科创中国
一种基于掩码自编码器CNN-Transformer的心脏磁共振图像配准方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-07-05 17:14:35
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| 邓珂骁 | 2023-11-07 11:06:57
医学图像配准在医学图像处理中是一项重要的分析任务，尤其是对于可变形的非刚性器官的配准，能够为医生提供病变的多种互补信息。由于医学图像中组织结构的可变性，心脏图像的配准是一个比较复杂的问题，主要体现在：(1)非刚性复杂运动：在心动周期中，心脏会发生十分复杂的整体刚性运动和局部变形，使得心脏在一个心动周期的连续时间帧内获取的切片形态差异很大，很难精准的跟踪心脏的运动过程；(2)解剖标志稀缺：与其它软组织结构相比，刻画心脏运动所需的精确解剖标志要更少且难以标注，尤其是在心肌壁中缺乏可靠的可识别标志，使得对于配准来说存在一定困难。
随着深度学习技术的兴起，基于深度神经网络的深度学习方法已经成为了解决医学图像配准性能提升瓶颈的关键所在。但是，目前的主流框架如VoxelMorph，多采用卷积神经网络作为主干结构，而传统的卷积运算是通过具有卷积核大小的窗口滑动提取特征的，感受野局限于固定大小的区域，只在提取局部特征时具有很好的效果，对于获取全局信息存在一定局限性。Transformer的引入在解决深层局部特征信息丢失等问题上起到了很好的效果，目前也有很多的Transformer基线模型以及融合模型被提出来去缓解这些问题，但实际上，相比于信息密度很大的语言文本信息，图像数据形式本身是具有高度信息冗余的，这使得模型对这类数据的预测难度相对较大，有许多对于任务目标无关的一些信息可能也包含在模型学习的范围内，使得模型需要花费大量的参数计算。因此，亟需一种能够有效减少特征冗余、且在减少模型参数计算的同时提升配准的精度的网络模型。
冠状动脉及其分支绝大部分走行于心外膜的脂肪组织中，偶尔这些动脉的一部分被心肌纤维覆盖，在肌纤维内行走一段距离后又浅露于心脏表面，这部分像桥一样搭在冠状动脉表面的心肌束称为心肌桥，而为心肌纤维所覆盖的血管称壁冠状动脉。心肌桥一般被认为是良性先天性发育异常，所谓孤立性心肌桥是指冠状动脉造影中发现心肌桥而未合并冠状动脉粥样硬化及其他心脏疾病者。随着64排螺旋CT的引入，实现了对心脏血管的检查，不但能很好显示冠状动脉器质性病变，如冠状动脉粥样硬化，同时可清楚显示血管与心肌的位置关系，发现心肌桥，并能准确测量心肌桥（MB）覆盖的心肌纤维的厚度、累及血管的长度、以及壁冠状动脉的狭窄程度，在我院64排螺旋CT冠状动脉成像已经成为无创性诊断冠心病的同时检出心肌桥以及壁冠状动脉的重要手段,并总结了不同程度心肌桥与临床症状的相关性。前期研究初步表明孤立性心肌桥的临床表现无特异性，本研究同时表明心肌缺血样改变发生率与心肌桥的严重程度呈正相关，认为深部型易引起心肌缺血事件的发生,可以解释该部分患者临床症状及ECG改变，避免了该部分患者被长期误诊误治为冠心病。
学校创建于1952年7月，原名东北林学院，是在浙江大学农学院森林系和东北农学院森林系基础上建立的，由国家林业部直属管理。1985年8月更名为东北林业大学。2000年2月，由国家林业局划归教育部直属管理。2005年10月，经国家发改委、财政部和教育部批准，成为国家“211工程”重点建设高校。2010年11月，教育部和国家林业局签署合作共建协议。2011年6月，成为国家“优势学科创新平台”项目重点建设高校。2012年3月，教育部与黑龙江省人民政府签署合作共建协议。2017年9月，经国务院批准列为“双一流”建设高校。2022年2月，入选国家第二轮“双一流”建设高校。
课题为国家自然科学基金委员会于2012年获批项目：FGF21与奶牛能量代谢平衡状态的关系，批准号（31272625）。能量负平衡是奶牛酮病和脂肪肝发生的中心环节。肝脏和脂肪组织作为脂类代谢的主要器官，脂肪酸氧化状态和能量需要的适应性调节是控制奶牛围产期能量负平衡的关键代谢途径。成纤维细胞生长因子FGF21是最新发现的一种蛋白激素，对人和鼠肝脏中脂肪代谢，糖异生代谢和体内脂肪代谢具有重要和相当特异性的调节功能，能改善机体能量不足。本课题以FGF21在奶牛能量负平衡时具有同样的调节作用作为理论假设，运用分子生物学和生物化学技术，通过对未妊娠和未泌乳奶牛在体实验，从肝脏和脂肪组织FGF21及其受体表达以及血液FGF21和重要中间代谢产物水平入手，明确能量负平衡奶牛体内FGF21变化规律，阐明能量代谢特征性指标与体内FGF21之间的关系，揭示FGF21对奶牛能量代谢平衡的调控作用机制，为奶牛能量负平衡提供相应的防治策略奠定理论基础和实践依据。本课题紧紧抓住奶牛能量代谢障碍基础研究的国际热点和方向性问题，项目围绕新的能量代谢调节因子FGF21,系统设计，重点突破，揭示FGF21对奶牛能量代谢的调控机制，并就其开发成奶牛能量代谢障碍性疾病防治策略的可能性开展理论基础性研究，因为目前奶牛群发性代谢病造成重大经济损失的瓶颈性问题就是缺乏特异性，灵敏性，便于临床操作的早期防治方法。该技术属于基础性研
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。
下载app