基于系统矩阵的磁粒子成像重构研究进展

磁粒子成像(magnetic particle imaging, MPI)是一种新型、前沿的层析成像方式,对具有生物相容性的超顺磁纳米粒子进行浓度分布成像,具有高灵敏度、高分辨率、无辐射等特征。基于系统矩阵的MPI重构是MPI重构研究的重要分支,较X-空间(X-Space)法具有更精确的重建效果。本文简要介绍了MPI的成像及重构原理;重点阐述了基于系统矩阵的MPI重构研究现状,对比分析了系统矩阵的测量与模型构建方法,归纳总结了吉洪诺夫正则化、LASSO算法、非负的融合套索模型与联合重建法的优劣;最后针对公开的数据库提出合理的频率筛选、系统矩阵稀疏模型构建、正则化方法探索改进的几点研究建议,以期为MPI的重构研究提供一定的方法参考,更好地促进未来磁粒子成像在临床医学中的良好应用。     

基于参考图像的压缩感知磁共振扩散张量成像

基于参考图像的压缩感知磁共振扩散张量成像方法,利用相邻方向的扩散加权图像差异较小的特点,采用压缩感知理论实现快速扩散张量成像,回顾性选取扩散张量图像数据进行实验研究,在采样率为50%的均匀分布辐射线欠采样方式下进行基于参考图像的压缩感知扩散张量图像重建,结果表明重建后的扩散加权图的平均结构相似性（MSSIM）和峰值信噪比（PSNR）分别为0.904±0.044、（37.92±3.89） dB,各向异性分数图的MSSIM和PSNR分别为0.992、41.64 dB。因此,该方法在保证重建图像质量的前提下,可显著缩短数据采集时间,减少由于时间过长引起的图像伪影等问题。     

基于curvelet变换快速迭代收缩阈值算法的压缩采样磁共振图像重建

目的 为提高MR图像的重建效果和降低重建图像边缘模糊,本文提出一种基于curvelet变换的MRI快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinkage-thresholding algorithm,FISTA)。方法 利用curvelet变换多尺度、各向奇异性、对图像边缘有更好的几何表达等特性,将curvelet稀疏变换和FISTA结合,并与传统基于小波变换的FISTA对相同MR图像作重建对比。重建图像的质量以峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)、均方误差(mean square error,MSE)、结构相似性度(structural similarity degree,SSIM)来衡量。结果 实验选用Lena图像和脑部MR图像,从重建图像细节、差值图像、评估参数三方面对算法重建效果进行比较分析,证明该curvelet-FISTA算法可有效恢复完全采样图像从核磁共振成像中的欠采样数据。结论 与传统基于小波变换的FISTA相比,该方法可以更好地保持重建图像的细节信息,并有效地消除图像边缘的模糊现象,显示了较好的重建效果。     

信噪比对不同EIT图像重建算法的影响研究及评价

探索不同位置单目标和多目标电阻抗断层成像(EIT)中,信噪比对不同EIT图像重建算法应用效果的影响。针对16电极系统,通过仿真获取EIT场域理想边界电压作为理想EIT系统的采集信号,对理想系统所有通道采集的数据整体添加高斯白噪声,模拟信噪比为40、60、80 dB的EIT检测系统的测量电压。采用等位线反投影(LBP)、基于Newton-Raphson算法的Tikhonov正则化(NR Tikhonov)和Tikhonov-Noser组合正则化(NR Tikhonov-Noser)、Landweber迭代以及Newton-Raphson 5种算法,重建EIT图像。引入重建误差ER和结构相似度函数SSIM,定量评价成像效果。结果表明,当单目标由场域中心向场域边界移动时,5种算法的SSIM都增大;当目标位置靠近边界但个数增加时,5种算法的ER都增大。LBP和NR Tikhonov-Noser在3种信噪比的系统中均可对5种目标模型成像,5种算法中NR Tikhonov-Noser成像质量最好。对场域中心的目标A,Newton-Raphson算法在40 dB信噪比时无法成像,NR Tikhonov、Landweber在40和60 dB时均不能获得有效图像。在80 dB系统中,LBP成像效果不及另4种算法。不同算法成像对EIT检测系统信噪比的要求不一致,应依据构建的EIT检测系统信噪比指标和具体应用目标择优选取成像算法。NR Tikhonov-Noser可作为一般情况下的首选算法,信噪比低于60 dB的系统建议选择LBP,80 dB以上的系统不建议选择LBP。60 dB左右的系统还建议可选择Newton-Raphson算法成像。     

基于奇异值分解方法的磁感应磁声断层重建算法

为了提高磁感应磁声成像的成像分辨率,克服低信噪比的磁声信号对磁感应磁声成像重建效果的影响,本研究基于实验系统参数及磁声声源产生传播接收过程,建立了一个磁感应磁声实验系统矩阵,采用截断奇异值分解(TSVD)方法求解了该系统矩阵的特征值及逆矩阵,并将该系统矩阵应用到磁感应磁声成像的正逆问题算法中。为了验证该算法的普适性,建立了一个具有不同形状的电阻抗分布仿体模型,使用Matlab计算数值,得到了三种不同条件下的重建结果。仿真结果证明:该算法在信噪比较高的情况下重建的电导率分布与原始电导率分布基本一致,且能够在信噪比较低的情况下较好的重建电导率分布。该研究为进一步实验研究和实验重建的精确性提供了研究基础。     

自适应图像全变差约束的有限角度CT重建算法

针对有限投影角度的CT图像重建问题,提出一种改进的基于自适应图像全变差（Total p Variation, TpV）约束的代数迭代重建算法。改进算法采用两相式重建结构,首先利用代数重建技术（ART）算法重建中间图像并做非负修正,然后利用自适应TpV正则项约束图像稀疏特性,进一步优化重建结果,其中正则项可根据图像区域特性自适应的调整决定平滑强度的参数p,两项交替进行直到满足收敛要求。本文应用经典的Shepp-Logan体模对改进算法进行仿真重建,以重建图像及其局部放大图作为主观分析依据,以profile图和归一化绝对距离值作为客观评估标准,与经典的ART-TV算法进行比较,对比分析重建结果发现:本文算法重建图像不仅与真实体模更接近,重建误差更小,而且能更好地保护图像的边缘特性。     

基于提升格式整数小波变换的超声图像压缩算法

本文提出了一种基于提升格式整数小波变换和改进的SPIHT编码(多级树集合分裂算法)的医学超声图像压缩算法.在压缩对象选择和小波变换方面充分考虑了超声扫描线图像的分辨率特性.与基于Mallat小波变换的标准SPIHT编码算法相比,本文算法在压缩比和重建图像峰值信噪比至少不降低的情况上,运算时间不到前者的40％,内存消耗也大大减小,因而更适合于实时图像压缩.     

图像域自适应线性自回归MRI图像客观质量提升算法研究

目的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是临床医学影像检查的重要手段,然而受限于检查时间,高客观质量的MRI图像难以获得,有效提高MRI图像分辨率成为研究热点。本文为高效地提高MRI图像分辨率,减少患者检查时间,提出图像域的基于线性自回归模型自适应客观质量提升算法。方法首先,创建基于距离权重的自回归模型获得插值系数;其次,利用自适应算法解决自回归算法中插值矩阵病态的问题;最后,通过对标准数据库中具有不同噪声水平的图像进行测试。结果本算法重建图像的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)平均值比经典算法提高1.8~4 d B,结构相似度(structural similarity index measurement,SSIM)指标平均提高0.02~0.06。结论图像域自适应线性自回归MRI图像客观质量提升算法在有效提高MRI图像分辨率的同时,保持了较高的客观质量。     

低剂量CT的加权总变差重建算法

针对稀疏投影角度的CT图像重建问题,结合压缩感知理论,提出基于加权迭代支持检测的分块代数重建算法,以较少的投影角度重建出理想的CT图像。首先,针对传统的代数重建技术计算量大、收敛速度慢的问题,提出分块代数重建算法;其次,传统的最小总变差模型会引起图像过度平滑及纹理细节模糊等问题,对此提出一种最小加权总变差算法,即加权迭代支持检测算法,并建立加权迭代支持检测模型;最后,分块代数重建技术与加权迭代支持检测模型交替迭代,使重建结果趋于收敛。本文采用经典的Shepp-Logan体模及实际的脑部CT切片进行重建,以均方根误差作为重建图像的质量评判标准,并与其他重建算法的重建结果进行对比。在经过一定次数的迭代后,基于本文算法的重建图像更贴近原始图像,而且比其他算法更早收敛。实验结果表明,本文算法在重建质量及收敛速度上都优于其他对比算法。     

基于对抗训练的U-Net神经网络在稀疏投影CT图像增强的应用

目的:针对稀疏投影的CT重建图像附带噪声和伪影的特性,使用神经网络模型对稀疏投影得到的低质量CT重建 图像进行图像增强。方法:在残差编码-解码卷积神经网络基础上提出一种基于对抗训练的U-Net神经网络模型,并使用 公开数据集TCGA-CESC癌症CT影像进行模型训练和测试。评价模型处理效果的指标包括峰值信噪比（PSNR）、结构相 似性（SSIM）和均方根误差（RMSE）。结果:在对180 次探测的CT重建图像的测试中,模型处理后的图像相比未处理图 像,PSNR、SSIM和RMSE指标平均值分别提升15.10%、37.89%和38.20%。在PSNR和SSIM指标平均值意义下,模型处 理后的图像优于1 800次探测的未处理CT重建图像。结论:本研究提出的神经网络模型能够减少伪影和噪点,对稀疏投 影CT图像增强有一定效果。     

Effects on M-protein on laboratory data

We describe two patients with abnormal immunoglobulins: Case 1 was a non-diabetic patient with IgA-kappa type M-protein whose serum fructosamine(FRA) value was markedly elevated; and Case 2 was a patient with pseudo-leukocytosis induced by the interaction of etylenediaminetetraacetic acid(EDTA) and IgG-kappa type M-protein. The M-protein in Case 1 was found to be conjugated to serum albumin by immunoelectrophoresis. By gel filtration, the FRA peak of the patient's serum was shown in the high molecule weight fraction. The glycation of IgA-kappa type M-protein was clearly demonstrated by FRA staining after fractionation by serum protein electrophoresis. Although serum FRA values of other non-diabetic patients with IgA type M-protein were elevated, patients with IgG type M-protein and IgM type M-protein had low or normal serum FRA values. In Case 2, the white blood cell count of the patient's blood anti-coagulated with EDTA was 52,300/microliter as determined using an automated counter, but was within normal limits when counted manually by light microscopy using a hemacytometer. The white precipitates were formed by the interaction of the patient's serum with EDTA. Immunofixation electrophoresis revealed that the precipitates were IgG2-kappa type M-protein.     

国外关于复原力的研究综述

复原力是指个体从创伤经历以及压力性情景中成功成对并良好适应的一种能力。文章对国外有关复原力的研究进行了系统综述，从复原力的概念、结构、测量等三个办衙总结了具体研究领域的最新进展。在此基础上，指出复原力研究领域中存在的问题和将来的研究方向。     

Possible influence on heart rate on tinnitus

Assuming the possibility of the inner ear damage due to a hemodynamic imbalance essentially due to an abnormal vasomotor regulatory response, the possibility that heart rate (HR) has a correlation with the onset and/or the enhancement of tinnitus is hypothesized. In fact, recent studies have drawn the influence of other factors than blood pressure, in normotensive subjects, in taking part to the regulation of peripheral resistance, outlining the importance of both cardiac output (CO) - which is a function of heart rate (HR) and stroke volume (SV) and SV itself as a dynamic component to baroreflex control of muscle sympathetic nerve activity (MSNA). From this point of view, it could be possible that a condition of bradycardia can enhance tinnitus regardless of its cause, and conversely that a more elevated HR can be related to a relief of this symptom.     

国外关于自我设阻行为的研究综述

文章对国外 2 0多年来有关自我设阻的研究进行了系统综述。从自我设阻的行为表现及分类、引发条件、内在动机、影响因素、效果和测量等 7个方面总结了具体研究领域的最新进展。在此基础上 ,指出自我设阻研究领域中存在的问题和将来的研究方向     

超声造影方法的再探讨

目的探讨造影剂（Sono Vue）和与之相匹配的对比脉冲系列成像技术（CPS）在超声造影（contrast—enhanced uhrasonography）中的方法。方法对不同的造影部位及不同造影目的采用了不同的造影参数设置。结果84例患者除1例注射时刺破血管造成造影剂外渗影响造影效果外，其余83例效果满意。超声造影检查对肿块定性诊断的准确率优于CT、MRI，心肌灌注检查为临床提供方便、可靠的无创方法。结论应根据使用的造影剂和成像技术及造影目的设置相应的造影参数。     

胎儿血红蛋白持续综合征的实验研究

目的采用电泳技术对地中海贫血进行诊断,研究血红蛋白电泳技术在诊断HbF持续综合征应用中的准确性、可靠性。方法在地中海贫血筛查中,对脆性低者进行血红蛋白电泳,HbF定量分析,丽春红染色。结果在182例地贫筛查者的电泳结果中,有7例HbF持续综合征电泳只出现一条颜色较深的HbF带,含量均在65%以上。结论电泳技术在诊断地中海贫血疾病中是一项不可缺少的重要技术,对HbF持续综合征的正确诊断率为100%。     

巨噬细胞乙酰LDL受体的研究

本实验将人血清LDL乙酰化后用真~(125)I标记做成放射性配基,对小鼠腹腔巨噬细胞表面的乙酰LDL受体进行了研究。结果表明:培养的小鼠腹腔巨噬细胞表面存在有能与乙酰LDL特异性,高亲和性和可饱和性结合的受体。它们不能识别天然LDL,主要功能是加速被结合的脂蛋白被巨噬细胞摄取并将其送至溶酶体进一步降解。该受体不受细胞内胆固醇含量的反馈调节。当巨噬细胞与乙酰LDL共同孵育时,可通过该受体大量摄取乙酰LDL使细胞蓄积胆固醇变成泡沫状细胞。经细胞内胆固醇含量测定、苏丹Ⅳ染色、透射电镜观察等方法鉴定,与动脉粥样硬化病灶中巨噬细胞源的泡沫细胞相似。