沈定剛,周濤,雷柏英,丁忠祥,陳慧靈,施俊,李晨,韓向娣
1.上海科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,上海 201210;2.上海聯(lián)影智能醫(yī)療科技有限公司,上海 200230;3.北方民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院,銀川 750021;4.深圳大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué),深圳,518037;5.西湖大學(xué)附屬杭州市第一人民醫(yī)院放射科,杭州 310006;6.溫州大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院,溫州 325035;7.上海大學(xué)通信與信息工程學(xué)院,上海 200444;8.東北大學(xué)醫(yī)學(xué)與生物信息工程學(xué)院,沈陽(yáng) 110167;9.《中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)》編輯部,北京 100190
“醫(yī)學(xué)圖像就是醫(yī)生的眼睛?!睆V義上的醫(yī)學(xué)圖像指在醫(yī)療行為中獲取的所有和診療相關(guān)的圖像,主要有組織器官的直接圖像,如包括超聲、X 線攝片、CT、MRI、PET、SPECT、fMRI 等影像學(xué)圖像,以及病理切片、骨髓、痰涂片在內(nèi)的病理學(xué)圖像。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,患者的病理生理狀態(tài)被從不同的角度進(jìn)行展示,這對(duì)患者的臨床診斷和個(gè)性化治療都起到了至關(guān)重要的作用。精準(zhǔn)診斷是通過(guò)人工智能的方法確定個(gè)體患者的特征屬性,使診斷技術(shù)不僅關(guān)注疾病診斷的共性,更關(guān)注患者個(gè)體差異,幫助醫(yī)生快速且精確地對(duì)病癥進(jìn)行診斷與治療。因此,精準(zhǔn)診斷為臨床診斷技術(shù)的發(fā)展注入了全新的活力,是未來(lái)臨床診斷的研究熱點(diǎn)。
基于醫(yī)學(xué)影像的精準(zhǔn)診斷發(fā)展迅速,通過(guò)采用人工智能技術(shù),協(xié)助醫(yī)生在診斷治療過(guò)程中進(jìn)行準(zhǔn)確分析,降低醫(yī)生因主客觀因素的干擾導(dǎo)致的診療誤差。除此之外,人工智能可以作為有力的工具,建立不同模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像之間的關(guān)系。這使得醫(yī)學(xué)信息能夠脫離傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究中單因素相關(guān)性研究面臨的干擾,探究不同尺度下所反映的疾病或生理狀態(tài)的同質(zhì)性,達(dá)到提高診斷可靠性的目的。
為深入探討和研究上述問(wèn)題,展示我國(guó)學(xué)者在精準(zhǔn)診斷技術(shù)方面的重要進(jìn)展,《中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)》邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)專家共同策劃推出“精準(zhǔn)診斷”???,主要聚焦于采用醫(yī)學(xué)影像做疾病的精準(zhǔn)診斷,著重于人工智能轉(zhuǎn)化研究,旨在解決精準(zhǔn)診斷面臨的具體挑戰(zhàn),并促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像人工智能算法的開發(fā)和臨床驗(yàn)證、部署和臨床實(shí)踐中的性能監(jiān)控。
專刊收到領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)學(xué)者積極踴躍的投稿。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格評(píng)審,共收錄學(xué)術(shù)論文18 篇,其中綜述2 篇、數(shù)據(jù)集論文1篇、圖像分析與識(shí)別論文11篇,以及圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)論文4篇。
綜述《胎兒腦磁共振圖像分割研究進(jìn)展》(作者:陳健,廣夢(mèng)婷,陸冉林,羅琴,魏麗芳,沈定剛*)針對(duì)胎兒腦磁共振圖像分割方法進(jìn)行綜述,首先,對(duì)胎兒腦磁共振圖像的主要公開圖譜/數(shù)據(jù)集進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明;接著,對(duì)腦實(shí)質(zhì)提取、組織分割和病灶分割方法進(jìn)行全面的分類與分析;最后,對(duì)胎兒腦磁共振圖像分割面臨的挑戰(zhàn)及未來(lái)的研究方向進(jìn)行總結(jié)與展望。
綜述《深度學(xué)習(xí)在口腔醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)》(作者:趙陽(yáng),李俊誠(chéng)*,成博棟,牛娜君,王龍光,高廣謂,施?。目谇会t(yī)學(xué)影像領(lǐng)域常用的二維X射線影像、三維點(diǎn)云/網(wǎng)格影像和錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描影像三種影像出發(fā),介紹深度學(xué)習(xí)技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)影像處理及分析領(lǐng)域應(yīng)用的思路和現(xiàn)狀,分析了各算法的優(yōu)缺點(diǎn)及該領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),并對(duì)未來(lái)的研究方向和可能開展的臨床應(yīng)用進(jìn)行展望,以助力智慧口腔建設(shè)。
數(shù)據(jù)集論文《GZMH:一種用于有絲分裂細(xì)胞核檢測(cè)和分割的乳腺癌病理圖像數(shù)據(jù)集》(作者:汪華登,王雪馨,黎兵兵*,劉志鵬,許浩,潘細(xì)朋,藍(lán)如師,羅笑南)本文發(fā)布了來(lái)自中國(guó)贛州市立醫(yī)院臨床環(huán)境的數(shù)據(jù)集GZMH(Ganzhou municipal hospital)。所整理并公開發(fā)布的數(shù)據(jù)集GZMH 包含55 幅全視野數(shù)字切片(WSIs)臨床乳腺癌病理圖像,提供了用于有絲分裂細(xì)胞核目標(biāo)檢測(cè)和語(yǔ)義分割研究的兩種標(biāo)注,并由2名高年資醫(yī)師對(duì)3名初級(jí)病理醫(yī)師的標(biāo)注進(jìn)行了復(fù)核。5 種主流目標(biāo)檢測(cè)方法和5 種經(jīng)典分割方法在GZMH 數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了訓(xùn)練和測(cè)試,檢驗(yàn)它們?cè)谂R床數(shù)據(jù)集GZMH上的性能。所有方法在面對(duì)較大規(guī)模的臨床數(shù)據(jù)集GZMH時(shí)的性能都明顯低于它們?cè)谝恍┕_數(shù)據(jù)集上的性能結(jié)果。該數(shù)據(jù)集能夠用于有絲分裂目標(biāo)檢測(cè)與語(yǔ)義分割研究任務(wù),且此數(shù)據(jù)集中的圖像更加接近實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景,在推動(dòng)乳腺病理圖像有絲分裂細(xì)胞核分割的研究和臨床應(yīng)用方面具有較大的價(jià)值。數(shù)據(jù)集在線發(fā)布地址為:https://doi.org/10.57760/sciencedb.08547。
圖像分析與識(shí)別論文包括:
《相似度感知蒸餾的統(tǒng)一弱監(jiān)督個(gè)性化聯(lián)邦圖像分割》(作者:潘建珊,林立,吳潔偉,劉翼翔,陳孝華,林其友,黃建業(yè),唐曉穎*);
《融合殘差上下文編碼和路徑增強(qiáng)的視杯視盤分割》(作者:梅華威,尚虹霖,蘇攀*,劉艷平);
《結(jié)合局部全局特征與多尺度交互的三維多器官分割網(wǎng)絡(luò)》(作者:柴靜雯,李安康,張浩,馬泳,梅曉光*,馬佳義);
《多尺度融合增強(qiáng)的縱膈淋巴結(jié)超聲彈性圖像分割》(作者:周奇,楊行,田傳耕,唐璐*,惠雨);
《面向低劑量CT的牙齒分割網(wǎng)絡(luò)》(作者:秦俊,盧婷嵐,紀(jì)柏*,李雨晴);
《全監(jiān)督和弱監(jiān)督圖網(wǎng)絡(luò)的病理圖像分割》(作者:沈熠婷,陳昭*,張清華,陳錦豪,王慶國(guó));
《U-Net 通道變換網(wǎng)絡(luò)在腺體圖像分割中的應(yīng)用》(作者:曹偉杰,段先華*,許振偉,盛帥);
《單域泛化X-ray乳腺腫瘤檢測(cè)》(作者:史彩娟*,鄭遠(yuǎn)帆,任弼娟,孔凡躍,段昌鈺);
《TransAS-UNet:融 合Swin Transformer 和Unet的乳腺癌區(qū)域分割算法》(作者:徐旺旺,許良鳳,李博凱,周曦,律娜*,詹曙);
《基于邊緣信息增強(qiáng)的前列腺M(fèi)R 圖像分割網(wǎng)絡(luò)》(作者;張蝶,黃慧*,馬燕,黃丙倉(cāng),陸煒平);
《自適應(yīng)模態(tài)融合雙編碼器MRI 腦腫瘤分割網(wǎng)絡(luò)》(作者:張奕涵,柏正堯*,尤逸琳,李澤鍇)。
圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)論文包括:
《融合幀間時(shí)序關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)胎兒四腔心超聲切面自動(dòng)獲取》(作者:徐光柱,吳夢(mèng)琦,錢奕凡,王陽(yáng),劉蓉,周軍,雷幫軍*);
《自適應(yīng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí):遷移魯棒特征構(gòu)建醫(yī)學(xué)圖像分類模型》(作者:陸森良,馮寶*,徐坤財(cái),陳業(yè)航,陳相猛);
《用于組織病理圖像分類的雙層多實(shí)例學(xué)習(xí)模型》(作者:陸浩,陳金令*,陳杰,陳百合,唐卓葳);
《JIR-Net:一種用于光聲層析圖像重建的聯(lián)合迭代重建網(wǎng)絡(luò)》(作者:候英颯,孫正*,孫美晨)。
我們期待廣大讀者和科技人員通過(guò)“精準(zhǔn)診斷”???,能夠更深入、更全面地了解該領(lǐng)域的最新方法和應(yīng)用,吸引更多學(xué)者從事相關(guān)研究并產(chǎn)生具有國(guó)際影響力的優(yōu)秀成果,為本領(lǐng)域的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。