集上的分类精确度可达到87.5%以上,且其具有良好的鲁棒性和泛化能力。

关键词：椎间孔狭窄自动分级机器学习深度学习特征提取监督训练迁移学习过拟合

基于Frangi滤波器和Otsu视网膜血管分割

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激光与光电子学进展 2019年第18期56卷 119-125页

作者：孟琳刘静曹慧史婷瑶张驰山东中医药大学理工学院

分析视网膜血管结构的变化是诊断和检测糖尿病、高血压等血管类相关疾病的最重要步骤。为此,提出了一种基于Frangi滤波器和大津法(Otsu)的视网膜血管分割方法。基于Frangi滤波器视网膜血管分割方法先对视网膜血管进行预处理,再基于Frang... 详细信息

分析视网膜血管结构的变化是诊断和检测糖尿病、高血压等血管类相关疾病的最重要步骤。为此,提出了一种基于Frangi滤波器和大津法(Otsu)的视网膜血管分割方法。基于Frangi滤波器视网膜血管分割方法先对视网膜血管进行预处理,再基于Frangi滤波器对其边缘进行检测,并根据形态学方法分割出视网膜血管。然后,利用Otsu阈值分割预处理和增强后的视网膜血管。将上述两种方法获得的分割图像进行融合,获得最终的分割结果。实验结果表明,所提算法在DRIVE和STARE数据集上的平均灵敏性分别为58.1%、78.7%,特异性分别为93.1%、96.4%,而准确性则分别为93.8%、95.8%,其算法的执行时间仅为1.8s。与传统的无监督分割算法相比,所提算法简单高效,能够很好地抑制噪声。

关键词：图像处理视网膜血管 Frangi滤波器大津法形态学重建