/oa /oa/darticle.aspx?type=view&id=202403 2024年03月27 00:00 2024年第3期 1 424130 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202308029 目的：评估不同级别肿瘤中心医师对鼻咽癌调强放疗计划靶区和危及器官勾画的个体化差异，为多中心放疗临床试验的质量控制提供数据参考。方法：随机抽取12例不同TMN分期的鼻咽癌患者，3名同一市级肿瘤中心医师以手工方式勾画每例患者的靶区（GTVnx）和危及器官（OAR）。以国家区域级肿瘤中心放疗专家手工修改和确认的靶区（GTVnx）和OAR勾画结构作为标准勾画。采用绝对体积差异比（△V_diff）、体积最大/最小比（MMR）、离散系数（CV）和体积相似性指数（DSC）分别比较不同级别肿瘤中心（市级与国家区域级）医师之间和市级肿瘤中心3名医师之间的器官勾画差异，并进一步比较不同级别肿瘤中心医师对不同TMN分期的鼻咽癌放疗计划器官的勾画差异。结果：不同级别肿瘤中心（市级与国家区域级）医师之间勾画GTVnx体积差异明显，3名医生中的最大△V_diff、MMR和CV分别为97.23%±83.45%、2.19±0.75和0.31±0.14，平均DSC<0.7。同时，他们之间对于左右视神经、视交叉、脑垂体等小体积OAR勾画差异也较大，平均MMR>2.8，CV>0.37，DSC<0.51；但对于脑干、脊髓、左右眼球、左右下颌骨等大体积OAR的勾画差异相对较小，平均的△V_diff<42%，MMR<1.55，DSC>0.7。相比于不同级别肿瘤中心医师之间的勾画差异，市级肿瘤中心3名医生勾画差异有一定的减小。另外，不同级别肿瘤中心医师之间对不同分期的鼻咽癌靶区勾画也存在差异，相对早期患者（I或II期）的靶区勾画，他们之间在对晚期患者（III或IV期）靶区勾画的差异更小，平均△V_diff和DSC值分别为（98.31%±67.36% vs 69.38%±72.61%, P<0.05）和（0.55±0.08 vs 0.72±0.12, P<0.05）。结论：不同级别肿瘤中心医师勾画鼻咽癌放疗计划靶区和OAR存在差异，尤其对早期患者靶区（GTVnx）和小体积OAR的勾画。为确保多中心临床试验的准确性，建议对不同级别医师进行统一培训并审核其勾画结果，以减少差异对治疗结果的影响。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 265 272 1327133 陈美宁1，2，刘懿梅2，彭应林2，谢秋英3，石锦平3，黄荣3，赵充2，邓小武2，周美娟1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202309036 粒子放射治疗是一种新型的放射治疗方法，具有更好的瞄准性和更高的精度，能进行更精准的放射治疗。然而，粒子束流的复杂性以及每个患者的病变部位和体质不同，为了确保粒子放射治疗的疗效，需要一个高精度的束流监测系统来监测束流的空间和能量分布，如位置和剂量等重要参数。所以束流监测系统对于粒子治疗中的安全性和精准性有着非常重要的作用。通过监测束流的位置和剂量等重要参数，可以实时调整治疗计划，从而确保粒子束流能够准确地照射到病变部位，对周围健康组织的影响降到最低。因此，研制并验证这种束流监测系统是粒子放射治疗中极为重要的一步。本文将综述粒子治疗中质量保证束流监测的发展历程。首先简述粒子放射治疗的发展，重点说明束流监测系统对于粒子放射治疗的重要性。然后着重论述粒子束流监测的发展过程，并介绍不同类型的探测器及其应用和研究进展。最后探讨束流监测系统的未来发展趋势和可能面对的挑战。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 273 281 1943673 李昕，李浩然，郑其斌 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202310035 目的：介绍并讨论国内第一台迈胜S250i紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的束流特性。方法：利用平行板电离室测量输出剂量；利用大半径布拉格峰电离室测量从最高能量227 MeV下降到28 MeV 共19档能量下的积分深度剂量，以表征质子束特性；利用Phoenix平板探测器测量射束中心轴上空气束斑曲线，并测量多点束斑验证输出位置精度；测量自适应多叶光栅叶间泄漏和半影减少效果，以表征其性能。结果：该质子系统被校准为最高能量为227 MeV，（10×10） cm2均匀方野在水下5 cm深度处输出剂量为1 Gy。该系统能够将质子束射程调制到患者体表，原始布拉格峰在所有能量下具有恒定的80%-80%宽度8.6 mm。最高能量射束在空气中等中心处的束斑尺寸约为4 mm，束斑投射位置精度在1 mm以内。自适应多叶光栅对最高能量射束的叶间漏率小于1.5%，并能显著减小射野半影。结论：迈胜S250i质子治疗系统具有独特的设计和束流特性，在布拉格峰形状、束斑大小随能量的变化以及自适应光栅的半影锐化效应上均有体现，在TPS建模和计划设计时需要考虑这些差异，以执行精准质子治疗。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 282 288 1732112 吴韦清，卢晓光，郑仁超，彭知义，刘飞，胡广原，袁响林 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202304018 目的：对调强放射治疗（IMRT）计划进行分类独立验证，探讨计划剂量差异分布及其与肿瘤类型的相关性，并建立预测模型。方法：收集180例头颈部、胸部及腹部肿瘤患者固定野IMRT计划，采用独立样本t检验对治疗计划系统中初始计算剂量与独立验算剂量进行一致性分析，以评估独立验证的可行性。比较不同肿瘤间计划靶区（PTV）的剂量差异分布。采用相关性分析及多元线性回归方法分析PTV剂量差异与靶区适形度指数（CI）、均匀性指数间相关性。结果：头颈部、胸部及腹部肿瘤PTV剂量差异均在±1.2%以内，初始剂量与验算剂量间3%/3 mm平均γ通过率&gt99.5%，显示独立验证与治疗计划系统的剂量分布具有良好一致性。头颈部、胸部及腹部计划中PTV剂量差异分布不同，且与CI显著相关。根据CI可在独立验证中初步判断PTV剂量差异，基于CI及均匀性指数的多元回归方程可用于预估IMRT计划的剂量验算差异。结论：独立验证可快速实现放疗计划治疗前验证，提高放疗计划质量控制的效率。基于剂量差异的预估对放疗计划的优化起到一定指导作用。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 289 293 1284559 潘淑豪，汪志 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202311014 目的：评估不同材料的3D打印头枕对头颈部肿瘤放疗计划剂量学的影响。通过比较放疗计划靶区剂量、均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）、机器跳数（MU）、危及器官剂量等参数的差异，评估3D打印个性化头枕在计划中是否可被忽略。方法：选择10例头颈部肿瘤患者，包括5例鼻咽癌患者和5例其他头颈部肿瘤患者。使用医科达Monaco计划系统勾画头枕轮廓，并在相同的计算参数下，计算忽略头枕、普通头枕、10%填充的聚乳酸（PLA）和聚氨酯弹性体（TPU）材料3D打印头枕对应的放疗计划。记录靶区剂量、危及器官剂量和MU等结果，并进行统计学分析。结果：在D95、D5、Dmean、HI、CI、MU、危及器官剂量（脊髓最大剂量）等参数上，忽略头枕、普通头枕、PLA和TPU材料3D打印头枕4组数据之间均无统计学意义（P&gt0.05）。在考虑头枕存在的情况下，对于鼻咽癌和其他头颈部肿瘤的分析结果显示，CI有统计学意义（P&lt0.05）。结论：在计划设计阶段，可以忽略3D打印个性化头枕的存在，但考虑到头枕的存在会降低放疗计划的MU。在考虑头枕的情况下，其他头颈部肿瘤患者的CI平均值显著高于鼻咽癌患者。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 294 298 1053812 潘搌鹏1，史颂琪1，李思妹1，陈小君2，甘庆权2，曹小飞1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202306009 目的：提出一种基于YOLOv7用于检测肝囊型包虫病超声图像小病灶的方法。方法：首先用轻量级特征提取主干网络GhostNet替换原特征提取主干，降低模型总参数量；其次为改善YOLOv7网络的评价指标CIoU在作为损失函数时，检测精度较低的问题，用更优的ECIoU替换CIoU，进一步提高模型检测精度。结果：在自建的肝囊型包虫病超声图像小病灶数据集上进行训练，结果显示改进后的模型大小为59.4 G，mAP@0.5检测精度为88.1%，相比原始的模型性能得到提升，并超过其余主流检测方法。结论：本文模型能更高效地检测并分类肝囊型包虫病超声图像中的病灶位置和类别。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 299 308 2398772 米吾尔依提·海拉提1，热娜古丽·艾合麦提尼亚孜1，卡迪力亚·库尔班1，严传波2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202305017 面向人工假体视觉条件下的避障问题，提出改进的实例分割模型SOLOv2-RS，为植入者在低分辨率人工视觉中更准确地感知导航任务的相关实例对象提供基础。根据视觉注意力机制，采取视野中心距离和目标尺度作为各实例重要性计算准则，以得到的重要性分数作为对需规避障碍物进行分级表达的依据；同时，采用边缘信息提示盲道，并对其进行形态学膨胀处理以避免光幻视有限导致的边缘信息缺失。人工假体视觉仿真结果表明本研究提出的人工假体视觉分级优化处理策略能有效实现盲道和障碍物的优化表达，为植入者更高效地完成室外避障任务提供便利，为人工假体视觉设备图像处理研究提供良好思路。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 309 315 1745074 鄂宁1，王静1，2，周翔龙1，赵容锋1，何海洋3 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202312005 结直肠息肉大小不一、形态各异，特别是边界模糊导致难以准确定位，小尺寸息肉容易漏检，使得息肉分割存在较大的挑战。针对以上问题，提出一种融合Transformer和卷积的息肉分割算法。首先使用Transformer提取图像全局特征，保证网络全局建模的能力，提高息肉主体区域和模糊边界的定位能力。然后，引入卷积加强网络对息肉细节的处理能力，细化边界分割效果，提高小尺寸息肉捕获能力。最后，将Transformer和卷积提取的特征进行深度融合，实现特征互补。将该算法在CVC-ClinicDB和Kvasir-SEG数据集上进行实验，其相似性系数分别为95.4%和93.2%，平均交并比分别为91.3%和88.6%。进一步在CVC-ColonDB、CVC-T和ETIS数据集上测试泛化能力，其相似性系数分别为81.3%、90.9%和80.1%。结果表明，所提算法在息肉分割的准确度上有较大的提升。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 316 322 1445002 刘宏滨，顾德 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202311039 目的：利用人工智能辅助测量，比较在不同CT阈值下测得的肿瘤实性成分占比（CTR）对≤2 cm小肺癌浸润性预测的准确率，探讨预测肺癌浸润性的CTR阈值及对应的CT阈值。方法：收集2021年1月至2023年5月武威市中医医院就诊的59例肺癌患者（共78个肺结节）的临床资料，分析在CT阈值分别为-400、-350、-300、-250、-200、-150 HU时测得的CTR对直径≤2 cm小肺癌浸润性的预测效能，绘制ROC曲线判断预测浸润性的最佳临界值，以确定相应的CT阈值。结果：CT阈值为-250 HU时，对肺结节浸润性的诊断效能最高，曲线下面积为0.931，灵敏度为77.5%，特异度为100%，最佳CTR阈值为0.322。结论：对于最大径≤2 cm的小肺癌，当CT阈值为-250 HU时测得的CTR可较准确地预测肺癌的浸润性，当CTR&gt0.322时结节为微浸润腺癌或浸润性腺癌可能性较大。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 323 326 695469 牛树国1，周福兴1，颜克松2，赵润生1，刘彬彬3，柴文晓2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202307038 目的：探讨动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）参数对首发脑卒中认知功能障碍的诊断价值，以期为临床早期评估脑卒中认知功能障碍发生风险、制定干预方案提供参考。方法：选取122例首发脑卒中患者作为研究对象，根据其是否发生认知功能障碍分为发生组（n=53）与未发生组（n=69），另选取53例非脑血管性认知功能障碍患者作为对照组，入院后均行DCE-MRI检查，比较3组及不同认知功能障碍程度患者DCE-MRI影像学参数［组织间隙-血浆速率常数（Kep）、容积转运常数（Ktrans）、细胞外间隙容积分数（Ve）、血浆容积分数（Vp）］，分析DCE-MRI影像学参数与认知功能障碍程度的相关性及诊断价值，并分析其对首发脑卒中认知功能障碍危险度的评估价值。结果：发生组与未发生组DCE-MRI定量参数Ktrans、Ve、Vp均高于对照组，发生组DCE-MRI定量参数Ktrans、Ve、Vp高于未发生组（P&lt0.05）；不同认知功能障碍程度患者DCE-MRI影像学参数Ktrans、Ve、Vp比较有统计学意义（P&lt0.05），且随着认知功能障碍程度加重，患者DCE-MRI影像学参数Ktrans、Ve、Vp明显升高；Ktrans、Ve、Vp均与认知功能障碍程度呈正相关关系（P&lt0.05）；DCE-MRI定量参数Ktrans、Ve、Vp联合诊断的AUC为0.921，明显较单独指标高（P&lt0.05）；DCE-MRI参数Ktrans、Ve、Vp高水平者认知功能障碍发病风险分别是低水平的3.077、1.944、2.313倍。结论：DCE-MRI可用于首发脑卒中认知功能障碍诊断，为临床早期预测卒中后认知功能障碍提供参考依据。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 327 332 1080245 王璐1，陈壮军1，邱龙海2，王金本1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202308026 针对“新医科”背景下医学图像处理课程所面临的形势和教学现状，开发了与其教学过程高度契合的医学图像处理教学软件，该教学软件可实现医学图像的线性灰度变换、开窗显示、缩放、旋转、镜像、中值滤波、微分锐化、边缘检测、直方图获取和直方图均衡，并可在一定范围内调节线性灰度变换、开窗显示、缩放、旋转、中值滤波、微分锐化、边缘检测的参数，同时用不同算法实现了医学图像的缩放功能。该教学软件用于包头医学院医学图像处理课程理论与实验教学中，可提高学生学习的主动性和积极性，能强化学生对放射技师考点知识的理解，为后续课程的学习打下坚实基础，最终实现“新医科”背景下包头医学院医学影像技术专业“医工”、“医理”的深度交叉融合。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 333 339 1986306 刘燕茹1，毕宇越1，汪宇航1，朱婷2，贾俊妮2，唐思源2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202307022 设计一种基于CT数据的肺部影像二维可视化与三维重建系统，首先对DICOM图像进行解析，分割和标记出肺结节的位置；然后利用CT序列的重采样、面绘制的三维重建、形态学处理等技术，实现肺实质和结节的多视角、多分辨率三维显示；最后设计交互界面，包括图像增强、肺部二维可视化、结节勾勒、肺实质和结节三维重建、旋转、缩放切换视角等功能。实验表明，本系统对于二维图像的可视化和病灶区域勾勒位置清晰、准确，并使三维图像呈现的结节完整且光滑。本系统相较于已有的类似医学处理软件，大幅度提高重建和可视化效率，使医生能够更加快速、精确地观察三维图像，辅助疾病诊断和手术方案制定。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 340 347 2089458 付俊泽，贾茜，李几雄，张建敏 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202306042 通过脑电图（EEG）、功能近红外光谱成像（fNIRS）、功能磁共振成像对神经精神疾病已经开展广泛的研究与应用。近年来随着技术的不断发展，EEG与fNIRS的同步采集设备被开发且逐步应用于神经精神疾病的研究中。本文首先对EEG-fNIRS设备的同步检测与数据分析技术进行简要概述，总结脑卒中、癫痫以及其他神经精神疾病研究中EEG-fNIRS的分析方法与最新发现，并探讨研究的发展方向。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 348 355 1357740 高晨洋1，吴凯1，2，3，4，李文豪5，李懿5，蒋知乐1，汪煜新1，陈文睿1，周静2，3，4，6 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202312023 目的：针对如何建立有助于电子听诊诊断的肺音分类模型，提出一种基于卷积神经网络（CNN）-长短期记忆网络（LSTM）的混合深度学习肺音分类模型方法。方法：首先使用小波变换对数据集进行特征提取，使肺音信号转化为能量熵、峰值等特征；在此基础上构建CNN和LSTM的混合算法分类模型，其中将小波变换提取的特征先输入CNN模块，能够获得数据的空间维度特征，再通过LSTM模块获得数据的时间维度特征，融合两类特征，通过模型可以将肺音分类，从而达到辅助判断患者的肺部疾病。结果：CNN-LSTM混合模型准确率、F1分数均明显高于其他单一模型，可达到0.948和0.950。结论：提出的CNN-LSTM混合模型分类准确率更高，在智能听诊领域具有广泛的潜在应用价值。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 356 364 2301463 张乙鹏1，2，孙文慧1，2，陈扶明2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202307062 针对可变持续时间心电图（ECG）数据信号的非平稳性和时序性问题，提出一种基于连续小波变换（CWT）和高阶统计量（HOS）的心律失常识别算法。首先，针对可变持续时间ECG数据中每个样本的数据点数量不同，采用RR间期插值法预处理数据，并通过CWT将信号分解为不同的时频分量，从而使网络能够更好地提取心电信号中的时间和频率特征。其次，针对时序信息利用不充分的问题，提出基于HOS和长短期记忆网络的时序挖掘模块，以捕捉和学习ECG信号中的长期依赖关系，从而有助于识别和理解特定的心律失常类别。通过在公开的ECG数据集MIT-BIN上进行的大量实验，验证所提方法的有效性和优越性。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 365 374 4699458 李刚1，高广帅1，张珍珍2，巴任伟1，李春雷1，刘洲峰1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202307001 针对基于运动想象的脑电信号多分类识别准确率不高的问题，提出一种基于微分熵及卷积神经网络对运动想象四分类的识别方法。首先，将脑电信号通过滤波器提取为Alpha、Beta、Theta、Gamma 4个频段，分别计算各个频段的微分熵特征，并按照脑电极空间特征对数据结构进行重构为三维脑电信号特征立方体。最后，将其输入卷积神经网络进行四分类，该方法基于BCI Competition IV-2a公开数据集，准确率达到95.88%，并在试验室建立四分类运动想象数据集进行相同的处理，准确率达到94.50%。测试结果表明本文所提方法具有更好的识别效果。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 375 381 1371410 廉小亲1，2，蔡沫豪1，2，高超1，2，罗志宏1，2，吴叶兰1，2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202310055 【摘要】目的：在缺少层厚较薄的CT和MRI数据的情况下建立膝关节骨性关节炎（KOA）轻症患者膝关节三维有限元模型，并研究胫骨平台内外侧的应力分布。方法：以一名患有轻度KOA的女性患者为研究对象，自盆骨至腓骨胫骨远端进行连续断层扫描。将得到的DICOM格式文件导入至Mimics软件中并通过阈值分割提取膝关节中的骨性结构，将提取出的骨骼进行蒙版编辑、空腔填充、区域增长等操作后导入3-matic中做光顺、包覆处理。在Geomagic Wrap将处理后的骨性结构使用网格医生检查，修复表面缺陷并拟合曲面。以轮廓延展的思路建立相关的软骨、半月板和韧带，并在SolidWorks中以原点重合的方式与骨性结构进行装配。接下来在ANSYS软件中定义材料、设置接触、划分网格、设置约束和载荷，分析在双腿站立下胫骨平台上的应力分布情况。结果：成功建立了包括骨性结构、软骨、韧带的完整膝关节模型。在双腿站立状态下，接触应力峰值约为1.21 MPa，位于胫骨平台内侧中部，胫骨平台外侧的最大应力为0.72 MPa，内外侧间室分别承担总载荷的62.7%和37.3%。结论：通过CT提取加软件绘制的方式建立了全膝关节模型，有限元分析结果符合临床预期，通过此方法建立的模型可靠，能进行后续的研究。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 382 388 2239655 周陶勇1，杨永盛1，鲁宁2，唐浩2，杨延东2，韩谢川1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202310071 肿瘤是影响人类健康的严重疾病，早期诊断对提高治疗成功率和患者生存率至关重要。肿瘤基因表达数据的研究已经成为揭示肿瘤疾病机制的主要工具，人工智能在肿瘤基因表达数据分析中扮演着重要角色。本文从机器学习方法的角度，探讨监督式学习、无监督式学习和深度学习在肿瘤预测和分类中的潜在优势，特别关注特征选择算法对基因筛选的影响及其在高维度基因表达数据中的重要性。通过全面综述人工智能在肿瘤基因表达数据分析中的应用与发展，旨在为未来的研究方向提供参考，促进进一步发展。 2024年03月27 00:00 2024年第3期 389 396 1140767 李坤鹏，王泽朋，周玉，李四海