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基于多任务超声甲状腺结节分割与分类模型的建立方法、分割与分类方法和计算机设备

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2022-11-29 17:15:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”黑龙江科技服务团| 于兴洲 | 2023-11-11 23:22:37
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式
基于多任务超声甲状腺结节分割与分类模型的建立方法、分割与分类方法和计算机设备，属于图像处理技术领域，解决甲状腺结节多尺度、结节边缘模糊、良恶分类不平衡以及数据不平衡问题。方法包括：以FCN为主干共享网络，基于UNet解码层为分割分支网络和ResNet34为分类分支网络。主干共享网络对输入超声图像采用参数硬共享的方式进行浅层特征提取，将提取的特征共享给两个分支网络。分割分支网络中，首先在主干共享网络后引入深层卷积块，获取分割分支深层特征，其次对各个特征提取阶段获取到的浅层特征通过带有多尺度卷积注意力模块的跳跃连接操作。在分类分支残差模块前后结合M‑CBAM，通过M‑CBAM和残差模块优化分类性能。本发明适用于超声甲状腺结节的分割与分类。
本发明的方法以(Fully Convolutional Networks，FCN)为主干共享网络，基于UNet解码层为分割分支网络和ResNet34为分类分支网络。主干共享网络对输入超声图像采用参数硬共享的方式进行浅层特征提取，将提取的特征共享给两个分支网络，在分割分支网络中，首先在主干共享网络后引入深层卷积块(Deep Layer Convolutional Block，DLCB)，获取分割分支深层特征，其次对第一次特征提取阶段Conv1、第二次特征提取阶段Conv2、第三次特征提取阶段Conv3、第四次特征提取阶段Conv4获取到的浅层特征通过带有多尺度卷积注意力模块(Multiscale Convolutional Block Attention Module，M-CBAM)的跳跃连接操作来保持以上四个阶段分割边缘特征轮廓，减少结节边缘模糊问题。在分类分支残差模块前后结合M-CBAM，通过M-CBAM和残差模块优化分类性能。
哮喘的本质是气道慢性炎症，并在此基础上出现气道高反应性和气道重塑。ATP是急慢性炎症过程中一个重要的调节器和危险信号，ATP介导的慢性气道炎症在哮喘发病中的作用日益受到重视。已有研究表明，ATP是嘌呤碱受体P2X4Rs的配体，ATP-P2X4Rs通路参与神经炎症时的免疫调节反应，且P2X4Rs在肺组织及免疫细胞中有表达。那么，ATP介导的P2X4Rs信号通路是否参与哮喘发病过程，以及其调节气道炎症及气道重塑的病理生理学机制，是本研究的主要目的与创新点。本研究成果补充和完善了支气管哮喘发病机制，为开辟哮喘治疗新途径提供了理论依据。 本项课题应用卵蛋白致敏及气道激发制作过敏性哮喘模型，应用形态学检测方法及分子生物学检测方法，证实了ATP介导的P2X4Rs信号通路参与哮喘发病过程，且可能通过参与肺动脉平滑肌细胞增殖及表型转化进而调节哮喘气道重塑。应用瑞氏-吉姆萨染色、免疫荧光及ELISA方法检测BALF上清中相关炎症因子的表达；通过特异性拮抗剂阻断P2X4R后，检测哮喘小鼠肺组织转录因子T-bet/GATA-3的表达是否发生变化；应用Western blot检测肺组织磷酸化p38MAPK、磷酸化ERK及NF-κB结合活性的变化情况；揭示了ATP-P2X4R通过调控相应的细胞炎症因子及趋化因子参与哮喘气道重塑，深入阐明了ATP-P2X4R通过调控Th1/Th2平衡失调参与
材料科学与化学工程学院现有教职工170人，其中新世纪百千万人才工程国家级人选1人，教育部新世纪人才1人，全国优秀教师1人，龙江学者3人，省杰青4人，省思政名师1人，省级教学师德标兵4人，黑龙江省研究生优秀导师团队2个，博士生导师25人，硕士生导师106人。
数控螺旋锥齿轮是汽车、工程机械、矿山、冶金、海洋石油钻探、军工（如大型舰船等）等行业机械传动中的主要零件，其发展趋势要求高强度、高精度、低噪音。其加工设备是所有齿轮机床中最复杂的，关键技术长期为美国Gleason和德国Klingelnberg两家公司所垄断，产品价格昂贵。 哈量集团对H2000G数控螺旋锥齿轮磨齿机整机进行了优化设计，可实现七轴五联动控制。具有高刚性、高精度的特点，加工效率高。经检测，产品符合Q/BATY002-2011《数控螺旋锥齿轮磨齿机》标准的要求。用户利用该机床所加工的齿轮经Klingelnberg P300测量中心检测，精度达到DIN3965 5级。 H2000G数控螺旋锥齿轮磨齿机机床其性能指标为： 最大加工直径 2000mm 最大加工模数 40mm 最大加工齿面宽 350mm 工件主轴孔直径 400mm 加工精度 5级 该项成果形成了自主知识产权，起到了应用示范作用，打破了国外产品的垄断局面，提升我国高档数控螺旋锥齿轮
技术转让、合同、入股均可，具体资金双方协商，希望尽快落地实现产业化。