软件
颈部肌张力障碍视频自动评分系统
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颈部肌张力障碍(也称痉挛性斜颈)是一种运动障碍,会导致异常不自主的颈部肌肉收缩和头部姿势,为患者带来极大的痛苦。临床中常使用西多伦多痉挛性斜颈评分量表(TWSTRS)来评估颈部肌张力障碍,然而,有经验的医生数量很少,并且视觉观察评估方法存在主观性。为此,我们开发了颈部肌张力障碍视频自动评分系统,目的是通过TWSTRS实现颈部肌张力障碍视频的智能评估。仅利用消费级摄像头拍摄的视频,该系统就能自动地跟踪视频中患者的面部和身体、计算和分析相关角度参数、并得出TWSTRS中的斜颈严重程度评分,包括五个项目:1)最大偏移(包含旋转、侧屈、颈前屈、颈后倾、侧向偏移、矢状移位这六个子项目)、2)持续时间因素、3)肩的抬举、4)运动范围、5)时间。这种低成本的系统为颈部肌张力障碍的诊断和评估、甚至远程医疗提供了一种有价值的临床工具。目前,我们正在与上海交通大学医学院附属瑞金医院神经内科合作,开展进一步的临床测试。

胰腺和胰腺癌自动分割系统
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胰腺及其病灶的精确分割是各种相关临床研究和辅助诊疗的重要先决条件。但由于剧烈的形状变化、极小的体积和模糊的边界,胰腺及其病灶被认为是最难分割的腹部组织之一。而且,手工标注不仅费时费力,还对标注者的临床经验提出了高要求,这给本来就紧张的医疗资源带来了更大的压力。为此,我们开发了一款基于胰腺和胰腺癌自动分割工具。该软件具有优秀的泛化能力,可以在多种模态(如CT和MRIs)、多种像期(如静脉期CT和平扫期CT)和多中心的数据上实现对胰腺和胰腺癌的全自动分割。同时我们还引入了交互功能,用户可以对不完美的分割区域进行手动修改。总之,该软件有望为胰腺癌的临床诊断与治疗(如早期筛查、手术规划、手术机器人以及放化疗等)提供高效和稳定的精确分割支持。

智能引物设计系统
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环状介导的等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)是一种在等温条件下进行的DNA扩增技术,具有高特异性、高效率和高速度等特性。在这项工作中,我们开发了一个灵活的LAMP引物设计工具,它可以满足高通量信息学环境下的人为设置的各种设计要求。考虑到Golang的特点,如高运行效率、原生高并发和强大的容错机制,这个程序完全用Golang实现,从而实现了基于多线程的高通量分析,大大提高了自动设计的效率。此外,Golang可以部署在当前的各个主要的操作系统上(Windows、Linux、Mac),从而解决了跨平台编译的难题。

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代码
A Spatial-Transformation-Based Causality-Enhanced Model for Glioblastoma Progression Diagnosis
IEEE Transactions on Artificial Intelligence

Qiang Li, Xinyue Li, Hong Jiang, Xiaohua Qian

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Causality-driven candidate identification for reliable DNA methylation biomarker discovery
Nature Communications

Xinlu Tang, Rui Guo, Zhanfeng Mo, Wenli Fu, Xiaohua Qian

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A Causality-Informed Graph Convolutional Network for Video Assessment of Parkinsonian Leg Agility
IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology

Rui Guo, Linbin Wang, Chencheng Zhang, Lian Gu, Dianyou Li, Xiaohua Qian

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A Generalizable Causal-Invariance-Driven Segmentation Model for Peripancreatic Vessels
IEEE Transactions on Medical Imaging

Wenli Fu, Huijun Hu, Xinyue Li, Rui Guo, Tao Chen, Xiaohua Qian

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A Causality-Aware Graph Convolutional Network Framework for Rigidity Assessment in Parkinsonians
IEEE Transactions on Medical Imaging

Xinlu Tang, Chencheng Zhang, Rui Guo, Xinling Yang, Xiaohua Qian

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Group-shrinkage Feature Selection with a Spatial Network for Mining DNA Methylation Data
Computers in Biology and Medicine

Xinlu Tang, Zhanfeng Mo, Cheng Chang, Xiaohua Qian

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Utilizing GCN and Meta-Learning Strategy in Unsupervised Domain Adaptation for Pancreatic Cancer Segmentation
IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

Jun Li, Chaolu Feng, Xiaozhu Lin, Xiaohua Qian

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Model-driven deep learning method for pancreatic cancer segmentation based on spiral-transformation
IEEE Transactions on Medical Imaging

Xiahan Chen, Zihao Chen, Jun Li, Yu-Dong Zhang, Xiaozhu Lin, Xiaohua Qian

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Auto-Metric Graph Neural Network Based on a Meta-learning Strategy for the Diagnosis of Alzheimer's disease
IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

Xiaofan Song, Mingyi Mao, Xiaohua Qian

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