基于光谱与图像联合特征分析的色诊关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873235
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3106.中医诊断学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Color inspection is one of important parts of traditional Chinese medicine diagnosis by inspection. At present, the color classification of diagnosis is mainly based on digital image and spectroscopic techniques. The convenience of digital image acquisition, visualization is strong, but the multi-dimensional feature vector makes relatively low classification performance than reflectance spectral characteristics in traditional Chinese medicine clinic color inspection. Therefore, based on the color digital image acquisition and diagnostic classification technique, establishing the inversion method from digital image to the reflectance spectral and joint features classification method of digital image and spectral reflectance become a key technology to improve the classification performance of traditional Chinese medicine color diagnosis. In this study, face and tongue color as a starting point, based on the “expert judgment, digital image color class-feature and reflectance spectra feature", it makes face and tongue color training set. Face and tongue digital image color features of are corrected by standard light environment. Transforming visible spectral reflectance features from the digital image features, and the establishment of color inspection classification method based on the visible spectral reflectance characteristics machine learning, it is forming joint features based on digital image and visible reflectance spectra of color classification. Research on joint features of digital image and spectral reflectance characteristics takes advantages of digital image information acquiring convenience and hyper spectral reflectance classification outstanding performance, in order to provide new ideas and methods for the objective study of TCM color inspection。
色诊技术是中医望诊现代化研究的重要内容。以往研究主要基于图像技术展开,操作便捷、可视化强,但存在条件依赖性及色阈范围局限性的不足,光谱技术可以为图像技术提供有效补偿,满足中医色诊高精度、高灵敏度需求。本研究以面色为切入点,筛选面色的Lab、HIS等色空间范围,基于光谱重建技术,通过标准光源校正的面色图像特征分析可见光谱反射率特征,研究肤色图像特征与光谱反射特征对应关系。采集临床典型面色的图像及光谱信息,建立“数字图像-反射光谱”特征联合约束关系,采用主成分分析(PCA)及人工神经网络(ANN)等机器学习方法,针对色诊光泽分类、面色五色分类,建立数字图像和可见反射光谱联合特征的色诊分类模型,提高中医色诊图像分类精度。应用已有TFDA-2型面色诊仪,校验图像与光谱联合特征的分类模型,实现基于联合特征的色诊图像技术补偿方案。本研究为色诊标准化提供关键技术支持,突破中医望诊应用瓶颈。

结项摘要

本研究使用TFDA-1面诊仪及海洋光学Flame光谱仪建立色诊“图像-光谱”特征联合采集关键共性前置基础,联合采集健康体检人群、疾病患者的庭、阙、明堂、颏等色部信息,分析健康常色、疾病赤面色、疾病黄面色、疾病白面色、疾病青黑面色的数字图像色度特征与对应的380-780nm范围内光谱反射率特征及光谱色度特征,在CIE Lab色度空间中建立图像色度特征参照系、光谱色度特征参照系,明确典型常色、病色光谱反射率对应的特征波长范围,联合图像、光谱特征优势,能更全面表征色诊信息;本研究采用多重线性回归、多项式回归、最小距离查找表、中心化查找表等明确明堂色部的图像色度、光谱色度对应关系,建立“图像-光谱”色度映射模型和“图像-光谱”色度查找表,分别将图像色度与光谱色度的色差减小至2.64±1.36、2.79±1.46、3.48±2.07、3.26±1.83,映射模型可补偿图像特征精度,促进色诊标准化;本研究采用主成分分析提取多维度图像特征、光谱特征的联合特征,根据典型面色光谱特征特点优化分类方案,采用人工神经网络建立“图像-光谱”联合特征色诊分类模型,将常色、病色分类准确率提高至86.64%,将疾病白面色、疾病青黑面色、疾病黄赤面色分类准确率提高至80.76%,将疾病黄面色、疾病赤面色分类准确率提高至88.38%,提升色诊分类准确率。本研究为色诊标准化提供关键技术支持,突破色诊精确表征关键技术瓶颈,提供图像、光谱特征联合表征中医典型面色的客观参考和科学依据。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
慢性腰痛针灸治疗前后舌脉诊客观化指标分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华中医药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李加才;许家佗;屠立平;崔龙涛;石玉琳;李军;仇秀宇
  • 通讯作者:
    仇秀宇
A tongue features fusion approach to predicting prediabetes and diabetes with machine learning
舌头采用融合方法通过机器学习预测糖尿病前期和糖尿病
  • DOI:
    10.1016/j.jbi.2021.103693
  • 发表时间:
    2021-02-16
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOMEDICAL INFORMATICS
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Li, Jun;Yuan, Pei;Xu, Jiatuo
  • 通讯作者:
    Xu, Jiatuo
Clinical data mining on network of symptom and index and correlation of tongue-pulse data in fatigue population.
疲劳人群症状指标网络及舌脉数据相关性的临床数据挖掘
  • DOI:
    10.1186/s12911-021-01410-3
  • 发表时间:
    2021-02-24
  • 期刊:
    BMC medical informatics and decision making
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Shi Y;Hu X;Cui J;Cui L;Huang J;Ma X;Jiang T;Yao X;Lan F;Li J;Bi Z;Li J;Wang Y;Fu H;Wang J;Lin Y;Bai J;Guo X;Tu L;Xu J
  • 通讯作者:
    Xu J
舌下络脉诊法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国中医基础医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王瑜;屠立平;许家佗
  • 通讯作者:
    许家佗
非疾病人群舌面图像与舌下络脉特征研究
  • DOI:
    10.13288/j.11-2166/r.2021.13.009
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王瑜;李军;毕紫娟;石玉琳;江涛;屠立平;许家佗
  • 通讯作者:
    许家佗

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其他文献

滋养肝肾方对绝经期大鼠血内皮素、一氧化氮及性激素的影响
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    --
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    2015
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    吴宏进;张晓丹;戴薇薇;姜维洁;许家佗;张志枫
  • 通讯作者:
    张志枫
慢性疲劳患者中医常见证候要素研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中医杂志
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    --
  • 作者:
    周昌乐;许家佗;张志枫;洪燕珠
  • 通讯作者:
    洪燕珠
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海中医药大学学报,2004,18(3):43-47
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许家佗;张志枫
  • 通讯作者:
    张志枫
WZX舌色分析系统在胃病患者舌像
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海中医药大学学报,2004,18(3):52-55
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志枫;许家佗
  • 通讯作者:
    许家佗
原发性骨质疏松症人群脉图参数特征分析
  • DOI:
    10.16306/j.1008-861x.2019.03.011
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    上海中医药大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗健兴;王晶;舒冰;李晨光;屠立平;马旭翔;张岩;李金龙;叶庆宇;张浩;沙南南;朱音;刘利;许崇卿;李奕緜;朱森;徐保平;胡少朴;施杞;许家佗;王拥军
  • 通讯作者:
    王拥军

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许家佗的其他基金

基于舌象图像矢量模型的中医证候疗效评价支持方法研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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