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华东师大本科生为平面图像增加第三维度 可帮助年轻医生分辨病理

发布时间:2019-06-07 10:36 来源:未知 编辑:admin

  她叫王健生,是华东师范大学信息科学技术学院2015级通信工程专业本科的学生。最近,

  该研究通讯作者、项目指导教师李庆利教授谈到,这种基于显微高光谱成像的定量化的肝脏肿瘤成分分析方法,有望为病理医生进行相关疾病的早期诊断提供参考。

  “通俗地说,就是通过光谱成像给平面图像增加了第三维度——光谱信息,这可以使得病理结构更加容易被分辨。”王健生解释道。

  据了解,李庆利教授课题组与多家医院的病理科开展合作,病理科医生一般都是在显微镜下观察病理学结构,但是仅仅使用显微镜观察有些组织经过染色后并不容易分辨。有经验的医生对疾病诊断比较准确,但对于年轻医生,仅通过人眼观察诊断就比较困难。

  目前,王健生同学已获得推免资格,将师从李庆利教授继续在该方向展开更深入地研究。

  1997年出生的王健生是西北姑娘,选择离家乡很远的上海读大学,她希望能出来看看外面的世界。虽然入学时是家长帮助选择的专业,但她一下子就喜欢上了。“现在研究的方向是交叉学科,偏实际应用,做好了会很有价值。”王健生说。

  从大二开始,王健生上了李庆利教授的专业课,对研究方向有了清晰和明确的认识。不久,她就被推荐参加了肝脏病理显微高光谱图像的定量化识别分析相关课题研究,半年后便在第十届数字图像处理国际会议(2018 ICDIP)上发表了她的第一篇会议论文,并获得了该会议的Best Paper奖(每届8篇)。

  王健生获第十届数字图像处理国际会议Best Paper奖,大会主席褚君浩院士为她颁奖

  光谱成像技术起源于20世纪70年代的多光谱遥感技术,并随着对地遥感应用的需要而发展。高光谱成像技术在紫外、可见光到短波红外波段光谱分辨率高达纳米(nm)数量级,包含了丰富的空间、辐射和光谱信息,已经在地质、农业、植被、环境、城市、军事、水文、大气等领域获得了良好的应用。

  华东师范大学信息科学技术学院多模光谱成像研究团队已经研制了多种显微高光谱成像系统并将其应用于生物组织的智能识别分析,先后与多家医院合作,对视网膜、皮肤、肾脏、神经、血液涂片以及裸鼠皮窗肿瘤血管等开展研究并已取得了丰硕成果,肝脏病理学显微高光谱图像分析是其研究方向之一。

  在国内外关于肝脏肿瘤病理图像分析的研究中,多以普通光学显微镜图像为主,而且较少从肝脏肿瘤统计意义角度进行光谱成像研究。该论文利用显微高光谱成像技术,分别跟踪了8、12、16和20周实验大鼠的胆管瘤(常见肝脏肿瘤的一种)病变情况,并与正常大鼠的肝脏图像进行了对比分析。胆管瘤产生初期即8周前后在普通光学显微镜下较难观察到形态学变化,因此,即使是病理医生也难以给出准确的识别结果,本研究难点也在于此。

  研究团队利用显微高光谱图像优越的光谱特性,主要采用形态学分水岭算法和支持向量机算法对不同阶段的肝脏病理图像中的肿瘤比例分别做了大量的识别与统计。实验结果表明,该方法可以识别肝脏高光谱图像中的肿瘤区域,且精度达到了95%以上,同时也验证了8周早期病变识别的有效性。

  该项研究获得了国家自然科学基金和上海市科学技术委员会科技成果转化和产业化项目的支持。

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