纤维化间质性肺疾病的智能识别与诊断

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医药健康
新一代信息技术
成果单位: 首都师范大学
合作方式: 面议
所处阶段: 其他
关键词: 纤维化间质性肺疾病智能识别智能模型分类
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张荣国
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首都师范大学交叉科学研究院、北京国家数学中心研究员,研究方向为人工智能算法在医学影像领域的应用

所在机构:
首都师范大学

项目团队由中日友好医院呼吸与危重症科室的医生和首师大交叉科学研究院的研究员组成。目 前项目发表学术论文10篇,申请发明专利5项,相关技术在MICCAI国际竞赛中取得多项前三的成 绩。(1)项目负责人张荣国是首都师范大学交叉科学研究院、北京国家数学中心研究员,从事人工 智能算法在医学影像领域的应用研究

核心问题

纤维化间质性肺疾病(Fibrotic Interstitial Lung Disease, FILD)作为一类慢性且进行性的肺部疾病,其早期诊断与治疗对于改善患者预后至关重要。然而,该类疾病的诊断过程复杂,通常需要结合患者的临床表现、影像学特征以及病理学检查等多方面信息。传统的诊断方法不仅耗时较长,而且受医生经验影响较大,导致诊断准确率和效率均存在不足。特别是在疾病的早期阶段,由于症状不明显且影像学特征易与其他肺部疾病混淆,误诊和漏诊率较高,严重影响了患者的及时治疗和预后管理。因此,亟待开发一种能够准确、快速识别与诊断纤维化间质性肺疾病的智能化技术,以提高诊断效率和准确性,为患者争取宝贵的治疗时间。

解决方案

该项目依托国家重点研发计划课题,研发了一款面向纤维化间质性肺疾病的智能识别与诊断模型。该模型基于深度学习算法,通过大量纤维化间质性肺疾病患者的临床数据(包括高分辨率CT影像、临床病史、实验室检查等)进行训练和优化,实现了对疾病特征的自动提取和高效识别。 技术架构上,该模型采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对高分辨率CT影像进行特征提取,利用循环神经网络(Recurrent Neural Networks, RNN)或长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)处理患者的时序临床数据,最后通过全连接层将各类特征融合,输出疾病的识别与分类结果。 关键技术点包括:1)针对纤维化间质性肺疾病特点设计的定制化深度学习网络结构,能够有效捕捉疾病的细微影像学特征;2)多模态数据融合技术,将影像学特征与临床信息相结合,提高诊断的准确性;3)模型的可解释性设计,使得诊断结果更加透明,便于医生理解和接受。

竞争优势

该智能识别与诊断模型在纤维化间质性肺疾病的诊断中展现出显著的优势:

  • 高效准确: 通过深度学习算法自动提取和分析疾病特征,显著提高了诊断的准确性和效率,减少了人为因素导致的误诊和漏诊。
  • 多模态融合: 结合高分辨率CT影像和临床信息,实现了多维度、全方位的疾病评估,提高了诊断的全面性和准确性。
  • 可解释性强: 模型设计注重可解释性,能够输出诊断结果的依据,增强了医生对诊断结果的信任度,便于临床决策。
  • 应用前景广阔: 该模型可广泛应用于各级医疗机构的呼吸科、放射科等,为纤维化间质性肺疾病的早期诊断和治疗提供有力支持,具有显著的社会经济效益和临床应用价值。 综上所述,该智能识别与诊断模型为纤维化间质性肺疾病的诊断带来了革命性的突破,有望成为未来临床实践中不可或缺的重要工具。

成果公开日期

20250617

摘要

该项目以国家重点研发计划课题为依托,以纤维化间质性肺疾病的早期识别与治疗为导向,针 对纤维化间质性肺疾病领域亟待解决的关键科学问题,研发面向纤维化间质性肺疾病的识别、分类 的智能模型。

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