融合轮廓信息的光学参数成像系统

如何快速获取具有复杂轮廓生物组织的光学参数图像,是现有光学成像技术面临的共同难题。本文提出并研制了一套融合轮廓信息的光学参数成像系统,首先采用傅里叶变换轮廓术获取生物组织的轮廓信息,然后依据光照度定律矫正生物组织表面各点入射光强的差异,最后基于空间频域成像原理获取生物组织的光学参数图像。实验结果表明,成像系统能够准确、快速获取生物组织的轮廓信息和光学参数图像。对于表面高度和角度分别在30 mm和40o以内的平板仿体,光学参数的最大成像误差分别从轮廓矫正前的46.27%和72.18%降至轮廓矫正后的6.89%和10.26%。人脸仿体实验和受试者脑前额叶成像试验证明了本文成像系统具备获取具有复杂轮廓生物组织图像的临床应用价值,同时本文提出的轮廓矫正方法或可与现有光学成像技术结合,减少生物组织表面轮廓对成像质量的影响。     

定量血管内光学相干层析成像的研究进展

血管内光学相干层析成像(IVOCT)是目前分辨率最高的血管内成像技术,可对冠状动脉血管腔及管壁内膜下病变进行快速、清晰的成像。仅根据组织结构的层析图像无法精确识别粥样硬化斑块成分(如钙化、纤维化、脂质和混合斑块),需要形态结构之外的生理信息的对比机制,获得具有临床诊断价值的组织参数,即定量IVOCT(qIVOCT)。本文针对根据IVOCT原始背向散射信号和灰阶图像定量测量血管壁组织的光学特性参数、弹性参数和血流动力学参数的研究现状进行归纳和总结,分析目前存在的问题,展望可能的发展方向。     

基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究

磁声耦合成像常用的时域信号检测方法易受到电磁干扰,限制成像质量。提出频域磁声成像方法,通过锁相放大实现微弱声信号的检测,提高信号检测精度。本研究建立了频域磁声耦合正问题数学模型,基于正弦波激励,对简单电导率边界模型进行了仿真研究和实验验证。仿真研究表明信号频域幅值相位反映了介质声源分布。实验验证了仿真结果,实现了声源幅值锁相检测和空间定位,检测精度达到10-7Pa,实现了激励电流低于1m A下的声检测。本研究提出的频域磁声耦合成像方法,有利于提高微弱磁声信号检测精度,在低频激励下实现高分辨率成像,对实现磁声耦合成像的介质内部电导率研究具有积极意义。     

基于足底压力对人体平衡能力的定量评估研究进展

目的 探索足底压力对人体平衡能力的定量评估研究,寻求行之有效、简单易行、可靠性高的描述人体平衡能力的参数指标。方法 基于疾病平衡障碍患者的康复与评估、不同生理状态、不同体育运动,对平衡能力的定量评估研究进行综述。结果 梳理得出基于足底压力对人体平衡能力的定量评估研究中参数指标的不同情形,总结并提出了两组参数指标,一是动力学参数指标,二是运动学参数指标,用以定量评估平衡能力。结论 基于足底压力的定量评估参数指标在大多数情况下能对人体平衡能力的评价提供依据,从而通过锻炼、治疗等手段进一步改善人体平衡能力,减少人体跌倒损伤风险,并有望为足底压力平衡量化分析和相关医疗器械研制提供一定帮助。     

脑内源性光学成像中的图像增强处理

脑内源信号光学成像是一种二次成像技术,其信号微弱并带有皮层生理结构所决定的信号特征。选取有效的空间滤波方式能对图像的噪声进行抑制,使得微弱信号得以增强。本文针对脑内源性信号的光学成像,采用不同的线性与非线性空间滤波处理,并对噪声的抑制程度和图像细节保存程度进行讨论。结果显示非线性中值空域滤波对内源性光学图像去噪效果明显,并能保留丰富的细节特征,是适于脑内源性光学成像信号特点的图像增强技术。     

基于超声弹性成像的女性盆底肌肉定量评估方法

女性盆底功能障碍性疾病是中老年女性的常见疾病,现已成为威胁女性健康的5种常见慢性疾病之一。盆底支撑结构中,盆底肌肉群的支撑作用至关重要,因此盆底肌肉评估对于女性盆底功能障碍性疾病的诊疗具有重要的临床价值。提出一种无创客观的肌肉运动分析方法,基于经会阴超声检测手段,同步获取50例具有不同脱垂程度女性主动收缩肌肉时的超声视频数据及阴道内压数据,应用二维弹性成像算法追踪盆底肌位移场,提取特征点的位移曲线,对比分析能有效完成指定动作的37例不同脱垂程度患者的位移结果,发现提取接近耻骨处特征点的切向位移参数(M_Pu)与临床脱垂测量参数(L_BP)具有相关性(r=-0.93),同时通过在指定的肌肉慢缩运动中的肌力维持时间均值和最大厚度均值对盆底肌的持续控制能力进行评估,结果与被试临床脱垂分级表现具有显著相关性。结果表明,这种方法可实现对盆底肌肉自身生物力学特性的客观定量评估,为临床脱垂诊断提供重要的参考价值。     

基于空间独立成分分析的内源性光学成像信号提取

目的：内源信号光学成像分析方法通常使用空白本底或交混本底作为基准图像,然后将刺激条件下获得的皮层图像与基准图像相除或者相减,得到刺激条件下的皮层功能图。但是空白本底和交混本底本身是含有皮层活动信息的,二者也存在结构上的差异,说明本底方法本身可能会带来计算误差。本文的目的是探索一种不使用本底基准图像的内源信号分析方法。方法：将主成分分析与空间独立成分分析相结合,不使用本底相减方法,以自行记录的麻醉猫初级视皮层对正弦光栅刺激反应所得到的成像图像为数据源,直接提取方位功能图。结果：我们提出的基于空间独立成分分析的内源信号分析方法同样可以提取出效果较好的方位功能图。将我们得到的方位功能图与传统本底方法得到的方位功能图的轮廓进行比较,两种分析方法得到的功能构筑信息基本相同。结论：我们提出的基于空间独立成分分析的内源信号提取方法可以有效直接从原始图像提取出方位功能图。     

频域光学相干断层扫描在早期糖尿病视网膜病变检测中的应用

目的:利用频域光学相干断层扫描(OCT)定性、定量检测并分析正常人群和眼底镜下无糖尿病视网膜病变的糖尿病患者的黄斑区视网膜的形态、厚度等改变,为糖尿病视网膜病变的早期发现及随访提供可靠的检测手段.方法:采用Cirrus HD-OCT的512×128扫描模式及5线高清扫描模式检测糖尿病患者双眼黄斑视网膜平均厚度、黄斑中心凹视网膜厚度及黄斑部9个分区的视网膜厚度,与正常对照组进行比较,并对结果行统计学分析.结果:糖尿病患者60例(120只眼),根据糖尿病视网膜病变分期标准,眼底均表现为无糖尿病视网膜病变(NDR).糖尿病NDR组与正常对照组相比,黄斑区视网膜厚度外环的鼻侧和颞侧与正常眼之间差异有统计学意义.其余各区的视网膜厚度与正常眼之间没有差异.结论:NDR组与正常对照组相比,黄斑区视网膜厚度外环的鼻侧和颞侧与正常眼之间有差异.这为在临床上早期发现糖尿病视网膜病变提供了客观依据,并便于随访观察.     

情绪调节的生理学和脑功能成像研究

本文首先介绍了情绪调节的定义和发展概况,然后分别介绍了情绪调节的生理学研究和脑功能成像研究,特别关注了"重评估"这种典型的"先行调节"方式和"抑制"这种典型的"反应调节"方式,文章最后对情绪调节的研究现状进行了总结分析,提出了今后的研究方向.     

定量CT在评估类风湿性关节炎相关间质性肺病中的应用

目的:探究胸部CT定量分析对于类风湿性关节炎相关间质性肺病（RA-ILD）患者肺间质改变早期诊断及病情评估的价值。方法:收集临床确诊RA患者105例,同时收集胸部CT无间质改变的非结缔组织病患者对照组80例。测量两组研究对象肺总体积（TLV）,利用定量CT肺部密度直方图计算CT值为-200~-700 HU的肺体积占全肺体积百分比（LAA-200~-700%）、CT值小于-950 HU的肺体积占全肺体积百分比（LAA-950%）、主动脉直径（AD）、肺动脉干直径（PAD）、主肺动脉干比值（AD/PAD）、左肺下叶直径2 mm支气管周围血管数量及面积（视区范围80 mm2）。比较RA患者组与对照组的测量值差异。结果:RA患者组与对照组相比,TLV、LAA-200~-700%、PAD、左肺下叶直径为2 mm的支气管视区范围为80 mm2时肺血管数量及面积均存在差异,其中RA患者组TLV为（4 047.60±1 160.11） mL,小于对照组（4 507.30±1 207.50） mL;LAA-200~-700%为14.42%±8.62%,大于对照组10.40%±3.87%,PAD为（26.39±3.59） mm,大于对照组（25.27±2.57） mm;RA组左肺下叶直径为2 mm支气管层面视区范围为80 mm2时肺血管数量为13.3±6.28,面积为（105.48±59.07） mm2;对照组血管数量为17.06±4.70,血管面积为（164.88±46.02） mm2,差异有统计学意义（P<0.001）。结论:RA-ILD患者肺部与对照组相比有差异,定量CT能有效识别评估RA-ILD早期肺血管改变。     

人工智能在中枢神经系统疾病影像诊断中的应用进展

人工智能（AI）技术应用于中枢神经系统疾病的诊断、分型以及预后,可显著提高医学影像信息的可信性和有效性,大幅提高神经系统疾病早期诊断的准确率,为医生选择合理的治疗方案提供定量的依据。本研究介绍了AI在中枢神经影像诊断中常用的学习算法、AI在中枢神经疾病影像诊断中的图像分割和特征提取中的应用;综述了AI在术前胶质瘤分级、预测基因突变状况以及胶质瘤术后复发鉴别的应用;并初步介绍了已用于临床工作的一些软件工具。     

新型冠状病毒肺炎的影像学应用及进展

新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019, COVID-19）引起了全球大规模疫情,其影像学表现多种多样且变化迅速,本文从影像学在COVID-19的诊断、分期分型、随访方面的应用进展及人工智能在COVID-19影像诊断方面的研究进展进行综述。     

量子点探针辅助的近红外荧光成像技术在肿瘤显影中的应用

肿瘤早期检测是精准并高效诊疗癌症的关键因素。荧光成像技术凭借其高灵敏度、高时空分辨率、无电离辐射和无创实时成像等优点,在生物医学领域,尤其在肿瘤检测方面展现出了广泛的应用前景。近红外光穿过生物组织时,受到的吸收和散射较少,因此在生物成像方面体现了高信噪比和强组织穿透能力。在众多荧光探针中,近红外发光的量子点探针因其量子产率高、抗光漂白性强、发射光可调和稳定性良好等特点在荧光成像方面显示出突出的优势。本文基于量子点探针的近红外荧光成像技术在肿瘤显影中的应用,介绍了量子点优异的光学性能,并重点讨论了硫化铅（PbS）和硫化银（Ag2S）近红外发光量子点探针在肿瘤成像方面的研究进展,并对近红外发光量子点探针的应用前景进行了展望。     

心肌应变与弹性模量三维成像技术在心脏瓣膜病中的应用

目的:研究三维成像技术在心脏瓣膜病患者中的应用。 方法:选取2016年4月~2017年9月接收疑似心脏瓣膜病患者98例,按照入院先后顺序分为研究组和对照组,各49例。对照组采用二维超声检查,研究组进行三维超声成像技术检查,两组患者的病理结果与影像结果进行比较,对两组患者的左室整体应变相关参数（GLS、GCS、GRS、GLSendo、GLSepi、GCSendo、GCSepi）进行对比分析,对两组患者的心动图LVDd、LAD、LVEF相关指标进行对比分析,对两组患者的超声特征进行对比。 结果:研究组患者的病理检查结果与影像检查结果一致,对照组患者48例影像检查结果与病理结果一致。研究组患者的左室整体应变参数GLS、GCS、GRS、GLSendo、GLSepi、GCSendo、GCSepi较对照组患者低,差异有统计学意义（P<0.05）。研究组患者心动图LVDd、LAD相关指标高于对照组,LVEF指标低于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）。研究组患者的影像显示瓣膜联合处增厚、挛缩、钙化,瓣口面积较为狭窄,且瓣口关闭时对合不严,瓣膜表面粗糙不平,可以多角度立体化观察病灶部位和病变程度。对照组患者显示瓣膜联合处增厚、挛缩、钙化,病灶边界较为模糊。 结论:三维成像技术可以立体显示心脏瓣膜病变部位和程度,为临床研究提供价值更高的信息,对瓣膜手术具有肯定的指导作用。