基于蒙特卡罗仿真的脑内部组织水分子自扩散模型研究

水分子自扩散特性的研究不仅对脑内部组织生理解剖结构信息的获取具有极其重要的意义,而且对于某些药物在脑内扩散传递过程的研究也有重要参考价值。从脑内部组织具有的生理结构特点出发,总结水分子自扩散模型,并利用蒙特卡罗仿真计算不同结构条件下的水分子自扩散系数。蒙特卡罗仿真计算结果与Latour扩散模型计算结果比较表明,随着扩散加权时间的延长,两个结果越来越接近,进一步验证了Latour模型是一个长扩散加权时间模型。     

在实际躯干上用电流偶极子进行心磁图的功能性定位

我们描述了一个通过在实际的均匀躯干上使用移动的偶极子而得到的快速和数字上有效的生物磁反解法。我们使用定位模型和高分辨率的心磁波图谱法对十个患有Wolff-Parkinson-White综合症的病人的心室预激点进行了非侵入式定位。我们将在所有情况下计算出的定位结果与由侵入式导管技术得到的结果进行了比较。在所有情况下均使用同一标准尺寸的躯干模型时,计算出的非侵入式定位结果与由侵入式方法获得的结果之间的平均三维距离为2.8±1.4cm。当我们在其中五种情况     

高散射组织中光传播的门德卡诺模型—Ⅰ:模型预测与扩散理论的比较

随着医用光学仪器的发展迫切要求建立有关人体组织的光学摸型,如组织对光的吸收与散射系数。该模型是建立在可测量的参数的基础上包括表面辐射与扩散反射系数。在光动力学理论中要求了解光在组织间传播的特性,然而要想在多点对光     

辐射治疗能区内电子束剂量分布计算

本文给出了一个用计算辐射治疗能区内电子束剂量分布的解析算法，对电子束径向注量剖面的计算采用国际上流行的Ｆｅｒｍｉ－Ｅｙｇｅｓ理论，而电子束深度剂量分布的计算使用高能电子输运的双群模型，从而避免了传统的水等效深度方法所引入的系统误差。计算出的深度剂量分布和等剂量曲线与相应的实验测量数据作了比较，结果表明本文给出的方法可用于电子束辐射治疗计划系统的剂量计算。     

从随机行走模型到磁共振扩散权重成像

目的:利用布朗运动的随机行走模型导出磁共振扩散权重成像(DWI)公式,以验证随机行走模型对磁共振扩散权重成像的适用性。方法:从布朗运动的随机行走模型出发,分析存在梯度磁场情况下质子的扩散行为,计算梯度磁场对扩散运动中质子进动相位相散的积累,从而用统计方法算出在梯度磁场和扩散两个因素作用下导致的信号衰减,最后结合扩散成像序列导出磁共振扩散权重成像的信号强度公式。结果:证明了扩散运动中质子进动相位相散的积累符合高斯分布,导出了扩散所致信号衰减与梯度磁场及施加时间的关系,并进一步导出了脉冲梯度自旋回波序列(PGSE)的扩散权重成像公式——Stejskal-Tanner方程。结论:在磁共振扩散成像中人体水分子的扩散运动可视为随机行走。通过施加运动探测梯度(MPG)磁场,可将组织中水分子的扩散能力反映到图像亮度上。虽然Stejskal和Tanner也曾利用存在扩散和梯度磁场情况下的布洛赫方程导出了Stejskal-Tanner方程,但本文直接从随机行走模型出发导出该方程,为磁共振扩散权重成像的微观基础提供一个新的视角。     

深部组织热物理参数的测量及其结果分析

本文阐述了用热干扰法测量机体组织热物性参数和灌注率的实现过程：把热敏电阻探头插入所需测量的组织，给热敏电阻供应电能使其温度升高达到预定值，所需电功率的大小与组织的热物性和血液灌注有关，通过建立热敏电阻珠和测量介质的耦合数学模型，得到计算导热率、扩散率和血液灌的表达式。本文首先用这种方法测量液体介质和离体介质的导热率来验证测量系统的准确性，然后用流动的液体模拟活体组织来测量流动介质的导热率和灌注率。实验结果表明：液体实验结果和离体实验结果与文献基本一致，流动液体的实验结果和我们的分析也完全吻合。     

采用ANSI颁布的安全标准于VLF—VHFX射线测定人脚部温度的分布

使用一组由1532个柱状细胞组成的模型,在ANSI颁布的RF(无线电频率领域内的安全标准下,我们可以计算出人随下端的21厘米处的温度分布。热模型考虑了各种不同类型体积相似的组织的特性的血流率、新陈代谢、热传导、特殊热能等。我们可以用阻抗法测得其特殊吸收率SAR。用一种经过改进的定值差分法来求解用于热模型中的三维热传导方程。     

软组织层在刚性基础上的离体压缩

本文作者用猪的皮肤脂肪层进行了离体压缩实验。共做了六组,使用了三种不同的压力头。用一种名叫“灯芯技术”的方法测量了压力头的位移和组织间隙的流体压力。同时,作者又用有限元方法对同一问题进行了计算,其中的物理常数是在作者以前实验的基础上假设的。实验结果与计算结果在定性上符合得很好。这对作者提出的“皮肤脂肪的     

用Nd：YAG激光消融家兔实验性心律失常的初步研究

本文介绍一种自行设计的封闭式激光——电极导管及其物理基础实验和离体动物心脏实验的结果。结果表明,间接激光辐射心肌组织损伤小,没有产生组织穿孔。用眼镜蛇毒诱发10只家兔的心律失常模型,以4～12J能量的Nd:YAG激光消融,结果是治疗组与对照组心律恢复正常时间有显著差异(P相似文献   

DR组织均衡技术在低剂量鼻骨侧位X射线摄影中的应用

目的探寻在鼻骨侧位X射线摄影中利用数字化X射线摄影(DR)组织均衡技术获取满足诊断需要的图像并降低患者辐射剂量的研究。方法利用人体模型进行常规的鼻骨侧位摄影,然后固定千伏值,在原有的mAs值上分别降低0.4、0.8、1.2 mAs进行摄片,再将降低剂量的图像采用DR组织均衡技术进行处理,比较不同图像对于满足诊断的需要和患者所接受的辐射剂量。结果常规摄影技术得到的图像需反复调节不同的窗宽、窗位才能显示密度、厚度不同的鼻骨与软组织;降低0.4、0.8 mAs,虽然图像的空间分辨率降低,但是采用DR组织均衡技术可在同一幅图像上清晰显示鼻骨与邻近软组织结构,同时降低患者的辐射剂量;降低1.2 mAs,不但图像的空间分辨率降低,而且无法采用DR组织均衡技术使图像达到满足诊断需要。结论采用DR组织均衡技术不仅能将密度、厚度不同的鼻骨及邻近软组织在同一副图像上清晰显示,而且能够有效降低患者的辐射剂量。     

生物组织光学性质的测量原理与技术

本文讨论了组织光学性能参数的测量原理和技术，提出了一种新的测量和计算方法，采用联合测定组织体表面反射率和体内光能流率分布，并利用漫射理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模型的部分结论，可求出组织的光穿透深度，吸收系数和有效散射系数，以４种猪组织为例，研究了哺乳动物组织的光学性质，这一原理和技术可适用于人体组织光学性质的测量。     

基于Fluent的非定常组织间隙流场的数值模拟

研究人体小腿骨间膜组织间隙中蛋白质非均匀分布情况下组织液的流动,探讨组织液流动与经络实验发现的同位素循经迁徙现象的关系。根据解剖实验发现的骨间膜毛细血管平行排列的特点以及Weinbaum提出的细胞层面上的微观纤维基质模型,建立组织液流动的渗流多孔介质模型,用计算流体力学软件FLUENT计算组织液流动。结果显示：（1）组织间隙蛋白质是非均匀分布的。靠近动脉端,高静水压引起毛细血管内液体的净流出,使组织蛋白无法扩散到血管壁附近;在静脉端,由于毛细血管内静水压较低,蛋白质可以扩散到血管壁附近。（2）毛细血管平行排列会引起组织液的定向流动（0.65 cm/min）。（3）间隙注射同位素的扩散具有一定的方向性,Fluent仿真显示其与示踪剂循经迁徙的显像很相似。（4）组织液的流动对间隙细胞产生切应力,最大切应力的值约为44 Pa。数值模拟结果可以解释经络研究中发现的一些现象,对组织液这一未知领域的研究具有重要意义。     

细胞外基质力学性质对实体肿瘤血管生成影响的数值模拟

考虑细胞外基质ECM力学性质对实体肿瘤血管生成的影响,数值模拟肿瘤内外血管网络.将肿瘤外正常组织ECM和肿瘤组织ECM均设为线弹性体,考虑内皮细胞的扩散运动、对肿瘤血管生成因子TAF的趋化性响应、对粘连蛋白FN趋触性响应以及对流运动,进行数值模拟.计算结果表明模型能够获得较为真实的分层毛细血管网络.     

福尔马林固定后层粘连蛋白受体抗原活性的恢复

常规福尔马林固定，石蜡包埋后，使组织内许多有意义抗原的抗原活性减弱。消失而很难检测到。最近，许多实验室证明用微波辐射能使一些抗夺的有所恢复。以往我们在福尔马林固定，石蜡包进组织中未能染出层粘连蛋白受体。     

用于电磁容性的高频发热电极的一种三维迭代方案

本文提供了一种解决准静态电磁场问题的有效的迭代方法。在准静态场方程中,我们引入了张驰函数,然后得到的方程可用迭代法解出方程解。该方法近似于通过计算一个扩散方程的稳态解来求解拉普拉斯方程的一种算法。而后对径向层状构造,我们将所得的数字结果与现有的积分方程所产生的结果相比,这样就可获得对于人体膝盖的一个实际的三维模型的数字结果。     

光学CT二维正向问题的Monte Carlo模拟

扩散方程模型被广泛应用于光学CT图像的重建中，其精确性直接关系到所成图像的质量。为了研究扩散方程模型对近红外光子输运过程描述的精确性及其适用范围，本研究应用Monte Carlo（MC）模拟方法，分别给出了强、弱两类散射介质中光学CT正向问题的数值模拟结果，并将其与基于扩散方程的数值计算结果进行了比较。实验结果表明，扩散方程可以较为准确地描述光子在强散射介质中的输运过程；但对弱散射介质扩散方程模型却存在较大的误差，因而不适用于该种情况下的图像重建。     

基于改进遗传算法的头部扩散型水肿电导率模型反演计算

为对头部扩散型水肿变化情况进行持续床旁监测,我们在理论模型的基础上,以改进遗传算法进行反演计算。提出了基于海明距离的动态交叉、变异算子,使算法在优化过程中能有效地保持种群的多样性。将改进算法应用于头部扩散型水肿模型的电导率反演计算,经与标准遗传算法对比,改进算法在提升效率的同时,保证了算法以较大概率收敛于全局最优解。     

神经网络和用于荧光导引的激光可塑管的传统分类器

在激光可塑管中,观察组织的荧光谱可用于组织分类,以识别是粥样硬化还是正常,并可指导粥样斑的选择式激光切除。我们研究了一种方法,用受低功率激光辐射的组织的荧光谱作为区别正常组织和斑的方法。通过一个光纤管传导低功率辐射到目标部位不伤害组织。这个光纤管可收集荧光辐射和反它传给光谱计。光谱通过     

MHC抗原与癌

迅速积累的实验证据表明,主要组织相容性抗原在宿主抵御肿瘤的发生和扩散中起重要作用。各种自发和实验诱发的动物肿瘤细胞表现出由主要组织相容性复合物(Major HistocompatibilityComplex,MHC)编码的Ⅰ、Ⅱ类抗原量和质的差别。尽管在某些实验模型中选择性地缺少MHCⅠ类分子与肿瘤的生长和转移能力有关,但在另外的实验里却得到了明显矛盾的结果,但其机制所知甚少。我们对人类肿瘤的MHC抗原表达的改变知道的更     

200MHz的H面号角环形相控阵系统热疗深部肿瘤的研究

本文提出并研究了一种新型的电磁热疗系统-H面号角环形相控阵系统。推导出了适应性广的理论公式。以肺部CT图为模型,用矩量法计算得到了胸腔横断面内电场分布及吸收功率分布的计算机数值结果。结果表明,在200MHz的电磁波辐射下,适当调节阵列各单元的相位,振幅和位置,肺部肿瘤可得到优化的选择性加热,从而达到最佳的热疗效果。