东南大学张健获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利肺功能、呼吸肌功能测定方法、系统及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119723236B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411688241.X,技术领域涉及:G06V10/774;该发明授权肺功能、呼吸肌功能测定方法、系统及设备是由张健;王彬;卢春强;彭新桂;郑婧设计研发完成,并于2024-11-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本肺功能、呼吸肌功能测定方法、系统及设备在说明书摘要公布了:本发明公开了肺功能、呼吸肌功能测定方法、系统及设备,涉及医疗检测技术领域。本发明包括:MR图像数据收集,MR图像数据预处理,将MR后处理图像数据构成图像数据集;将图像数据集按照5:2:1划分为训练集、验证集和测试集;构建UNet分割模型并采用图像数据集进行训练。本发明创新性采用深度学习的方法对胸部MRI动态图像进行后处理,得到能全面评估血液透析患者膈肌结构和功能的量化指标,进而定量描述该人群膈肌功能状况,弥补了肺功能仪对于呼吸肌病变较轻、肺功能处于可代偿阶段的患者不能早期识别的缺点,弥补了肺功能仪检查不能提示呼吸肌病变发生的部位的缺点,弥补了肺功能较差的患者因不能配合完成肺功能仪检查从而无法监测肺功能的缺点。
本发明授权肺功能、呼吸肌功能测定方法、系统及设备在权利要求书中公布了:1.肺功能、呼吸肌功能测定方法,其特征在于,具体包括以下步骤: 接收MR图像数据,对MR图像数据进行预处理,筛选得到图像质量高的MR图像数据构成图像数据集; 将图像数据集按照5:2:1划分为训练集、验证集和测试集; 构建UNet分割模型并采用图像数据集进行训练,所述UNet分割模型以UNet网络为基础,在每个卷积层后引入了ADN模块,同时网络引入多个残差模块; 采用训练后的UNet分割模型对原始MR图像进行处理,得到nifti格式的肺部Label文件; 根据Label文件内的坐标信息,计算得到最大膈肌长度,最小膈肌长度、最大C-Cdiameter1、最小C-Cdiameter1、最大C-Cdiameter2、最小C-Cdiameter2、最大A-Pdiamter、最小A-Pdiamter、膈肌运动面积和胸廓运动面积及肺部体积,具体如下: 1利用Python的nibabel包读取生成的nifti格式的肺部Label文件,找到Label中Y坐标最大点坐标,即为肺顶点,按X坐标逐个从前往后记录Label中Y坐标最底值点,记录膈顶肺底曲线的每一个点的坐标数组,寻找膈顶肺底曲线坐标数组中Y值最大的点即为膈顶肺底最高点,按膈顶肺底最高点水平方向寻找相同Y值的最小值X坐标和最大值X坐标,此两点连线即为膈顶肺底最高点水平切线APLine1,两点X坐标的差值乘以体素水平长度即为A-Pdiameter; 2寻找膈顶肺底曲线坐标数组中X值最小点和最大点,两点水平距离连线即为A-PLine2,两点X坐标差值乘以体素水平长度即为A-Pdiameter2; 3作肺顶点到膈顶肺底最高点水平切线的垂线C-Cline,肺顶点到该切线的Y坐标的差值乘以体素垂直长度即为C-Cdiameter1; 4计算图像数据集内每一张肺Label的C-Cdiameter1,记录入C-Cdiameter数组,观察C-Cdiameter随时间波动,查找数组最大值和最小值,分别为最大深吸气相和最大深呼气相,然后计算最大腹式深吸气相Label中坐标位于最大腹式深呼气相Label膈顶肺底曲线下方的所有体素数目,将所得体素数目乘以体素面积即为肺底-膈肌运动面积; 5利用多项式拟合方法拟合最大腹式深吸气相Label和最小腹式深吸气相Label的膈顶肺底曲线,利用积分法计算最大吸气相和最大呼气相的膈顶肺底曲线长度,即为最大肺底膈肌长度和最小肺底膈肌长度: 6计算图像数据集内每一张肺Label的A-Pdiameter,记录入A-Pdiameter数组,观察A-Pdiameter随时间波动,查找数组最大值和最小值,分别为最大胸式深吸气相和最大胸式深呼气相,按每行体素X坐标最小值点记录肺前边界曲线坐标,得到坐标数组,计算最大胸式深吸气相Label中坐标位于最大胸式深呼气相Label膈顶肺底曲线上方及肺前边界曲线前方的所有体素数目,所得体素数目乘以体素面积即为胸廓运动面积; 7利用分割出的全肺横断面的Label文件,计算值不为0的总体素数目,在乘以单个体素的体积即得出全肺体积; 所述ADN模块包括实例标准化函数、Dropout函数和PReLU激活函数。
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