/oa /oa/darticle.aspx?type=view&id=202410 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1 417575 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202401003 目的：开发一款用于碳离子治疗的快速准确的蒙特卡罗程序SPEEDO。方法：对于电磁过程，采用连续慢化近似的II类浓缩历史模拟方案，模拟能量歧离、射程歧离、多重散射和电离过程。对于核相互作用，本研究考虑5种靶核：氢、碳、氮、氧和钙。产生的次级带电粒子遵循同样的浓缩历史框架。本研究模拟碳离子在4种材料（水、软组织、肺和骨头）中的输运过程，并将计算的剂量结果与放射治疗物理专用蒙特卡罗模拟软件TOPAS进行对比验证，最后与在武威重离子治疗中心医用重离子加速器示范装置（HIMM-WW）上测得的水箱剂量进行对比。结果：SPEEDO的模拟结果与TOPAS具有良好的一致性。对于每种材料在物理剂量大于其体素最大剂量点10%的体素区域，两者的相对最大剂量平均误差均小于2%。在治疗能量为400 MeV/u时，SPEEDO的计算时间（13.8 min）明显小于TOPAS的计算时间（105.0 min）。SPEEDO的计算结果与HIMM-WW的测量值在横向剂量分布和积分剂量深度曲线方面展现出良好的一致性。结论：SPEEDO程序可以准确快速地实现碳离子的蒙特卡罗剂量计算。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1189 1198 2241862 吴晋1，李仕军1，王誉鑫1，常艳奎1，裴曦2，陈志1，陈卫强3，李强3，徐榭1，4 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202405074 目的：磁共振模拟定位机（MR Sim）是新类型的放疗模拟定位机。验收测试是MR Sim投入使用前的重要质量保证工作。该文报告一台MR Sim的验收测试实施细节和结果分析。方法：依据新近发布的AAPM TG284报告和NCC/T-RT 002-2023指南，制定验收测试方案。针对MR Sim的磁场屏蔽、成像系统基础功能、图像质量指标、射频线圈验收、图像几何精度、放疗外置激光灯、定位平面床及图像传输等，使用ACR（American College of Radiology）大号模体、几何畸变测量模体等质控设备进行测试。结果：MR Sim验收指标中的屏蔽测试在150 MHz的频率下，屏蔽效能均值为105 dB；8项图像质量指标：几何精度、层位置精度、层厚精度、图像均匀性、伪影比、信噪比、高对比空间分辨率和低对比分辨率，均在容许误差范围内；图像几何精度测量在25 cm感兴趣范围内，最大几何畸变<2 mm；激光灯及床的误差均<1 mm，床水平度<1°；射频线圈测试及图像传输测试满足要求。结论：MR Sim是高精度的复杂设备，为确保其在放疗中的精准应用，投入使用前需结合本单位MR Sim的具体特点，遵循指南规范，进行验收测试具体方案的详细设计和执行。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1199 1205 1627843 袁翠云1，陈辛元2，刘晨彬1，李阳1，权恩卓1，戴建荣2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202401009 目的：通过分析IBA Sphinx Compact设备在迈胜紧凑型笔形束扫描质子治疗系统上的日检QA测量结果，评价该方案在质子治疗中的临床应用价值。方法：采用Sphinx Compact设备对迈胜 S250i质子治疗系统进行连续30 d的日检QA测量，分析测量结果。结果：30 d内摆位激光灯与影像中心平均偏差为（0.42±0.27） mm；高能和低能笔形束的近端及远端深度误差均在0.50 mm以内；测量的所有光斑位置偏差不超过1.00 mm，尺寸偏差不超过7.5%；影像中心与射束中心偏差不超过0.75 mm；矩形射野平坦度相对偏差在0.5%左右；方野输出剂量偏差在1.0%以内。结论：Sphinx Compact设备能准确并快速测量AAPM TG-224号报告推荐的质子系统日检QA项目，提供实用且高效的解决方案，具有很好的临床实用价值。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1206 1210 1121408 郑仁超1，卢晓光2，吴韦清1，肖志平1，刘飞1，胡广原1，袁响林1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202405005 目的：通过对原发性肝癌调强放射治疗（IMRT）计划的最小子野宽度参数进行研究，评价不同最小子野宽度下治疗计划的剂量分布和实施精度，为肿瘤患者放疗计划制作提供参考。方法：选取30例原发性肝癌患者资料，保持其它优化条件不变，改变最小子野宽度，分别为0.6、0.8、1.0、1.2、1.5 cm，对每例患者制作5个IMRT计划，比较5个计划的剂量分布、执行效率和Gamma通过率。结果：这5个计划的机器跳数和出束时间随着最小子野宽度的增加而减少；3 mm/3%、2 mm/2%阈值下的Gamma通过率则呈现增加趋势，且具有统计学差异（P<0.05）。结论：研究所用的5个计划均能够用于临床治疗，在满足临床要求的同时，合理地设置IMRT计划中的最小子野宽度，可以降低机器跳数，缩短治疗时间, 又可以提高治疗精度。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1211 1215 1161093 季洪兵，王凯，吴嘉慧，刘文晖 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202403016 为解决手术导航中气道模型精度不足的问题，提出了一种基于坐标信息与多尺度并行网络的气道分割方法。首先通过并行网络分别学习不同尺度的气道特征，以解决不同尺寸气道之间的特征冲突问题。其次提出坐标引导的上采样模块，通过浅层特征中的坐标信息指导深层特征进行特征重建，限制目标的空间位置，提高模型精度。最后提出通道引导的多尺度特征聚合模块，用于在多个尺度上捕获语义信息并探索不同尺度特征之间的通道关系。在公开数据集LIDC-IDRI和EXACT09上对提出的方法和其他模型进行训练和测试。实验表明，该方法的平均骰子系数达到了93.20%，相比于3D U-Net提高了2.61%，而假阳性率只有0.012%。此外，树长检测率和分支检测率分别达到了88.59%和97.42%。该方法可用于肺部疾病诊断或导航支气管检查等领域。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1216 1224 4015744 刘卫朋1，2，3，李健1，2，祁业东2，3，任子文2，3，王源2，3 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404035 黑色素瘤图像的高精度分割对早期诊断和提高患者的生存率至关重要。然而，由于黑色素瘤的边缘区域模糊，呈现出不规则的形状，使得现有分割方法难以获取边缘特征信息，影响了黑色素瘤图像分割的准确率。为解决该问题，提出了一种基于边缘关键点和边缘注意力的黑色素瘤图像分割方法。首先，在编码器中设计了点渲染的边缘关键点选择模块和组合卷积变压器块，通过边缘关键点的选择，引导获取边缘的局部特征和全局特征。然后，在编码器中设计边缘细化模块用于细化深层网络的边缘特征，最后，在跳连接中设计了多尺度边缘注意力模块，能够更好地捕获图像多尺度的边缘形状特征。将所提方法在ISIC 2018和PH2两个数据集上进行实验，实验结果表明，与现有分割方法相比，所提方法具有较好的分割性能。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1225 1236 2331274 王娜1，贾伟1，2，赵雪芬1，高宏娟1，2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202401021 目的：改善高加速倍数下弥散加权成像的图像重建质量，从而实现加速采集。方法：利用图像块匹配的方法提取弥散图像内相似的图像块，进行低秩特性约束和稀疏约束，随后将其与传统的敏感度编码（SENSE）并行重建算法相结合来改善图像重建质量，降低图像噪声。实验采集两组人体数据，分别比较3倍加速和4倍加速下传统的SENSE重建、基于总变分约束的SENSE（SENSE-TV）重建以及本文方法的重建效果，定量分析弥散图像以及各向异性分数（FA）图与全采样的参考图像的误差。结果：在3倍加速和4倍加速采集下，本文方法均比传统的SENSE、SENSE-TV方法重建的弥散图像质量更好，定量分析的参数FA值更精确，误差更低。结论：利用图像内相似性图像块的低秩特性和稀疏特性约束图像重建，有望实现高加速倍数下的高质量成像。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1237 1242 4081257 徐中标，邓官华，黄唯 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202401057 磁共振成像（MRI）是医学影像学中一项重要的非侵入性检查技术，受限于磁共振硬件设备和扫描时间，有些磁共振图像具有较低的空间分辨率；深度学习技术的兴起为解决MRI图像分辨率问题提供了新的途径。本研究首先概述了MRI图像超分辨率重建的背景；其次，深入探讨了在MRI图像超分辨率重建任务中，各种深度学习方法的应用，并对这些方法进行详细的分析，对每种算法的工作原理、优势及其在图像重建过程中的效能表现进行评估；最后，讨论了深度学习技术在MRI图像超分辨率重建中的关键挑战，并对未来研究趋势进行展望。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1243 1248 902927 于会昌1，刘士远2 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202403037 目的：评估二维超声（2D-US）、三维超声VOCAL技术（3D-VOCAL）对子宫肌瘤体积（UMV）测量的精确性。方法：选取2022年10月~2023年4月于福建医科大学附属龙岩第一医院行子宫肌瘤外科手术治疗的患者45例，术前运用2D-US、3D-VOCAL对UMV进行测量，与手术切除后的实际肌瘤体积进行比较，评估两种超声技术测量UMV的准确性及重复性。结果：3D-VOCAL测量肌瘤体积的一致性（ICC=0.992）高于2D-US（ICC=0.976），且3D-VOCAL在不同大小肌瘤中的ICC均高于2D-US（均P<0.001）。2D-US、3D-VOCAL、手术术后3组间UMV测值的体积在最大径<8 cm差异无统计学意义（P>0.05），而3组间在最大径≥8 cm差异有统计学意义（P<0.05）；进一步两两分析显示，在最大径≥8 cm UMV中，2D-US与手术术后的UMV测值差异有统计学意义（P<0.05），3D-VOCAL与手术术后的UMV测值差异无统计学意义（P>0.05）。3D-VOCAL在不同观察者间及观察者内的一致性均优于2D-US。结论：3D-VOCAL对于术前UMV的测量优于2D-US，是一种简便、高效的可靠方法，为临床随访提供理论依据。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1249 1255 3234538 蓝彩凤，刘永峰，林敏，李晓连，李水平 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404015 为了助于早期诊断糖尿病性视网膜病变，提出结合视网膜血管分割与三维重建的方法。三维重建可以避免分割后血管长度、曲度和分支角度等信息误判影响早期诊断。提出IAAnet算法进行视网膜图像分割，将传统Unet网络与Inception V3、ASPP、AttentionGates相结合，较好地减少信息损失并避免过拟合的现象，提高网络对特征的提取能力。运用投影重建法来还原血管三维信息，并支持调节亮度、对比度，使医生更好地观察血管的真实状态。本文算法在准确率、召回率、F1分数、交并比、ROC曲线下面积上的结果分别是97.68%、96.07%、97.26%、92.79%、94.00%，通过与其他网络对比，IAAnet算法具有良好的分割准确性，三维投影重建后能在三维图像上获取更丰富的血管信息为早期诊断提供帮助。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1256 1264 2474803 许诗怡1，陈明惠1，邵怡2，秦楷博1，吴玉全1，尹志杰1，杨政奇1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402013 目的：为解决微弱心磁信号测量难题和验证临床应用效果，研究超导心磁信号测量技术及冠心病筛查。方法：首先，分析超导心磁信号测量技术原理，并构建超导心磁信号测量技术框架。其次，设计主机控制器、磁通锁定环、信号调理模块等关键电路，并研制软件系统和核心算法。最后，入组心脏健康、轻度心肌缺血和重度心肌缺血共计255例受检志愿者，分别同步心磁检查和冠脉造影术（CAG）检查进行对比试验。结果：对比试验结果表明：（1）健康受检者电流密度向量分布存在对等双极结构，心肌缺血受检者电流密度向量分布不存在对等双极结构；（2）心磁筛查与CAG筛查总体符合率[Cr]、总体Kappa值、重度缺血符合率、轻度缺血符合率、阴性符合率分别为86.22%、78.21%、86.79%、84.09%、86.67%；（3）心磁筛查结果真实性评价指标即敏感度、特异度、阳性率、阴性率、阳性似然比、阴性似然比分别为87.16%、84.41%、86.00%、86.67%、5.98、0.08。结论：心磁筛查和CAG筛查在心肌缺血诊断方面具有较高的符合率和一致性，超导心磁信号测量技术是一种准确又可靠的冠心病筛查方法。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1265 1272 2523342 艾海明1，董哲2，葛静茹3，米旺4，刘巍5 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202310048 目的：基于血流动力学数值模拟条件，探究对颈内动脉进行不同程度人工干预狭窄的颈动脉模型的血流动力学特性，并从血流动力学角度分析颈内动脉位置处产生狭窄及由于其狭窄导致脑部供血疾病的原因。方法：采集内蒙古民族大学附属医院提供的健康个体二维CT数据，应用医学建模软件MIMICS20.0将二维的颈动脉CT数据进行三维模型重建，然后借助3-Matic Medical软件，对颈动脉模型中的颈内动脉同一位置进行不同程度的人为干预狭窄，得到颈内动脉25%、50%、75%狭窄程度的颈动脉模型。经格式转化、边界条件设置、网格划分等操作后，导入计算流体力学软件FLUENT14.5进行颈动脉血管及血液两相流血流动力学数值模拟与分析。结果：比较颈内动脉同一位置3种不同狭窄程度下的血液流线及速度矢量图可知，随着狭窄程度的增大，颈动脉窦处血液的涡旋流动现象迅速减弱，而颈内动脉狭窄处上方和下方血液出现明显的涡旋流动，并且血液流动出现选择性偏流。颈内动脉狭窄程度从25％到50％再到75％的过程中，狭窄处的血管壁面压力始终较低，狭窄下方的血管壁面压力逐渐增大，为高压力区域。狭窄处为高切应力区域，并且狭窄位置上方和下方的低切应力范围明显变大。结论：利用计算机软件进行人为干预狭窄获取模型的技术进行实验研究具有方便、快捷的特点。颈内动脉狭窄从25％到50％再到75％时，颈动脉的血液流场发生明显改变，颈内动脉出现明显的涡旋流动现象，血管壁面的力学性质也发生一定变化。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1273 1280 7986145 彭红梅1，张东威2，左涛1，刘宝治2，陈阳1 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202403008 采用计算流体动力学方法对不同生理条件下主动脉位置双叶机械心脏瓣膜下游的速度分布、涡演化、粘性剪切应力、雷诺剪切应力进行研究。收缩期峰值时，运动状态下血液射流较其他两种生理状态下更为强烈，最大血液流速为2.1 m/s。对于涡演化的分析表明3种生理状态下剪切层是比较明显的流动特征，在收缩期峰值时，血液与主动脉窦作用较为强烈。对于粘性剪切应力，当瓣叶完全打开时，瓣叶在瓣膜区阻碍了血液流过瓣膜，血流与瓣叶之间的相互作用导致了较高的剪切应力,3种生理状态下，观察到的最大粘性剪应力小于8 N/m2。3种生理状态下观察到最大的雷诺剪切应力为700 N/m2。本研究有助于为临床手术瓣膜选择以及术后康复提供理论依据。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1281 1288 2977460 强彦1，2，张民祖1，2，段天赐1，2，祁亮3 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202401012 目的：在课题组前期已经建立的下肢静脉泵作用于下肢的双向流固耦合模型基础上，提出针对人体组织采用粘弹特性，以更加符合人体生物力学特征。方法：使用Ansys Workbench软件构建下肢静脉泵对下肢作用的双向流固耦合模型，在仿真模型中将下肢脂肪、肌肉、血管壁赋予粘弹性性质，得到下肢静脉泵工作在加压-保压-释压阶段下肢静脉血液容积的变化。采用自行研制的下肢静脉泵对健康受试者小腿施加与仿真中相同的工况，并采用红外检测传感器基于光电容积描记法对大隐静脉血液容积进行监测。结果：仿真与实测的结果均显示：下肢静脉泵作用于下肢过程中，加压阶段下肢静脉血液容积减小，血液被排出；保压阶段血液容积也减小；释压阶段血液容积增大，静脉中血液再充盈，且再充盈时间长于释压时间。结论：由红外检测传感器测得的血液容积变化情况与仿真结果吻合，验证采用粘弹性材料模型的准确性和可靠性。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1289 1295 1754956 许银胜，李静 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402028 目的：构建预后风险模型探索铜代谢相关基因在肺腺癌（LUAD）中预后价值，为LUAD患者制定个性化治疗方案提供参考。方法：通过癌症基因组图谱（TCGA）数据库和基因型-组织表达资料库（GTEx）下载LUAD组织和癌旁或正常肺组织的RNA-seq数据，通过单因素Cox回归分析、Lasso分析和多因素Cox回归分析构建风险评分模型，绘制接受者操作特征（ROC）曲线及列线图模型对风险模型进行评价，并利用基因表达综合数据库（GEO）中的LUAD数据、肿瘤免疫单细胞中心（TISCH）单细胞测序分析、人类蛋白质图谱（HPA）免疫组化分析等进行外部验证。此外，对高、低风险组的免疫微环境和药物敏感性进行分析。结果：构建了一个由6个基因组成的风险模型，低风险组的总体生存率高于高风险组（P<0.001），训练集风险模型1、3、5年ROC曲线下的面积分别为0.729、0.749、0.707，C-index曲线的C指数为0.721（95%CI：0.678~0.764），免疫微环境在高、低风险组之间有统计学意义（P<0.001），药物敏感性分析发现高、低风险组患者对吉西他滨、吉非替尼、克唑替尼、沃利替尼等药物有统计学意义（P<0.001）。结论：基于6个铜代谢相关基因构建的风险模型能较为准确地预测LUAD患者预后，免疫微环境在高、低风险组之间有差异，高风险组患者对吉西他滨、吉非替尼、克唑替尼、沃利替尼等药物更为敏感，为LUAD患者的个性化治疗提供参考。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1296 1306 4926448 董雨晴，刘浩然，孙继宏，张瀚文，王萍玉 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202404044 提出了一种基于频谱信息的三维特征构建方法，根据电极位置将每个通道的功率值排列成二维特征向量。将不同频段特征排列成三维积分特征张量，提取频域信息，同时，为了减少容积导体效应影响，利用功能连接将时序脑电（EEG）数据映射到空间脑功能网络，提取空间信息。通过对特征与目标类之间关系的分析，提出一种3D-CNN-Attention网络模型，在3D-CNN网络中加入Attention机制，以增强EEG特征学习能力。在公开数据集上的系列对比实验，结果表明基于3D-CNN-Attention网络框架的抑郁症检测性能优于其他方法，获得了最高为96.32%的准确率。本文方法能够为抑郁症检测提供一种有效的解决方案。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1307 1314 2029465 王建尚，张冰涛，王小敏，严大川 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402027 目的：基于CT特征构建预测肺结节良恶性的机器学习模型。方法：选取海安市人民医院于2021年1月至2023年1月间CT上表现单发亚实性结节的患者129例，所有病例均行胸部CT扫描，记录病灶定量参数、形态学和影像组学特征。根据相关诊断标准进行肺结节良恶性分型，病例用于划分训练集、内部测试集。模型包括组学标签、形态学模型、CT模型、综合模型。结果：研究纳入训练集98例（恶性27例，良性71例），内部测试集31例（恶性7例，良性24例）。单因素分析显示，年龄、病灶直径、平均密度、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、空气支气管征在恶性组和良性组间差异有统计学意义（P<0.05），恶性组平均密度、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、空气支气管征、病灶直径大于良性组（P<0.05）；LinkDocAI-肺结节智能诊断系统勾画感兴趣区域并提取其中的1 000个组学特征，从98例病例里面予以相应的特征挑选，特征剔除缺失、标准化处理、低度重要特征值、高度相关特征、相关性检验结束后挑选特征共20个。利用十折交叉验证及LASSO回归，以λ1se为最优的λ构建组学标签，最终将Gradient_Shape_MinorAxis、LBP_Glszm_ZoneEntropy两个最有意义特征纳入；本研究选CT模型为最优模型，该模型在训练集、内部测试集的受试者特征曲线下面积分别为0.912、0.889。结论：基于CT特征构建预测肺结节良恶性的机器学习模型具有较好的预测效能，能对肺结节良恶性分型进行鉴别诊断。 2024年10月25 00:00 2024年第10期 1315 1320 1612630 丛玉林，徐小虎，沈春林，许亚春