面向癌症预后预测的基因影像学分析方法研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61902183
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0213.生物信息计算与数字健康
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cancer is the disease of serious threat to mankind health. The Cancer Genome Atlas project has incorporated the pathological image data and genomic data for more than 30 cancer types, which provides a strong support for exploring the survival-associated biomarkers for prognosis prediction. Due to the complex pathogenesis of cancer disease, along with the problem that the collected high-dimensional imaging and genomic data are usually with heterogenous patterns and the high cost of precise labeling, it has become a huge challenge to explore the pathological mechanism and build effective prognosis prediction models for cancers.Therefore, 1) Concerning the auxiliary diagnosis information can help improve the prognosis performance, we construct a feature selection framework that combine both image and genomic data for prognosis prediction by the aid of diagnosis information. 2)Concerning the gene regulation is a complex process controlled at multiple levels, we propose a novel multi-level association approach to fuse image and multi-modal genomic data for prognosis prediction. 3) Concerning the high-cost of precisely labelling the high-dimensional image and genomic data, we propose a novel algorithm to fuse image and genomic data for survival analysis that only relies on coarse-grained label information. This project will provide data-driven support for the pathological understanding and prognosis prediction of cancers.
癌症是严重威胁人类健康的疾病,“癌症和肿瘤基因图谱”计划整合了30多种癌症的病理图像与基因数据,为探索与癌症预后相关的生物标志物提供了强有力的支持。由于癌症的发病机制极其复杂,而所采集的影像与基因数据维度高,异构性强,且对其精确标记代价昂贵,给探索病理机制并构建有效的预后预测模型带来相当大挑战。为此,本项目 1)通过结合已有诊断结果提升预后分析的性能,拟提出一种诊断信息辅助下联合基因影像数据的特征选择框架,实现有效的预后预测。2)考虑到癌症的预后与不同层次基因调控的相关性,拟提出一种多层次融合影像与多模态基因数据的学习方法实现预后预测。3)考虑对高维基因影像数据精确标记代价昂贵,拟提出一种粗粒度标记下联合基因影像数据的预后预测方法。研究成果将为癌症的病理理解与预后预测提供可靠的技术支持。

结项摘要

癌症以及脑疾病是严重威胁人类健康的疾病,随着我国人口老龄化的加速,预计患者数量将会持续攀升。如何为这些患者制定合适的治疗方案、改善患者的预后,是重要的临床问题。影像和基因分别从不同的角度反映患者疾病的状态,如何综合运用影像和基因数据构建多模态融合模型评估疾病的风险,是极具价值的科学问题。本项目以癌症和脑疾病为研究对象,探索了如何融合病理图像,MR图像以及基因等多模态数据对这些疾病进行精准分析。主要研究内容包括:1)针对医学影像数据预处理问题,本项目提出了基于多图谱先验结构的大脑MR图像分割方法。2)针对疾病诊断中丰富的高维多模态影像数据,本项目结合多模态数据融合领域最新进展,充分挖掘不同模态间互补协同信息,提高疾病诊断可靠性。3)针对基于影像遗传学的疾病研究方法,本项目设计了基于深度学习以及先验信息的关联分析方法,探索与癌症,脑疾病相关的影像、基因标志物 。课题组目前在国内外期刊上发表期刊论文11篇,国际会议论文2篇, 申请专利5项。项目负责人荣获医学图像处理国际顶级会议MICCAI 2019 青年科学家奖 (全球5人, 中国大陆唯一), 2022年指导学生再获MICCAI 2022 青年科学家奖,获第一届全国博士后创新创业大赛银奖 。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(2)
专利数量(5)
基于标签对齐的多模态一致性表型关联方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪美玲;邵伟;张道强
  • 通讯作者:
    张道强
Recent Advances of Deep Learning for Computational Histopathology: Principles and Applications.
计算组织病理学深度学习的最新进展:原理与应用
  • DOI:
    10.3390/cancers14051199
  • 发表时间:
    2022-02-25
  • 期刊:
    Cancers
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wu Y;Cheng M;Huang S;Pei Z;Zuo Y;Liu J;Yang K;Zhu Q;Zhang J;Hong H;Zhang D;Huang K;Cheng L;Shao W
  • 通讯作者:
    Shao W
Hypergraph based multi-task feature selection for multimodal classification of Alzheimer's disease
基于超图的多任务特征选择用于阿尔茨海默病的多模态分类
  • DOI:
    10.1016/j.compmedimag.2019.101663
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    COMPUTERIZED MEDICAL IMAGING AND GRAPHICS
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Shao, Wei;Peng, Yao;Zhang, Daoqiang
  • 通讯作者:
    Zhang, Daoqiang
Deep Multi-Modal Discriminative and Interpretability Network for Alzheimer’s Disease Diagnosis
用于阿尔茨海默病诊断的深度多模态判别和可解释网络
  • DOI:
    10.1109/tmi.2022.3230750
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Medical Imaging
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Qi Zhu;Bingliang Xu;Jiashuang Huang;Heyang Wang;Ruting Xu;Wei Shao;Daoqiang Zhang
  • 通讯作者:
    Daoqiang Zhang
Anatomical Attention Guided Deep Networks for ROI Segmentation of Brain MR Images
用于大脑 MR 图像 ROI 分割的解剖注意引导深度网络
  • DOI:
    10.1109/tmi.2019.2962792
  • 发表时间:
    2020-06-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Sun, Liang;Shao, Wei;Liu, Mingxia
  • 通讯作者:
    Liu, Mingxia
共 10 条
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其他文献

以关键词抽取为核心的文摘句选择策略
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中文信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马亮;李芳;何婷婷;陈劲光;邵伟
  • 通讯作者:
    邵伟
水饱和混凝土单轴压缩弹塑性损伤本构模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈有亮;邵伟;周有成
  • 通讯作者:
    周有成
移植BMSCs对3~9月龄奶山羊乳腺发育显微结构的影响
  • DOI:
    10.13881/j.cnki.hljxmsy.2017.0123
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李杨;邵伟;王立文;赵艳坤;余雄
  • 通讯作者:
    余雄
共培养体系下不同培养时间对奶山羊乳腺上皮细胞功能基因表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国草食动物科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    木合依扎·热很别克;邵伟;余雄
  • 通讯作者:
    余雄
励磁系统参数整定研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵伟;徐政
  • 通讯作者:
    徐政
共 75 条
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  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于多染色病理图像的三阴性乳腺癌肿瘤微环境分析
  • 批准号:
    62272226
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目