改进的YOLOv4算法在肺结核检测中的应用研究

针对CT影像中肺结核病灶复杂且尺度变化大造成检测精度低的问题,提出了一种改进特征融合方法的YOLOv4网络用于肺结核的检测。首先,采用尺度均衡的金字塔卷积来捕获不同尺度特征层之间的相互作用,并在此基础上以自适应空间特征融合的方式过滤掉不同尺度上的冲突信息,以进行特征的有效融合。其次,在低层特征上引入了坐标注意力以进一步提高小目标的检测精度。根据北京胸科医院提供的300例病患信息,搭建了一套规范的肺结核CT数据集,并在所构建的数据集上进行了实验。输入图片分辨率设定为512×512,与原始YOLOv4相比本文模型mAP提升了4.96%,且该指标优于现有主流肺结核检测算法,如Faster R＿CNN、SSD、RetinaNet等。结果表明改进的YOLOv4算法能够有效解决检测目标尺度变化和小目标检测问题,提高检测精度。     

基于视通路多感受野朝向性关联的轮廓检测方法

基于视通路中各层次的感受野特性以及层次间感受野的关联特性,提出一种图像轮廓检测新方法。根据神经元的放射状树突接收特性,构建检测空间差异性信息的视网膜神经元网络,对轮廓信息进行前级编码;建立LGN细胞的非经典感受野调节机制,结合感受野的层次变换特性,对前级编码结果进行全局调节;提出简单细胞的多感受野朝向性关联模型,模拟初级视皮层简单细胞的方向选择特性;融合多个方向上的轮廓响应,经过非极大值抑制和阈值处理,得到轮廓检测结果。以RuG图库40幅图片为实验对象,检测结果与基准轮廓图的平均P指标为0.43,结果显示该方法能够有效凸显主体轮廓,强化轮廓与纹理边缘的区分度。利用多感受野的层次关联特性,实现图像轮廓信息的编码与检测应用,为研究高级视皮层的图像理解和视觉认知提供新的思路。     

基于人工视网膜神经节细胞感受野的图像边缘检测

用光电池组装一个工感受野，在一维上模拟视网膜神经节细胞的零交叉滤波特性，进一步用该工工感受野构建一个图像边缘检测系统，并成功地用系统检测到图像边缘。一与般的基于视觉原理的图像系统相比，这种以人工感受野灵基础的系统，在图像输入的同时即可并行地提取图像边缘信息，而更接近于动物视觉系统原型，此结果将为人工视觉和图像技术的发展提供新的探索。     

早期开角型青光眼感受野异常的推算

本文根据人眼的调制传递函数(MTF)的观测资料,推算了人的正常眼的感受野和早期开角型青光眼的感受野;将早期开角型青光眼的感受野与正常眼的感受野进行比较,发现存在显著的异常。本文有临床及病理应用前景。     

感染性T细胞检测在耐多药肺结核中的应用

目的 探讨感染性T细胞在耐多药肺结核中的应用价值.方法 选取我院98例健康体检者、42例非耐多药肺结核病病例(广泛耐药除外)、32例耐多药肺结核病例做感染性T细胞检测,观察各组检测结果的差别.结果 感染性T细胞在健康人群与肺结核病人(包括非耐多药肺结核病病例与耐多药肺结核)的检测结果有显著差异,结核病患者以及耐多药肺结核患者结核感染T细胞斑点试验检测结果阳性率为93.2％,明显高于对照组28.6％(x2 =71.7,P＜0.05),具有统计学意义.感染性T细胞的检测结果在非耐多药肺结核病病例(广泛耐药除外)与耐多药肺结核中构成比的比较结果有统计学意义(x2=6.8,P＜0.05).结论 感染性T细胞在耐多药肺结核病的诊断及治疗中有一定的应用价值.     

31例耐多药肺结核患者产生原因分析

目的：了解如皋市31例耐多药肺结核患者首次接受抗结核治疗时对结核病的危害和防治知识的掌握程度及治疗、督导管理等情况。方法采用对患者问卷调查的方式进行统计分析。结果患者首次接受抗结核治疗时对结核病的危害和防治知识不了解有19例,占61.29%;自行停药的23例,占74.19%;首次治疗没有接受到正规督导管理的有23例,占74.19%。结论提高全民结核病防治知识的知晓率;强化肺结核患者尤其涂阳肺结核患者的治疗依从性;确保督导管理的质量,防止耐药的产生。     

支气管镜介入治疗耐多药肺结核64例分析

目的探讨支气管镜介入对耐多药肺结核的治疗价值。方法将支气管镜导管介入至相应的病灶所在段支气管，吸净病灶分泌物后，注入左氧氟沙星（0．4g）和丁胺卡那（0．2g）注射液，辅以母牛分枝杆菌菌苗提高全身免疫力治疗耐多药肺结核64例，与单纯全身化疗64例行对照研究。结果痰菌阴转率71．88％，病灶吸收率90．65％，空洞闭合率46．88％均显著高于单纯化疗组59．37％、75％、28．12％。结论经支气管镜局部灌注给药辅以母牛分枝杆菌菌苗治疗耐多药肺结核，可提高患者的细胞免疫功能，促进痰菌阴转及空洞闭合，疗效显著优于单纯全身化疗，且未见并发症和明显毒副反应。     

非典型肺结核行多层螺旋CT诊断价值评价

目的：分析评价多层螺旋CT对非典型肺结核的诊断价值;方法选取2010年~2013年我院诊治的非典型肺结核患者42例,进行分组诊断,对照组进行常规X线扫描,实验组进行多层螺旋CT诊断,分析评价两组诊断结果与临床病例资料的差异和两组诊断的准确率;结果实验组进行螺旋CT诊断的准确率为90.5%,对照组为61.9%,<0.05,差异有统计学意义;其中实验组肺内病变检查准确率为92.8%,隐蔽病变为85.7%,对照组肺内病变和隐蔽病变检查准确率分别为57.1%和71.4%,两组差异显著(<0.05);多层螺旋CT诊断影像表现为孤立性肺结节12例(57.1%),胸膜病变1和肺不张病例各1例(4.76%),淋巴结肿大患者7例(33.3%);结论多层螺旋CT对非典型肺结核的诊断准确率较高,并可根据影像学特征做出正确分型,保证临床诊断和治疗的及时、准确。     

基于视觉感光层功能的菌落图像多强度边缘检测研究

借鉴视觉神经系统在轮廓感知中的独特优势,提出一种基于视觉感光层功能的图像边缘检测新方法。构建以带漏感的积累发放（LIF）神经元电生理模型为基本单元的神经元网络;根据特定时间窗口内各个神经元的脉冲发放情况,对神经元的增强(ON)或抑制(OFF)类别进行判断;通过拮抗式感受野特性以及神经元激励的反馈增强模式,实现弱边缘的凸显;为克服视觉感光层所具有的适应性并凸显弱细节的对比度,对图像进行多方向、多距离尺度的移动,并融合感光层神经元网络脉冲发放率的差异信息,最后实现图像边缘的有效检测。以具有丰富边缘特性的20幅菌落图像为样本,以边缘置信度和重构相似度作为评价指标,对多强度边缘进行检测。结果表明,所提出方法可以有效完整地检测出图像多强度边缘,且其对弱边缘检测的重构相似度均值高于08,检测准确性有显著的提高(P<005)。所提出的利用生理视觉系统特性进行边缘检测,为包含多强度边缘信息的图像处理提供崭新的思路。     

CD4+CD25+FoxP3+调节T细胞抑制肺结核患者特异细胞免疫

  目的 了解结核患者外周血中CD4+CD25+FoxP3+调节T细胞在抑制结核患者结核特异细胞免疫反应中的作用。 方法 使用细胞分离、流式细胞分析、细胞增殖和细胞因子测定等方法,比较结核患者及健康正常人群外周血中CD4+CD25+FoxP3+调节T细胞的量及功能特征的差异。 结果 结核患者外周血中CD4+CD25+FoxP3+调节T细胞数占CD4+细胞总数的比例显著高于健康正常人群;在BCG及ESAT-6的刺激下,结核患者外周血单个核细胞增殖能力和产生γ-干扰素的能力比健康正常人群明显增强。在BCG刺激下,结核患者外周血CD4-细胞产生γ-干扰素(1289.62±519.01)及白介素-10(1045.40±534.12)的能力比结核患者外周血BPMCs细胞产生γ-干扰素(624.50±261.13)及白介素-10(377.00±249.56)的能力显著增强(均p<0.05);在BCG及ESAT-6的刺激下,结核患者外周血CD4+CD25+调节T细胞显著抑制结核患者外周血CD4+CD25-细胞产生γ-干扰素及白介素-10。 结论 结核患者CD4+CD25+FoxP3+调节T细胞数量增多,抑制结核患者结核特异细胞免疫反应功能增强,可能与结核的发生、发展及转归有密切关系。     

胸部物理治疗联合纤维支气管镜灌洗对肺结核的效果

目的:探讨胸部物理治疗（CPT）联合纤维支气管镜（FB）灌洗对肺结核（PTB）患者的应用效果。方法:125例PTB患者根据随机数字表法分为对照组62例和观察组63例,对照组行常规治疗,观察组在其基础上行CPT联合FB灌洗。比较两组治疗7 d后排痰效果和治疗24 h后日排痰量;治疗前和治疗24 h后呼吸频率（RR）、血氧饱和度（SpO2）、气道峰压（PIP）、平均动脉压（MAP）、血氧分压（PaO2）、二氧化碳分压（PaCO2）、氧合指数（OI）。结果:与对照组比较,观察组排痰总有效率、日排痰量显著升高,差异有统计学意义（P<0.05）;与治疗前比较,治疗后两组RR、PIP、MAP、PaCO2显著降低,SpO2、PaO2、OI显著升高,观察组变化幅度显著大于对照组（P<0.05）。结论:CPT联合FB灌洗对PTB患者有较好的应用效果,能够有效改善排痰效果和呼吸功能。     

应用目标检测网络自动检测ECG信号所含噪声

现阶段的心电（ECG）信号去噪网络多通过滤波器滤除噪声,但是通常噪声滤除不彻底,从而造成ECG信号失真。基于此,本研究将目标检测网络用于ECG信号中的噪声检测,首先从MIT-BIT心律不齐数据库中筛选无噪声ECG记录,加入两种来自于MIT-BIH噪声压力测试数据库中的真实噪声,生成4个不同信噪比的含噪信号并构成训练及测试数据集。然后针对ECG信号的特殊性,对YOLOv3网络结构进行修改,设计YOLO-ECG目标检测网络,使用迁移学习策略训练目标检测网络。实验结果表明,本研究提出的网络在ECG信号中噪声检测时的F1值达0.955 8,具有良好的检测效果。     

肺部超声对重症肺部感染患者肺通气的评估价值

目的:探讨肺部超声评价重症肺部感染患者通气情况的应用价值。方法:选取88例重症肺部感染患者,采用半定量方法对肺部超声征象进行评分,以CT检查结果为金标准,分析肺部超声评分与患者肺通气的关系;同时分析存活和死亡患者临床资料、肺部超声评分的差异,以及肺部超声评分预测患者死亡的价值。结果:88例患者全肺超声评分平均为（18.50±2.12）分,全肺CT值平均为（-620.50±88.13） HU,不通气/低通气肺组织比例平均为（10.41±3.35）%,正常通气肺组织比例平均为（71.54±6.69）%,过度通气肺组织比例平均为（17.65±4.11）%;患者肺部超声评分与全肺CT值、不通气/低通气肺组织比例呈正相关（r=0.775、0.648, P<0.05）,与正常通气肺组织比例、过度通气肺组织比例无明显相关性（r=-0.170、0.046, P>0.05）;死亡组患者年龄、糖尿病比例、APACHEⅡ评分、肺泡-动脉氧分压差、机械通气治疗和肺部超声评分分别为（59.28±8.12）岁、44.83%、（22.19±2.40）分、（344.40±82.29） mmHg、72.41%和（20.20±1.72）分,明显高于存活组（P<0.05）,而氧合指数为（104.42±21.18）,明显低于存活组（P<0.05）;Logistic回归分析结果显示:年龄、APACHEⅡ、肺部超声评分是重症肺部感染患者死亡的影响因素（OR=1.758、2.841、2.440, P<0.05）;肺部超声评分预测重症肺部感染患者死亡的ROC曲线下面积为0.901（95%CI:0.836~0.966）,截断值为20分,灵敏性和特异性分别为82.80%和84.70%。结论:肺部超声可以作为重症肺部感染患者肺通气的评估指标,同时其在预测患者预后方面有一定应用价值。     

Effectiveness of a home-based pulmonary rehabilitation programme in pulmonary function and health related quality of life for patients with pulmonary tuberculosis: a pilot study

Background

Patients with Pulmonary Tuberculosis (PTB) often develop impairment in pulmonary function due to anatomical changes secondary to the illness. Physiotherapy in the form of pulmonary rehabilitation has been advocated.

Objective

The aim of the study was to determine whether adherence to a six-week home-based pulmonary rehabilitation programme (PRP) improved the baseline measurements of lung function, exercise tolerance and health-related quality of life (HRQoL) in patients receiving out-patient treatment for PTB.

Method

A single blinded randomized control study design was used to assess the effects of a six-week home- based PRP in patients receiving treatment for PTB at a local clinic in Khayelitsha, Western Cape. We evaluated lung function by spirometry (MINATO AUTOSPIRO-model no. AZ-505), exercise tolerance using the 6-min-walk test (6MWT), the Borg exercise exertion scale and HRQoL using the EQ-5 D questionnaire in an intervention group (n=34) and a control group (n=33). The trend of the effects of the PRP on lung function was towards increases, but there was no statistical difference between the intervention and control groups at the end of the sixth week in the values of FVC (p=0.2; 95% CI −0.9 to 0.51) as well as FEV1 (p=0.1; 95% CI −0.07 to 0.51). Similar trend was observed for exercise tolerance, and there was no significant difference in HRQoL (p=0.789).

Conclusion

The outcome of the study provides motivation for further consideration and implementation of a pulmonary rehabilitation programme for patients with PTB.     

Elevated levels of serum macrophage migration inhibitory factor in patients with pulmonary tuberculosis

Macrophage migration inhibitory factor (MIF) was originally described as a T-cell-derived cytokine that inhibits the random migration of macrophages and promotes the delayed-type hypersensitivity reaction. MIF plays an important role in the regulation of the Th1/Th2 balance in inflammatory response. This study investigated serum levels of circulating MIF in patients with pulmonary tuberculosis. The levels of MIF in sera were measured by enzyme-linked immunosorbent assay in 34 patients with pulmonary tuberculosis (16 males and 18 females) and 30 healthy controls (15 males and 15 females). The mean levels of circulating MIF values were significantly higher in those with pulmonary tuberculosis (19.84 +/- 11.27 ng/ml; P < 0.0001) than in the healthy controls (4.38 +/- 1.34 ng/ml). Circulating MIF values significantly correlated with circulating interferon-gamma values (r = 0.537, P < 0.0001). Thus, MIF may play an important role in immune responses to human infection with Mycobacterium tuberculosis.     

基于3DV-Net的肺结节检测分割算法

目的：提出基于深度学习的肺结节识别与分割算法,以辅助医生进行肺部疾病检测。方法：针对LUNA16数据集数据量大以及肺结节种类大小多样性等特征,采用基于改进的深度神经网络3DV-Net实现多种肺结节的检测分割,然后使用ResNet对结节图像和非结节图像进行分类。对LUNA16数据集中的肺部CT图像进行图像去噪、插值采样等预处理,然后生成粗分割图像和Mask图像,再使用改进的3DV-Net模型对数据进行多次训练预测。网络层级越深,出现梯度消散、梯度爆炸等问题的概率越大,改进的3DV-Net使用残差连接来改善这一问题。结果：改进的3DV-Net的Dice相似系数和IoU分别达到88.29%和88.25%。结论：本文方法有助于肺结节的检测分割,在肺结节的辅助诊断方面有重要意义。     

In situ analysis of lung antigen-presenting cells during murine pulmonary infection with virulent Mycobacterium tuberculosis

Scarce information exists about the role of lung antigen-presenting cells (APCs) in vivo during pulmonary tuberculosis. As APCs activate cellular immunity, following intratracheal inoculation with virulent Mycobacterium tuberculosis, we assessed in situ lung APC recruitment, distribution, granuloma involvement, morphology and mycobacterial burden by using MHC-CII, CD14, scavenger receptor class A (SRA), the murine dendritic cell (DC)-restricted marker CD11c and Ziehl-Neelsen staining. CD11c(+) DC and CD14(+) cell recruitment into lungs appeared by day 14, continuing until day 60. MHC-CII(+) cells increased since day 7, persisting until day 60. Thus, virulent mycobacteria delays (14-21 days) lung APC recruitment compared to model antigens and nonvirulent bacilli (24-48 h). Regarding granuloma constitution, highly bacillary CD14(+) and SRA(+) cells were centrally located. MHC-CII(+) cells were more peripheral, with less mycobacteria. CD11c(+) cells were heterogeneously distributed within granulomas, with scarce bacilli. When labelling lung suspensions for MHC-CII and classifying cells as macrophages or DC, then staining for Ziehl-Neelsen, a remarkable segregation was found regarding bacillary burden. Most macrophage-like cells contained numerous bacilli, while DC had no or scarce mycobacteria. This implies differential APC contributions in situ during pulmonary tuberculosis regarding mycobacterial uptake, granuloma involvement and perhaps bacillary growth.     

Patterns of delays in diagnosis amongst patients with smear-positive pulmonary tuberculosis at a teaching hospital in Turkey

In total, 151 newly diagnosed patients with smear-positive pulmonary tuberculosis were studied. The mean time from the onset of symptoms to the first visit to a physician was 46.4 days; the mean referral delay was 28.9 days; the mean delay in diagnosis was 2.4 days; and the mean delay in treatment initiation was 0.8 days. There was a delay in consulting a physician by 49% of patients. A low index of suspicion for tuberculosis on the part of the physician and healthcare system and laboratory delays were the most common reasons for delays in diagnosis.