基于微区域PM2.5浓度卡尔曼插值预测模型的研究

目前颗粒物(尤其是PM2.5)污染问题日趋严重,人们对其关注度越来越高。本文提出一种结合三次样条插值方法的卡尔曼预测模型并将其应用于微区域校园环境PM2.5浓度的预测,以及实现PM2.5浓度的插值模拟图,模拟PM2.5的空间分布。本文实验基于实验室已搭建的环境信息监测系统服务器数据,其PM2.5浓度数据预测值和实际值通过Wilcoxon带符号秩检验后,双侧渐进显著性概率为0.527,远大于显著性水平α=0.05。同时,与神经网络模型预测方法(BP预测)和支持向量机预测方法(SVM预测)对比,卡尔曼预测模型的结果更理想,其日均值PM2.5浓度数据预测值和监测值的平均绝对误差(MEA)为1.8μg/m3,平均相对误差(MER)为6%,相关系数R为0.87。实验结果表明:卡尔曼预测模型能有效地用于PM2.5浓度预测,结合样条插值方法可以较好地模拟PM2.5的空间分布及局部污染特征。     

基于反距离加权插值和改进采样点数据合成的医学影像三维重建

传统的体绘制光线投射算法虽然已成为医学影像三维重建的主流方法之一,但是其生成的三维模型质量与绘制速度仍不能满足临床医学诊断的要求。本研究提出一种基于反距离加权插值和改进采样点数据合成的医学影像三维重建算法,通过反距离加权插值方法提升绘制速度;通过增加采样点的个数提高三维重建的成像质量。实验结果表明,该算法在提高成像质量的同时可以提高绘制速度,可将圆锥绘制速度较传统方法提升20％,髋关节平均绘制速度提升18％,并且生成圆锥图像的MSE小于传统算法,SSIM大于传统算法。     

基于边界信息的医学图像三维插值

目的Cubic卷积插值是医学图像三维插值的常用方法,针对其插值处的结果边界模糊和精度不高的缺陷,建立一种精确度较高的插值方法。方法首先通过模糊对比度增强精确定位图像边界,再运用形态学运算确定出新插值图像边界,对于新插值图像边界点采用最佳匹配对应点插值;对于非边界点采用一种新的Cubic卷积插值方法确定其灰度值。结果本文方法的均方差、不符合像素点数和最大误差均小于传统插值方法。结论本文提出的方法具有较高的精确性。     

MR各向同性扫描并零填充插值优化技术下3D LAVA动态增强序列在腹盆部病变中的初步应用

目的:为了探讨MR各向同性扫描并零填充插值优化技术下3D LAVA(liver acquisition with volume accelera-tion)动态增强序列的特点及应用价值。方法:对20例腹盆部病变的患者进行常规MRI平扫检查及各向同性并零填充插值优化技术下3D LAVA动态增强序列扫描检查,并进行相同层厚和层距的多方位图像重组及立体重建,观察图像特点。在平扫的特定层面设腹主动脉、肠系膜上动脉、门静脉、下腔静脉及病灶作为参照物,量取它们各方向的径线长度,使其与相同方位的重组图像中相同层面上的参照物径线相对应,并进行统计分析。结果:20例腹盆部病变在平扫及各向同性并零填充插值优化技术下3D LAVA动态增强序列中都得到明确地显示,后者还同时显示出病变的血供特点及更加直观地展示出与邻近血管和脏器的毗邻关系;平扫各方位上的参照物径线与相同方位的重组图像中相同层面上的参照物径线无明显差异(P>0.05)。结论:各向同性扫描并零填充插值优化技术下3D LAVA动态增强序列可以更好的显示腹盆部病变的同时,还可以进行多方位图像重组和立体重建,可以更直观清晰地显示病灶及其与重要脏器的毗邻,为临床提供更多的病变信息。     

基于GPU的医学图像快速体绘制算法

目的:将传统的光线投射体绘制算法在具有可编程管线的图形处理器(GPU)上重新实现,将耗时的三线性插值和采样过程放在GPU上进行,提高重建速度.方法:首先将体数据和传递函数映射为纹理并将其载入到显存,接着通过对顶点着色程序和像素着色程序的编写将光线进入点、离开点的计算以及图像的合成运算移入GPU中,最后通过调整传递函数来实现不同的绘制效果.通过使用渲染到纹理技术,将绘制的中间结果保存到纹理,并以此来避免使用着色器的动态分支功能.结果:与传统的光线投射算法相比,本文算法可快速重建出质量较高的图像.结论:实验表明,在同等绘制质量的前提下,该方法的绘制速度显著提高,能够满足医学影像可视化的实时交互需求,具有较好的临床应用前景.     

一种改进形状插值方法在恒河猴脑黑质断层图像中的应用

背景:研究表明,脑黑质结构的病变是导致帕金森病的主要原因.从影像学角度来看,结构微小的黑质空间位置信息、体积以及3D结构形态的分析为帕金森病的临床诊断和治疗效果评价提供了十分有力的工具,因此其三维形态的研究工作尤为重要.由于恒河猴与人类的生理十分相似,这使它成为许多科学研究中比较理想的实验对象.目的:对传统的形状插值方法进行改进,并运用于恒河猴脑黑质断层图像.方法:较常用的形状插值方法是对变换后的相邻两层距离图像进行线性加权平均,从而获取中间层.试验中考虑多层相邻图像空间位置对插值图像的影响,然后进行非线性加权获取中间层.结果与结论:对插值的方法进行评估,评估结果比较令人满意,并运用于恒河猴脑黑质的三维重建中.该形状插值改进方法可以较好地运用于层片稀疏且结构细微的核团插值工作中,从而为与细微结构相关的疾病研究提供一定的参考价值.     

一种用于获得多层螺旋CT共面数据的非线性插值算法

共面插值作为多层螺旋CT重建过程中重要的一步,不同的算法会直接影响最终成像质量.我们介绍了单层360°和180°线性插值及对应的多层360°和180°插值,同时提出了一种非线性的二次拟合算法,并通过分析其与线性插值的优缺点,提出了二次拟合算法的优化算法(OQA).通过实验结果比较,采用优化的二次拟合算法能够同时得到较好...     

小花清风藤生态及品质适宜性区划

目的 探索小花清风藤潜在适宜分布区及其优质药材产区空间分布状况。方法 结合小花清风藤分布信息及环境因子,运用最大熵（MaxEnt）生态位模型及地理信息系统软件（ArcGIS）,预测小花清风藤的潜在适宜分布区。基于环境因子与小花清风藤中总皂苷,总黄酮,槲皮素-3-O-龙胆双糖苷,camellianoside,tsubakioside A,山柰酚-3-O-芸香糖苷,异鼠李素-3-O-芸香糖苷的相关性,借助ArcGIS软件空间插值及模糊叠加功能,对小花清风藤进行品质区划。结果 小花清风藤在我国主要分布于云南、贵州、广西等省区,中、高适生区面积约占全国面积的2.88%。10月,11月降水量,最暖、最干季降水量,温度季节性变化的标准差及海拔是影响小花清风藤适宜性的主要环境因子。坡度、降水量、辐射强度及温度变化等对小花清风藤次生代谢产物的积累具有较大影响。综合潜在适宜分布区及各成分空间插值结果,小花清风藤高品质区主要集中于贵州省西南部,以晴隆县、关岭县、镇宁县、普安县、兴仁县等地区为核心。结论 该研究为小花清风藤的人工栽培选址及药材收购等提供了一定科学指导。     

浙江省2011-2015年发热伴血小板减少综合征发病空间预测

目的 了解浙江省发热伴血小板减少综合征（SFTS）发病空间分布特征,预测发病区域及聚集性疫情发生概率。方法 收集2011-2015年浙江省SFTS发病个案数据,使用ArcGIS 10.0软件进行空间分析,利用Moran''s I和G统计量探索空间自相关;采用趋势面分析发病趋势;以Kriging插值进行预测。结果 2011-2015年浙江省报告SFTS发病数逐年上升,报告发病地区扩大,发病时间和人群特征与既往研究结果相似;SFTS发病具有地区聚集性（P<0.001）,全省发病自东北向西南方向呈下降趋势;采用Kriging预测精度较好,预测发病区域较为广泛,以安吉、岱山、天台县发生聚集性病例概率相对更高,内部地区预测误差小于边缘地区。结论 Kriging插值预测SFTS发病较为准确,浙江省SFTS病例发生区域和水平均高于目前报告水平,以安吉、岱山、宁海、天台、三门、临海等地区发生聚集性疫情风险较高。     

基于匹配点插值算法的半球模型电阻抗三维图像重建

目的:为了得到头颅和乳腺电阻抗成像的三维图像,更好地诊断脑部及乳腺肿瘤病变位置,改变以往的图像二维显示方式,对半球模型电阻抗二维重构图像结果进行三维重建。方法:对浸泡在半球形水槽中电导率为2.1 S/m的半锥形异物模型重构得到二维图像,根据电阻抗图像数据特点,对图像数据作预处理以便插值使用。使用匹配点插值算法对二维电阻抗图像进行插值,形成三维重建模型。结果:插值结果可以体现层数据间的过渡,三维重建结果体现了原模型的位置信息。结论:该算法能够实现电阻抗的三维成像,并能确定异物模型的位置,便于肿瘤疾病的诊断,满足电阻抗成像的实时监护要求。