多模态腹部医学图像非刚性配准算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61801491
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0125.医学信息检测与处理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Multi-modal abdominal imaging is an important method for the diagnosis and assessment of abdominal lesions. Image registration is an important technique to assist doctors in analyzing multi-modal images. Due to the structure differences of multiple organ and non-rigid large deformation in the abdomen, the commonly used multi-modal image registration algorithms do not meet the accuracy requirements for diagnosis. This project analyzes the similarity measures of classical multi-modal registration and use the model average theory to design a universal similarity measure by combining the advantages of various similarity measures. This universal similarity measure is developed for improving the registration accuracy for the multi-modal multi-organ of the abdominal images. Based on the analysis of the motion models of various organs in the abdomen, we study the transformation model for local non-rigid large deformation, and rebuild the global non-rigid transformation model for improving the registration accuracy based on the local transformation models. We also study the typical image segmentation algorithms. Then based on the abdominal image atlas, we design a multi-modal image joint segmentation-registration algorithm to further improve the registration accuracy. The accurate multi-modal non-rigid abdominal image registration is of great significance in reducing the average reading time of radiologists and improving the diagnostic rate of abdominal lesions.
多模态腹部成像是腹部病变诊断和评估的重要手段,图像配准是辅助医生分析多模态图像的重要技术。由于腹部存在多器官结构差异和非刚性大型形变等问题,常用的多模态图像配准算法已无法满足精度需求。本项目拟通过对经典的多模态配准相似性测度的分析,融合各类相似性测度优点,利用模型平均的思想设计一种针对腹部多模态多器官配准的普适性相似性测度,提升配准精度;通过对腹部各器官运动模型的分析,研究局部非刚性大型形变的空间变换模型,并基于各局部变换模型,重建用于提高配准精度的全局非刚性变换模型;研究成熟的图像分割算法,基于腹部图像图谱(atlas),设计和优化多模态图像联合分割配准算法,进一步提高配准精度。本项目所要解决的高精度腹部多模态图像非刚性配准问题,对降低放射科医生平均阅片时间并提升腹部病变的诊断率有重大意义。

结项摘要

多模态腹部成像是腹部病变诊断和评估的重要手段,图像配准是辅助医生分析多模态图像的重要技术。本项目针对腹部存在多器官结构差异和非刚性大型形变等问题,开展了多模态配准相似性测度、大形变器官或组织的空间变换模型、多模态图像联合分割配准等内容的研究,提出了基于结构特征描述子的匹配-配准联合优化方法、基于区域注意力机制的多模态图像分割-配准等方法。提出方法在腹部多模态图像配准上进行了验证,在大型形变区域得到了准确的配准结果,利用基于相位的结构特征描述子,解决了局部灰度差异等多模态图像配准中常见问题。此外,本项目研究的方法还直接应用在了新冠CT病灶定量分析中,为新冠病人的快速筛查和病程跟踪提供了技术支撑,使得该项目的研究形成了从理论到实践的闭环。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Deep Learning Methods for Lung Cancer Segmentation in Whole-Slide Histopathology Images-The ACDC@LungHP Challenge 2019
全切片组织病理学图像中肺癌分割的深度学习方法 - 2019 年 ACDC@LungHP 挑战赛
  • DOI:
    10.1109/jbhi.2020.3039741
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    IEEE JOURNAL OF BIOMEDICAL AND HEALTH INFORMATICS
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Li, Zhang;Zhang, Jiehua;Litjens, Geert
  • 通讯作者:
    Litjens, Geert
Aircraft Pose Estimation Based on Geometry Structure Features and Line Correspondences
基于几何结构特征和线对应的飞机位姿估计
  • DOI:
    10.3390/s19092165
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    SENSORS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Teng, Xichao;Yu, Qifeng;Zhang, Xiaohu
  • 通讯作者:
    Zhang, Xiaohu
From community-acquired pneumonia to COVID-19: a deep learning-based method for quantitative analysis of COVID-19 on thick-section CT scans
从社区获得性肺炎到 COVID-19:基于深度学习的厚切片 CT 扫描上的 COVID-19 定量分析方法
  • DOI:
    10.1007/s00330-020-07042-x
  • 发表时间:
    2020-07-18
  • 期刊:
    EUROPEAN RADIOLOGY
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Li, Zhang;Zhong, Zheng;Tang, Yuling
  • 通讯作者:
    Tang, Yuling

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其他文献

多时延网络化系统中保性能控制器设计
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    方华京
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    李璋;方华京
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    方华京
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    李璋
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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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