《深圳先进院基于深度学习的CT投影数据重建获进展》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2018-07-30
  •         近日,中国科学院深圳先进技术研究院微创中心研究员谢耀钦及其团队在基于深度学习的稀疏CT投影数据重建方面取得新进展,相关成果A Sparse-View CT Reconstruction Method Based on Combination of DenseNet and Deconvolution 被国际医学影像期刊IEEE Transaction On Medical Imaging 接收(DIO:10.1109/TMI.2018.2823338)。该论文提出了一种基于深度学习的新型的稀疏CT重建模型DD-Net,对于快速低剂量CT成像的应用研究具有重要意义。论文的第一作者是博士研究生张志诚,通讯作者是谢耀钦。

      通常,在某一先验假设的前提下,研究者利用优化理论,通过不停地迭代来获得理想的图像质量。该研究充分利用DenseNet的稠密链接和特征复用的特点,结合反卷积网络,成功设计出一种新型端对端的网络模型DD-Net,该模型能够使网络参数量降低到同等宽度和深度的网络的1/3,大大提高了网络的表达能力。

      谢耀钦团队致力于人工智能在医学影像引导,尤其是放射治疗中的应用研究。目前已经将深度学习中的DD-Net、卷积神经网络等应用于医学影像的重建、分割、配准和质量评估等方面,并与美国弗吉尼亚理工、斯坦福大学、加州大学圣地亚哥分校、韦恩州立大学等开展合作。

      该项研究获得国家重点研发计划数字诊疗专项的资助。

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    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-07-20
    •        近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑海荣团队在超声神经调控领域获得新进展,脑神经调控和视网膜神经调控等工作成果在IEEE Transactions系列刊物上发表。   团队在领域内率先开展了对自由活动小鼠的超声神经调控研究。相关工作Noninvasive Ultrasonic Neuromodulation in Freely Moving Mice(《自由移动小鼠的无创超声神经调控研究》)发表于生物医学工程专业期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering(IEEE生物医学工程会刊,DOI:10.1109/TBME.2018.2821201)。   团队针对超声神经调控技术在清醒啮齿类实验动物上的应用需求,研制了体积小、重量轻的头戴式超声刺激装置。该装置不仅能满足清醒小动物对头戴装置体积、重量的苛刻要求,而且能附加安装电生理采集电极、给药导管和光纤等附件,实现超声神经调控与电生理、给药、光刺激和钙成像等多模态神经调控、评估手段的充分融合,促进超声神经调控技术在癫痫、抑郁症、帕金森病、药物成瘾以及睡眠功能障碍等疾病研究领域的应用。该研究研制了不同规格的头戴式超声刺激器,并首次成功实现对自由活动小鼠转头行为的超声调控。该研究成果为拓展超声神经调控技术在探索超声作用机制和干预脑疾病等研究领域的应用提供新工具(图1)。   同时,团队在视网膜超声刺激研究方面也取得新进展。相关工作Temporal Neuromodulation of Retinal Ganglion Cells by Low-frequency Focused Ultrasound Stimulation(《低频聚焦超声刺激视网膜神经节细胞的时间神经调控研究》)发表在IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering (IEEE神经系统与康复工程会刊,DOI: 10.1109/TNSRE.2018.2821194)杂志上。   视网膜退行性疾病包括视网膜色素变性和老年性黄斑病变,主要表现为光感受器的凋亡进而导致视觉信号输入受阻。近年来,植入式视觉假体在治疗神经性失明方面取得了重大进展。然而,植入式医疗器械具有很高的侵入性,存在许多安全性、有效性和成本问题。超声作为一种新型神经调控手段,具有无创调控的优点,在视网膜假体研究领域获得了高度关注。   深圳先进院超声团队首次采用频率为2.25 MHz的低频聚焦超声开展了刺激大鼠离体视网膜的研究。研究发现低频聚焦超声可有效地诱发视网膜神经节细胞产生不同类型的反应,并比较了不同超声强度下视网膜神经节细胞的时间响应特性,该研究结果将推动无创超声视网膜假体的实现(图2)。   上述研究工作得到了国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目、广东省创新团队以及深圳市孔雀团队等项目支持。
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    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-03-30
    • 3月15日,国际体系结构领域的CCFA类会议ISCA2019(International Symposium on Computer Architecture)结果揭晓,中国科学院深圳先进技术研究院数字所异构智能计算中心客座博士生王玉钊(华中科技大学)和硕士生李乐乐在研究员喻之斌指导下合作的论文(TPShare: A Time-Space Sharing Scheduling Abstraction for Shared Cloud via Vertical Labels)被录用为长文(双栏15页)。这项研究得到美国南加州大学教授钱学海团队的帮助。   该工作针对共享云环境下系统软件栈多层次调度器之间不协调的问题,提出了基于纵向标签的协同调度机制——时空共享调度抽象TPShare。由于当前云计算系统软件栈调度层次多,包含了单节点操作系统调度器、云操作系统调度器以及应用框架中的任务调度器(如Spark),而各层次间的调度状态无感知、不协调问题,不仅导致了集群资源浪费现象,而且严重影响了应用程序的性能。TPShare通过基于双向标签的通信协议设计,实现相邻调度层之间调度状态/资源需求等关键信息的流动和有效利用。基于云计算操作系统Mesos和数据分析应用框架Spark、流处理框架Flink,该论文开发出了一个TPShare抽象的实现原型。实验表明,在各类应用混部的环境下,TPShare不仅能提高云调度器的吞吐率2x以上,而且有效降低了延迟敏感应用的尾部延迟,平均达45%。   ISCA会议创办于1973年,是由ACM SIGARCH(计算机系统结构特殊兴趣组)和IEEE TCCA(计算机架构技术委员会)联合举办的体系结构领域的顶级会议,致力于展示和讨论计算机体系结构中的新思想和最新研究成果,与ASPLOS, HPCA, MICRO并称体系结构领域的“四大顶会”。参会对象包括微体系结构、云计算、计算机系统等领域的研究人员或学生。2019年的ISCA会议将于6月22至29日在美国凤凰城召开。