深圳先進院等在低劑量光聲成像研究中取得進展

2020-12-24 騰訊網

近日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫學與健康工程研究所生物醫學光學與分子影像中心研究員劉成波團隊、醫學人工智慧研究中心研究員梁棟團隊，與武漢協和醫院放射科教授鄭傳勝團隊合作，提出基於卷積神經網絡的低劑量光聲成像方法，該方法有望推動光聲成像技術進一步臨床轉化。

光聲成像能夠無創穫取生物體和人體高分辨形態和功能信息，是有可能取得重要進展的新一代醫學成像技術。受雷射安全局限，生物組織允許承受的雷射能量有限，特別是在高速成像，雷射能量安全性是目前制約這一技術發展的瓶頸。雷射劑量、成像速度、圖像質量在光聲成像中相互制約，阻礙了該技術在臨床和基礎研究的應用，迄今為止，仍缺少較好的解決方法。

研究團隊提出一種多任務殘差密集網絡（multi-task residual dense network, MT-RDN）的卷積神經網絡方法，較好解決了這一問題。利用多監督學習策略，挖掘光聲光譜域互補信息，基於雙通道網絡和自適應權重分布，團隊實現了低劑量雷射照射下高質量成像，獲得了比雷射安全閾值低32倍的超低劑量光聲圖像。為滿足神經網絡需要的多波長、多劑量數據同時獲取，團隊在光聲成像技術方面開展創新，實現了四雷射脈衝連續成像。該研究有望進一步推動光聲成像技術臨床應用，特別是在低雷射劑量、高速成像場景。

相關研究成果以Deep learning enables superior photoacoustic imaging at ultra-low laser dosages為題，發表在Advanced Science上。武漢協和醫院趙煌旋博士（深圳先進院客座學生）趙煌旋、深圳先進院博士生柯子文為論文的第一作者，劉成波、梁棟和鄭傳勝為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金重大研究計劃、國家自然科學基金面上項目、中科院科研儀器設備研製項目（關鍵技術團隊項目）、中科院科研儀器設備研製項目（青年人才類）、中科院青年創新促進會等的支持。

上方為光聲成像系統示意圖，下方由左到右依次為雙波長輸入圖像、多任務殘差密集網絡框架、和卷積神經網絡輸出圖像

來源：深圳先進技術研究院

相關焦點

  • 實現快速成像,深圳先進院成果應用在國產高端磁共振成像設備
    讀創/深圳商報記者 袁斯茹「深圳先進院研究團隊通過大數據來學習最優的參數和實現快速在線重建，提出的智能快速成像技術，在獨立數據集的第三方測試中誤差最小，參數量最小，該技術將推動新一代從醫學圖像數據採集到輔助診斷的智能醫學影像全鏈條解決方案的推進和應用
  • 深圳先進院2020年度牽頭獲批7項國家科技部重點研發計劃項目
    中國科學院深圳先進技術研究院今年牽頭獲批7個國家科技部重點研發計劃項目，分別在「合成生物學」「主動健康和老齡化科技應對」以及「發育編程及其代謝調節」三個重點專項中，獲批總經費8683萬元，獲批項目數量和經費總額創歷史新高，位居全國科研院所第一。
  • 深圳先進院在魚鱗膠原蛋白應用領域取得進展
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫用材料與界面研究中心王懷雨課題組博士王喆首次將魚鱗膠原蛋白應用到深海魚保鮮，在保證深海魚品質的前提下，大幅提高其保鮮周期。該研究成果不僅有效地提高了深海魚保鮮周期，還為膠原蛋白的應用提供了新的領域。
  • 深圳中學攜手南京大學共建先進光聲功能材料實驗室
    過幾天南京大學要舉行一場十分特殊的畢業典禮，在典禮上將代表全體本科畢業生發言的是來自我們生命科學學院的林可歡同學，她就是深圳中學2016屆畢業生，即將到哈佛大學攻讀公共衛生的學位——從這一點就能看得出來，深中的學生在南京大學真的是嶄露頭角，取得了令人讚嘆的成績。
  • 專利轉化率百分之二十四 中科院深圳先進院曬出亮眼「成績單」
    本文轉自【經濟日報】；近日，中國科學院深圳先進技術研究院公布了其在智慧財產權與成果轉化工作方面的最新進展。2019年，深圳先進院專利申請總數達到1516件，智慧財產權投資實現股權轉讓收益4.66億元，專利合作條約（PCT）申請數366件。
  • 澳大利亞技術科學與工程院院士馮大淦來訪深圳先進院
    Feng)教授來訪中國科學院深圳先進技術研究院。　　院長助理、醫工所所長鄭海榮研究員與生物醫學成像研究中心副主任梁棟博士介紹了院所建設背景、建所理念、科研平臺、團隊建設以及科研項目進展情況，並陪同參觀多個實驗室。
  • 多光譜光聲層析成像術可用於檢測膠原
    多光譜光聲層析成像術可用於檢測膠原 作者：小柯機器人 發布時間：2019/12/4 16:29:21 德國埃爾朗根-紐倫堡大學Ferdinand Knieling課題組在研究中取得進展。
  • 新加坡南洋理工大學浦侃裔團隊取得系列進展
    「高分子科學前沿」編輯部注意到新加坡南洋理工大學的浦侃裔副教授團隊近日成果豐富，進入3月以來，先後發表《德國應化》3篇，《JACS》1篇和《AM》1篇，在腫瘤治療、成像等領域取得系列進展2）研究證實這種由顆粒酶B誘導的報導分子的體內信號與腫瘤組織中檢測到的細胞毒性T淋巴細胞（CD8+）和T輔助細胞（CD4+）的細胞群具有很好的相關性。憑藉其理想的腎臟清除效率（注射後24 h，注射劑量降為60％），可通過檢測分泌的報導分子的狀態將該分子用於免疫激活的光學尿液分析。
  • 上海高研院等在同步輻射單細胞紅外顯微成像研究中獲進展
    單細胞技術因有望揭示「細胞功能異質性機制」這一生命科學的本質問題，從而解析各種慢性疾病（如癌症、糖尿病和神經退行性疾病）和衰老的分子基礎，是當前生物醫學的研究熱點和重點方向。單細胞技術在測序方面取得了進展；由於該技術具有無須標記、非侵入性、可同時展示胞內代謝物（組）特徵等優點，逐漸得到學界關注。
  • 深圳先進院解析了首個完整腦神經突觸三維...
    人類大腦只有10%左右被利用了，其他90%左右未利用，探索人類大腦的工作機制，揭秘這未被利用的部分，正是人類科學研究最偉大的挑戰之一。 大腦的內部究竟是何模樣？千億個腦神經元是如何工作的？近日，深圳先進院的科學家在破譯大腦運轉密碼上又邁出了重要一步。
  • 中科院深圳先進技術研究院高端醫學影像團隊成果掠影
    同時在這臺醫療健康「國之重器」中也實現了源自中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱深圳先進院）的近百項專利技術。11年前的9月，29歲的鄭海榮回國加入深圳先進院，從零開始組建高端醫學影像團隊和平臺，凝聚起劉新、梁棟、楊永峰、李燁、鄒超、朱燕傑、邱維寶、馬騰、葛永帥等一批團隊骨幹，用專注創新的激情和服務產業的熱情，推動一個又一個創新技術在全國各地成功轉化應用。
  • 我校有機無機雜化鈣鈦礦分解及抑制取得進展
    近日，我校材料學院趙晉津教授團隊在有機無機雜化鈣鈦礦的分解和抑制方面獲得新進展。《先進材料》影響因子25.809 (Advanced Materials, 2020, doi: 10.1002/adma.202001107)和「Transmission electron microscopy of organic-inorganic hybrid perovskites: myths and truths,」為題發表在中國科學頂刊
  • 美國加州大學戴維斯分校祁錦毅博士到深圳先進院交流
    4月11日，美國加州大學戴維斯分校祁錦毅博士到中國科學院深圳先進技術研究院醫工所進行學術交流，作了題為PET image reconstruction in the kernel space的學術講座，講座由醫工所鄭海榮研究員主持。
  • 深圳先進院神經電極高性能納米修飾材料研究獲進展
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所微納中心研究員吳天準及其研究團隊成功研發出一種高性能、可控制備的三維氧化銥/鉑納米複合材料，用於修飾神經微電極，取得了創紀錄的電學性能。
  • 深圳先進院健康大數據研究中心成立大會召開
    深圳先進院健康大數據研究中心成立大會召開 2014-12-01 深圳先進技術研究院 【字體： 　　11月29日，中國科學院深圳先進技術研究院健康大數據研究中心成立大會暨國際健康大數據研討會在先進院召開
  • 寶安區婦幼保健院到訪深圳先進院
    寶安區婦幼保健院到訪深圳先進院 2015-06-18 深圳先進技術研究院 【字體：深圳先進院醫藥所生殖健康研究室主任張鍵首先對實驗室的研究內容、課題項目和雙方合作模式作了詳細報告。
  • 諾貝爾獎獲得者與深圳的科研情緣
    厄溫·內爾表示，深圳內爾神經可塑性實驗室將以神經可塑性、藥物靶點及神經發育疾病等為主要研究方向，期望「未來誕生世界級的原創性科研成果」。 　　近幾年，格拉布斯、中村修二、科比爾卡、瓦謝爾、蓋姆、內爾……一個又一個諾貝爾獎獲得者將實驗室落戶深圳，在這裡進行前沿研究和轉化。
  • 美國德州農工大學Le Xie博士到深圳先進院交流
    6月21日，美國德州農工大學（Texas A&M University）Le Xie博士應中科院深圳先進技術研究院數字所嵌入式軟體系統研究中心主任谷德權研究員的邀請在先進院進行學術交流，並作了題為A Framework for Distributed Decision Making in Wide-area Electric Energy Systems
  • 深圳先進院與韓國首爾大學大數據研究院成立聯合研究中心
    深圳先進院與韓國首爾大學大數據研究院成立聯合研究中心 2017-04-13 深圳先進技術研究院 4月6日上午，聯合研究中心在深圳先進院舉行成立籤約儀式和揭牌儀式。　　聯合研究中心將凝聚雙方的學科優勢，以自動駕駛加速計算為基礎，以滿足智能駕駛、無人車、無人機等應用領域發展需要為基本目標，突出高性能海量數據處理、高速迭代研發等科學問題研究。
  • 精密測量院在沸石分子篩Lewis酸性位研究中取得進展
    精密測量院在沸石分子篩Lewis酸性位研究中取得進展 2019-11-08 測量與地球物理研究所 　　近日，中國科學院精密測量科學與技術創新研究院鄧風團隊在沸石分子篩催化劑Lewis酸性位的研究中取得新進展