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结合图像局部信息和Hausdorff距离的活动轮廓模型医学图像分割算法 被引量：2
1
作者 邱天爽 张颖 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第11期1489-1496,共8页
本文提出了一种新的基于距离局部信息的活动轮廓摸型。该模型的能量函数将区域可扩展能量项(region scalable fitting,RSF)和Hausdorff距离项结合,其中RSF项在目标边缘附近起主导作用,用来吸引水平集函数曲线到达目标边界;而Hausdorff... 本文提出了一种新的基于距离局部信息的活动轮廓摸型。该模型的能量函数将区域可扩展能量项(region scalable fitting,RSF)和Hausdorff距离项结合,其中RSF项在目标边缘附近起主导作用,用来吸引水平集函数曲线到达目标边界;而Hausdorff距离由于包含了局部区域的相似信息,可以提高分割方法的稳定性。在保证分割精度的情况下,相对于区域可伸缩拟合及局部巴氏距离的活动轮廓模型RSFB,本文模型具有更快的收敛速度和更好的参数选择鲁棒性,对于解决图像分割中的边界模糊和噪声问题效果显著。实验结果显示本文提出的模型在超声图像和不均匀图像的分割中都有非常好的效果,且计算量较小。 展开更多
关键词 活动轮廓模型 HAUSDORFF距离 水平集方法 图像分割
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机器学习算法诊断PET/CT纵膈淋巴结性能评估 被引量：7
2
作者 王洪凯 陈中华 +5 位作者 周纵苇 李迎辞 陆佩欧 王文志 刘宛予 于丽娟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期788-797,共10页
评估4种主流典型的机器学习方法(随机森林、支持向量机、AdaBoost、反向传播人工神经网络)对(^(18 )F-FDG)PET/CT影像中非小细胞肺癌纵膈淋巴结良恶性进行诊断分类的性能.先从168例病人的PET/CT影像中分割出1 397个淋巴结,对每个淋巴结... 评估4种主流典型的机器学习方法(随机森林、支持向量机、AdaBoost、反向传播人工神经网络)对(^(18 )F-FDG)PET/CT影像中非小细胞肺癌纵膈淋巴结良恶性进行诊断分类的性能.先从168例病人的PET/CT影像中分割出1 397个淋巴结,对每个淋巴结提取出13种图像特征(D_(short)、area、volume、HU_(mean)(2Dor 3D)、HU_(contrast)(2Dor3D)、SUV_(mean)(2Dor 3D)、SUV_(max)(2Dor 3D)、SUV_(std)(2Dor 3D));将提取出的13种图像特征进行组合,得到4种组合变量("All features"、"High AUC features"、"Doctors features"、"3Dfeatures");在4种组合变量下,分别从敏感性、特异性以及ROC曲线下的区域面积(AUC_(ROC))3个方面对随机森林、支持向量机、AdaBoost、反向传播人工神经网络定量地进行诊断性能评估.评估结果显示,4种分类器分割结果的敏感性为77%~84%,特异性为81%~84%,AUC_(ROC)为0.86~0.90.在显著性(p<0.001)条件下对比发现,虽然机器学习方法的特异性略低于人类专家,但是敏感性显著优于人类专家.研究结果表明,三维图像特征及PET/CT影像组合特征可以显著提高AUC_(ROC).基于上述研究结果可以得出结论,虽然4种机器学习方法在(^(18)F-FDG)PET/CT影像的非小细胞肺癌纵膈淋巴结的良恶性诊断中展现了不错的敏感性,但它们的特异性有待进一步提高,在未来需要尝试多种分类方法进行联合实验,使用更高级的机器学习方法如深度学习进行进一步的研究. 展开更多
关键词 计算机辅助诊断 纵膈淋巴结 非小细胞肺癌 正电子发射断层成像 机器学习
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视觉ERP脑机接口中实验范式的研究进展 被引量：10
3
作者 马征 邱天爽 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期96-104,共9页
脑机接口是一种通过建立人脑与周围环境之间的连接通路来实现人脑对外部设备直接控制的技术。实验范式是获取脑机接口所用特征的技术手段,是脑机接口研究的一个重要方面。视觉事件相关电位(ERP)脑机接口技术利用了基于视觉刺激的实验范... 脑机接口是一种通过建立人脑与周围环境之间的连接通路来实现人脑对外部设备直接控制的技术。实验范式是获取脑机接口所用特征的技术手段,是脑机接口研究的一个重要方面。视觉事件相关电位(ERP)脑机接口技术利用了基于视觉刺激的实验范式中所诱发的ERP信号的特征,是当前脑机接口研究的一个主要分支。近年来,与视觉ERP脑机接口的实验范式有关的研究成果大量涌现,使脑机接口性能得到显著提高。目前,除在范式参数、刺激呈现样式、刺激类型等传统要素方面开展的深入研究外,对于语言模型以及混合脑机接口的研究也日渐增多。总结和回顾近年来视觉ERP脑机接口中实验范式的研究状况,并进一步探讨其中存在的问题与面临的挑战,以及未来可能的研究方向。 展开更多
关键词 脑机接口 事件相关电位 实验范式 知觉效应
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剪切流定量调控细胞钙信号的研究进展 被引量：4
4
作者 覃开蓉 黎懿增 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2011年第5期389-394,共6页
细胞内的钙信号活动受细胞所处微环境的调控,与细胞的自我更新、分化、增殖和凋亡密切相关。研究细胞钙信号的定量调控不仅有助于精确掌握在微环境影响下细胞内钙信号的动力学规律,更能在细胞的命运控制、行为模拟、系统仿生等方面发挥... 细胞内的钙信号活动受细胞所处微环境的调控,与细胞的自我更新、分化、增殖和凋亡密切相关。研究细胞钙信号的定量调控不仅有助于精确掌握在微环境影响下细胞内钙信号的动力学规律,更能在细胞的命运控制、行为模拟、系统仿生等方面发挥至关重要的作用。本文总结了剪切流调控细胞钙信号的定量研究进展,包括:(1)剪切流刺激细胞钙响应的实验现象与机制;(2)剪切流刺激细胞钙响应的数学建模与仿真;(3)剪切流对细胞钙信号的反馈控制。 展开更多
关键词 剪切流 钙信号 数学建模 反馈控制 定量调控 生物力学 仿生
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一种基于光学定位的超声探头标定方法 被引量：4
5
作者 任亮 邱天爽 郭勇 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期526-531,共6页
在手持二维超声探头扫描重建三维超声图像之前,需要进行超声探头标定。为了在标定图像数量少的情况下,快速有效地标定超声探头,提出一种基于光学定位的超声探头标定方法。设计一种由两个互相垂直的平面组成的立体标定模板。在标定过程中... 在手持二维超声探头扫描重建三维超声图像之前,需要进行超声探头标定。为了在标定图像数量少的情况下,快速有效地标定超声探头,提出一种基于光学定位的超声探头标定方法。设计一种由两个互相垂直的平面组成的立体标定模板。在标定过程中,手持超声探头扫描标定模板,由光学定位设备获取摄像机与模板的变换矩阵、超声探头与摄像机的变换矩阵。每次扫描得到超声声束与模板三正交轴的3个交点,共构造6个标定方程。当采集两幅以上标定图像时,即可非线性优化求解得到超声图像与超声探头的变换矩阵,未知量包括6个空间变量和两个超声图像比例因子。仿真实验表明,标定误差随图像数量增加而减小,当图像数量大于30幅时,标定平均误差小于1 mm;真实实验表明,该方法在采用20幅以上标定图像时,标定平均误差小于2 mm。该方法平均标定精度满足超声影像导航手术的需求,并为进一步的三维超声重建奠定基础。 展开更多
关键词 超声探头标定 手持超声成像 光学定位
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视觉P300脑机接口中的SOA扰动现象 被引量：2
6
作者 邱天爽 马征 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2013年第5期539-545,共7页
异步操控性是脑机接口走向实际应用的关键技术之一。其关键点在于寻找一种可有效区分脑机接口工作状态和空闲状态的指标。建立了针对P300脑机接口的刺激起始异步(SOA)扰动模型,在仿真实验和实测数据中观察到SOA扰动谱线,并根据所提出的... 异步操控性是脑机接口走向实际应用的关键技术之一。其关键点在于寻找一种可有效区分脑机接口工作状态和空闲状态的指标。建立了针对P300脑机接口的刺激起始异步(SOA)扰动模型,在仿真实验和实测数据中观察到SOA扰动谱线,并根据所提出的模型给出了合理解释。研究了SOA扰动的频域特性,结果表明,当SOA位于220ms附近时,SOA扰动的强度最大,而当SOA低于150ms时,SOA扰动强度将急剧减小。同时SOA扰动所具有的锁相性使得可以通过时域相干平均法进一步提高信噪比。SOA扰动可作为脑机接口处于工作状态的标志,为异步脑机接口的实现提供了一种新的研究思路。 展开更多
关键词 脑机接口 SOA扰动 异步BCI P300 Speller
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HSP27对细胞迁移的调控 被引量：8
7
作者 张宝宏 谢飞 +1 位作者 任海军 刘波 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第2期110-116,共7页
细胞迁移是多细胞生物的一项基本生理过程,不仅在血管重建、炎症反应、发育、伤口愈合等方面发挥重要作用,而且还与肿瘤细胞侵袭和转移有关.热休克蛋白27(heat shock protein27,HSP27)是小型热休克蛋白家族中研究最广泛的成员之一,普遍... 细胞迁移是多细胞生物的一项基本生理过程,不仅在血管重建、炎症反应、发育、伤口愈合等方面发挥重要作用,而且还与肿瘤细胞侵袭和转移有关.热休克蛋白27(heat shock protein27,HSP27)是小型热休克蛋白家族中研究最广泛的成员之一,普遍存在于生物体内.HSP27是一种多功能蛋白质,可以通过黏着斑和肌动蛋白调节细胞迁移.另外,HSP27还可调控肿瘤早期的上皮间质转化,影响癌症转移.本文整理了近期关于HSP27参与细胞迁移及相应的肿瘤细胞转移方面的研究,探究HSP27在临床医学研究领域的价值和应用前景. 展开更多
关键词 热休克蛋白27 细胞迁移 肿瘤细胞转移
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基于随机森林算法的小鼠micro-CT影像中骨骼关节特征点定位 被引量：7
8
作者 屠睿博 陈中华 王洪凯 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期257-266,共10页
随着小动物成像技术的发展,技术人员每天需要处理的小动物影像数量急剧增长,这使得自动化的小动物图像分析方法成为迫切的需求。在小鼠图像分析方面,小鼠灵活多变的身体姿态给自动化的图像分析带来困难。基于随机森林算法实现小鼠micro... 随着小动物成像技术的发展,技术人员每天需要处理的小动物影像数量急剧增长,这使得自动化的小动物图像分析方法成为迫切的需求。在小鼠图像分析方面,小鼠灵活多变的身体姿态给自动化的图像分析带来困难。基于随机森林算法实现小鼠micro-CT图像中骨骼关节点的自动定位,为解决小鼠影像中身体姿态的自动识别打下基础。该算法主要分3步:先通过分类随机森林算法得到小鼠骨骼关节点的粗定位,再通过回归随机森林算法进一步减小定位误差,最后通过图匹配的方法在备选点中挑选正确位置上的关节点。对49例不同身体姿态的小鼠全身三维micro-CT图像进行测试,全身关节点定位的成功率为98.27%,定位误差的中值为0.68 mm。同时验证联合使用分类与回归随机森林的必要性,并探究训练数据的数量对不同骨关节的识别效果的影响。研究为小鼠micro-CT影像中身体姿态的识别提供一种新方法,为后续的自动化图像配准、图像分割以及自动化图像测量提供重要的定位信息。 展开更多
关键词 小动物影像分析 骨关节点定位 随机森林 模式识别 显微CT
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基于高频双向电流的神经选择性兴奋
9
作者 朱林林 刘海龙 +2 位作者 李林 盛书磊 邱天爽 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期539-544,共6页
安全有效的神经选择性兴奋方法具有重要的科研和临床应用价值。提出使用单相位内小电量高频双向电流进行神经选择性兴奋,并在基于Frankenhaeuser-Huxley(F-H)方程的有髓神经单电缆神经纤维模型上进行仿真实验。小电量电刺激信号由具有... 安全有效的神经选择性兴奋方法具有重要的科研和临床应用价值。提出使用单相位内小电量高频双向电流进行神经选择性兴奋,并在基于Frankenhaeuser-Huxley(F-H)方程的有髓神经单电缆神经纤维模型上进行仿真实验。小电量电刺激信号由具有一定频率的高频电流和具有一定延迟时间(d)的测试脉冲组成。通过改变测试脉冲出现的时间延迟(d)和高频电流频率,探讨选择性兴奋5～16μm范围内某一直径附近神经的可能性。结果显示,高频双向电流刺激停止后,较粗神经的兴奋阈值升高幅度较大。当延迟时间d为0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88和0.90 ms时,电刺激可以分别实现对5、7、8、9、10、11和15μm附近神经的选择性兴奋。当高频电流频率为5、6、7、8、9和10 kHz时,电刺激可以分别实现对7、8、10、11、14和16μm附近神经的选择性兴奋。相对于其他神经选择性兴奋方法,本研究使用的电刺激波形具有电量小的特点,对于提高神经电刺激的安全性、延长电刺激时间具有重要的意义。 展开更多
关键词 选择性兴奋 神经 仿真 高频 电刺激
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第二心音主动脉瓣分量和肺动脉瓣分量的提取方法
10
作者 高佼 唐洪 +1 位作者 邱天爽 于勤 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期222-230,共9页
提出了一种基于模拟退火算法的第二心音(S2)主动脉瓣分量(A分量)和肺动脉瓣分量(P分量)的提取方法。假设A分量和P分量服从包络调制的chirp模型,并用18个参数来表达。在最小均方误差准则下,通过模拟退火算法为A分量和P分量估计出最优参数... 提出了一种基于模拟退火算法的第二心音(S2)主动脉瓣分量(A分量)和肺动脉瓣分量(P分量)的提取方法。假设A分量和P分量服从包络调制的chirp模型,并用18个参数来表达。在最小均方误差准则下,通过模拟退火算法为A分量和P分量估计出最优参数,从而重构出A分量和P分量。仿真结果表明:在无噪声条件下,重构A分量和P分量的均方误差分别在1%和8%以内;在-15 dB的加性高斯白噪声条件下,重构A分量和P分量的均方误差分别在1.5%和10%以内。进一步提取了10位志愿者S2信号的A分量和P分量,并用两位志愿者的颈动脉重搏切迹验证了重构的A分量和P分量的分界时刻,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 第二心音 模拟退火算法 主动脉瓣分量 肺动脉瓣分量 参数估计
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