改进Wiener滤波弥散加权磁共振图像Rician噪声复原

针对弥散加权磁共振图像噪声呈Rician分布,现有Wiener滤波基于高斯分布易于产生误差的缺陷,以及弥散加权磁共振图像多相近磁场方向数据共存特点,综合多相近磁场方向的弥散加权磁共振图像进行Wiener滤波复原,并将现有针对高斯噪声的Wiener滤波器基于Rician噪声分布进行改进,最后在估计复原参数的过程中引入各向异性概念提高复原参数估计的准确性,进一步提高复原质量.使用本方法分别在合成和真实脑部弥散加权磁共振图像上进行的仿真和实验表明,本方法能有效降低噪声对弥散加权磁共振图像的影响,提高由此计算获得弥散张量磁共振图像的大小和方向信息,在10％ Rician噪声下,弥散加权磁共振图像的峰值信噪比提高10 dB,由此计算获得弥散张量磁共振图像角度平均偏移下降5度,可保障后续应用的准确性和可靠性.     

CT环状伪影矫正方法的改进研究

目的 探讨能够快速有效的去除CT环形伪影的改进方法,提高CT图像经过环形伪影方法处理后复原图像的精度,提高去除环形伪影的准确度,减小环形伪影算法对图像中有用信息的干扰。方法 首先将CT图形（含环形伪影）用新的变换方式进行坐标变换,随后设计一个二维滤波器对图像进行滤波矫正,并在初次修复的基础上利用一维滤波器进行对二次伪影的再修复,最后利用新的变换方式还原图像。结果 改进后的方法不仅能在经过环形伪影算法中的两次坐标变换后准确的还原出原始CT图像,而且能更为准确地矫正环形伪影,有效地消弱环形伪影矫正算法对图像有用信息的干扰。结论 本研究设计的方法克服了原有方法的弊端,得到了较好的结果。     

非局部主成分分析极大似然估计MRI图像Rician噪声去噪

由于MRI图像中噪声呈Rician分布,直接使用现有针对高斯噪声的去噪方法将引入误差。基于此本研究使用Rician噪声模型改进现有极大似然估计去噪的高斯模型,同时引入非局部主成分分析,在非局部区域选择灰度和纹理均具有较高相似性的像素进行最优复原估计。使用非局部主成分分析不仅克服现有局部性去噪方法模糊边界的缺陷,而且具有更高的图像细节信息复原能力。分别应用所提出的方法、局部极大似然估计去除Rician噪声方法、采用参数修正非局部均值去除Rician噪声方法、无特定噪声模型的全变差方法,对不同噪声等级和不同纹理复杂度的图像进行定性和定量的去噪实验。结果表明,所提出的方法可在保持图像细节和纹理信息的前提下有效去噪,较之现有方法效果更好。     

医工融合在生物医学工程专业生理学课程教学改革的实践与思考

目的:生物医学工程作为一个交叉学科,如何教学一直是该专业的难点和痛点.方法:为适应生物医学工程领域的人才需求,我们在生理学和人体解剖学两门课应用了理论实践结合的教学方法.结果:应用新教学方法的学生生理学成绩明显提升,对课程满意度更高.结论:在对比纯理论教学和理论实践结合前后本校生物医学工程专业本科生的知识掌握程度后,我们认为理论实践结合的教学方法更适应工科院校生物医学工程专业的教学,更有利于学生对知识的掌握.     

融合白质fMRI的dMRI纤维追踪重建研究

基于弥散磁共振成像(dMRI)的纤维束重建,是分析大脑白质结构的主要工具。现有的纤维追踪成像算法受dMRI分辨率及成像机理约束,在构建大脑白质灰质边界区域的纤维时成像性能和准确性大大下降。为克服该缺陷,提出一种结合功能磁共振成像(fMRI)的新型dMRI纤维追踪成像算法。该算法引入表征白质中fMRI信号各向异性的空间相关张量间接描述纤维束的几何结构信息,结合粒子滤波理论估算追踪下一体素的方向概率分布,重建可靠连接白质灰质边界区域的三维结构。将所提出算法在8位成年人视觉刺激的功能图像上进行追踪成像实验,每例重建800根纤维,重建纤维的平均长度可达(18.47±1.82)mm,沿白质灰质界面流线端点的覆盖率为25.15%±1.86%。通过在视放射区域与DWI重建结果对比可看出,所提出的方法可有效重建大脑白质纤维路径,特别对由于部分容积效应导致对灰白质交界面纤维束重建存在较大误差的区域,较现有方法可获得更准确效果。     

电子计算机断层扫描系统球管焦斑与扫描中心平面校准的设计及验证

本文开发设计了一种电子计算机断层扫描(CT)系统球管焦斑与扫描中心平面校准的方法。该方法是把球管分别旋转到0°和180°位置,首先让CT系统在冷态下分别静态扫描一次自制的具有对称窗口A、B的金属校准工具;然后对扫描的原始数据进行去噪、均值、归一化处理后,利用球管焦斑、准直器中心和校准工具的几何关系,计算球管焦斑到扫描中心平面的校准距离。为验证该方法的实用性和有效性,本文采用该方法对16排CT系统(Brivo CT385, GE,中国)的球管焦斑进行校准,校准结果用即显胶片扫描方式进行验证,结果显示球管焦斑与扫面中心平面距离误差为0.02 mm,处于焦斑校准误差范围±0.1 mm之内。通过本文研究结果表明,作为一种简单、低成本的设计,该方法可以实现球管焦斑与扫描中心平面的快速校准。     

基于电热型扫描微镜的微型双光子显微镜探头设计

双光子荧光显微镜的微型化对在体脑部神经活动研究和体内组织病理状态检测具有非常重要意义。本文设计了一种基于电热型扫描微镜的微型化双光子荧光显微镜探头,其微镜设计采用反向串联双S型双层材料结构,通过对微镜四个侧面执行器分别施加周期信号,实现了±3.5°的扫描范围;其光学设计是通过单模光纤导入800 nm飞秒激光,激光经微镜扫描,由光学系统聚焦作用于生物样品,激发样品产生荧光,荧光信号通过采集光路汇集并耦合到多模光纤输出,最后通过显微镜的图像采集系统成像。探头尺寸为26 mm(L)× 12 mm(W)× 8 mm(H),重量为5.6 g。利用该显微镜探头,对含有不同尺寸凹槽的微结构进行了成像测试,其结果表明,其扫描成像的范围可以实现150 μm × 150 μm,横向分辨率可达到5 μm;利用该探头对荧光染色小鼠肾脏冷冻切片进行的成像测试,成功得到了双光子二维荧光图像。基于本装置以及进一步的改进,将有助于构建便携式双光子荧光显微镜,置于活体动物头部,在体进行脑部神经活动研究。     

基于增强现实理论的神经外科头颅体表定位系统

神经导航系统设备昂贵、操作复杂且普及率低,仅存于部分大型医疗机构。为了满足其他中小型医疗机构对于神经外科手术导航系统的需求,本文阐述了一种基于增强现实(AR)理论开发的头颅体表定位系统。该系统借鉴AR技术将虚拟世界影像与现实世界影像相融合的思想,将患者头部计算机断层扫描成像(CT)或磁共振成像(MRI)与现实中患者头颅进行投影融合,实现头颅体表定位。文章重点讨论医学图像可视化中医学数字成像和通信(DICOM)国际标准、三维重建、AR图像图层融合等关键点。本研究测试表明,该系统适用于多款手机,能实现二维图像展示、三维重建渲染以及临床头颅体表定位应用,对于辅助神经外科手术头颅体表定位具有一定意义。     

益生菌对阿尔兹海默病认知功能的影响

目的 评价服用益生菌对于阿尔兹海默病认知功能障碍患者认知和情绪的缓解效果。方法 检索PubMed、中国知网等7个中英文数据库2021年5月1日前发表的通过服用益生菌改善认知或情绪的随机对照实验研究。根据纳入标准和排除标准筛选纳入文献,并对其进行质量评价。然后使用RevMan5.3对提取的数据作统计学分析。结果 最终共有17篇文献纳入研究,其中有9篇文献质量较高。Meta分析结果显示,服用益生菌可以缓解认知功能障碍病程或使情绪乐观（RR=2.07,95%CI［1.79,2.39］,I2=79%）,差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论 阿尔兹海默病认知功能障碍患者服用益生菌对其认知功能改善具有积极的影响。     

药物成瘾群居环境实验平台设计及其在小鼠觅药和戒断行为的研究

摘要:目的　设计可以连续定量检测小鼠行为的实验平台,研究不同群居环境对小鼠觅药及戒断行为的影响。方法　通过单片机和颜色传感器结合位置偏爱箱构建检测小鼠吸毒行为的实验平台,建立不同的群居环境;按照群居环境将小鼠分为吸毒同伴组和健康同伴组,比较不同居住环境小鼠吗啡的摄入量、靠近吸毒区次数、进入吸毒区次数,在吸毒区的停留时间这4个方面的数据。结果　吸毒期及戒断期,吸毒同伴小鼠吗啡的摄入量、靠近吸毒区次数、进入吸毒区次数、在吸毒区的停留时间均较健康同伴组多（P＜0.05）。结论　成功设计连续定量检测小鼠行为数据的实验平台;群居环境对小鼠觅药及戒断行为有显著影响,与健康同伴小鼠居住明显减少吸毒小鼠的觅药行为并加速其戒断过程。