基于青光眼多源异构医疗数据的深度学习模型与可视化方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81801778
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2708.医学图像数据处理、分析与可视化
  • 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

In recent years, the rapid development of deep learning methods has brought unprecedented opportunities and challenges for the application of Data Science in the medical field. On the top of the list is to design and optimize the deep learning model for the data that are of large volume and multiple modalities, and are often hard to obtain annotations. This project has taken Glaucoma, a common but complex disease, as the research object. Based on the multi-source heterogeneous medical data, we aim to exploit the deep learning model and visualization methods to achieve a comprehensive understanding of Glaucoma disease. Specifically, the four goals are: 1) combine Transfer Learning , Semi-supervised learning and Graph-cut-Graph-search algorithm to conduct the quantitative analysis based on small sample deep learning; 2) to achieve multi-modality fusion of images on human posterior eye, based on their structural and functional information; 3) design Asynchronous-Input Deep Neural Network (AIDNN) model to achieve joint analysis of the multi-source medical data; 4) to improve the interpretability of deep learning model in clinical application through visualization. This project will provide key methodological support for the intelligent diagnosis of glaucomatous diseases and effectively promote its diagnostic accuracy and therapeutic treatment effect, and ultimately smoothen the application of data science in the medical field.
近年来,深度学习方法的飞速发展为数据科学在医疗领域的应用带来了前所未有的机遇和挑战。如何针对医疗数据体量大、种类多、标注难以获得的特点,来设计和优化深度学习模型,是这一领域迫切需要解决的问题。本项目选取青光眼这种高发常见的致盲性疾病作为研究对象,利用深度学习模型与可视化方法,在多源异构医疗数据的基础上,对青光眼疾病实现全面解读,拟:1)结合迁移学习、半监督式学习与图割图搜索算法,研究基于小样本深度学习的精确定量分析算法;2)基于不同类型眼底图像的结构与功能信息,实现眼底多模态影像的融合;3)利用异步输入深度神经网络分析包括影像、临床等检测数据,实现多源医疗数据的联合分析;4)通过可视化方法,完善临床应用中深度学习模型的可解释性。本项目将为切实做到对青光眼疾病的智能诊断提供关键的方法学支持,以有效地提高青光眼疾病的诊断精度和治疗效果为切入点,有力推动数据科学在医疗领域的顺利发展。

结项摘要

近年来,深度学习方法的飞速发展为数据科学在医疗领域的应用带来了前所未有的机遇和挑战。如何针对医疗数据体量大、种类多、标注难以获得的特点,来设计和优化深度学习模型,是这一领域迫切需要解决的问题。本项目在面向医疗图像处理的方法学研究上,产生一系列研究成果,包括小样本学习、多模态领域迁移、复杂结构的图像分割方法等。在应用方面,本项目针对眼底图像实现了稳定高效的眼底血管定量方法。以上图像分析方法也被应用于其它疾病,验证了这些方法在医疗图像,乃至自然图像上的应用可推广性。本项目以对青光眼数据为研究基点,研究和开发一系列面向医疗图像处理的基础分析方法,并在多种疾病上进行了验证,有潜力推动数据科学在医疗领域的进一步发展。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(10)
专利数量(0)
Deep learning combined with radiomics may optimize the prediction in differentiating high-grade lung adenocarcinomas in ground glass opacity lesions on CT scans
深度学习与放射组学相结合可以优化 CT 扫描中毛玻璃样不透明病变中高级别肺腺癌的预测
  • DOI:
    10.1016/j.ejrad.2020.109150
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    European Journal of Radiology
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wang Xing;Zhang Li;Yang Xin;Tang Lei;Zhao Jie;Chen Gaoxiang;Li Xiang;Yan Shi;Li Shaolei;Yang Yue;Kang Yue;Li Quanzheng;Wu Nan
  • 通讯作者:
    Wu Nan
A radiomics model combined with XGBoost may improve the accuracy of distinguishing between mediastinal cysts and tumors: a multicenter validation analysis
放射组学模型结合 XGBoost 可以提高区分纵隔囊肿和肿瘤的准确性:多中心验证分析
  • DOI:
    10.21037/atm-21-5999
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Annals of Translational Medicine
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang X;You X;Zhang L;Huang D;Aramini B;Shabaturov L;Jiang G;Fan J
  • 通讯作者:
    Fan J

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其他文献

CRISPR/Cas9 system with Gateway compatibility and application of CRISPR/Cas9 system
具有Gateway兼容性的CRISPR/Cas9系统及CRISPR/Cas9系统的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016-04-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    瞿礼嘉;黄清配;施逸豪;张立;顾红雅
  • 通讯作者:
    顾红雅
法尼酯X受体在增强胎肝细胞中对B类清道夫受体Ⅰ表达的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    重庆医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    晁帆;何凤田;张立;高敏;娄桂予;龚薇;李媛;彭家和
  • 通讯作者:
    彭家和
Al2O3基和AlxTi1-xN基复合涂层的电化学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周磊;张立;钟志强;陈宜;张华栋;罗国凯;肖桥平
  • 通讯作者:
    肖桥平
面向综合负荷的并网光伏发电系统等效建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄际元;童莹;张晓敏;张立
  • 通讯作者:
    张立
RC相移振荡器频率与起振条件微分方程法分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电气电子教学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张立
  • 通讯作者:
    张立

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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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

        graph TD
          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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