“三维超声成像的方法学和临床应用研究”项目简介

该项目自1991年起进行了三维超声成像研究，立足国际前沿，取得较好的成绩。（1）1991年自行开发三维成像装置，国内最早重建静态薄壳型心脏三维图像；1994年率先研制出三维超声表面成像软件，首次建立肝脏静脉系统的三维灰阶及血管树图像。（2）1995年引进TomTec三维工作站，最先提出动态三维心脏多普勒血流灰阶成像方法；1996年研制了室壁运动三维定性和定量分析软件；1999年探讨三维彩色多普勒血流显像技术。（3）在国内率先对实时彩色三维超声成像在多种心脏疾病中的诊断价值进行了验证和评价。（4）确立了三维超声成像的最佳技术参数和基准参考切面，提出新的诊断标准。（5）参与制定《三维超声心动图检查指南》，使我国在该领域的研究始终与国外保持同步。     

新仪器,新设备

本仪器能准确显示腹部脏器及妇科产科的断层实时图象,配有DJQ-1型超声图象储存器,能冻结断层实时图象,便于观察、测量、分析和拍照. JTC-20型超声扇扫实时显象仪 本仪器具有B型、A型二种功能.可在活动的图象中准确地诊断心脏各部的多种疾病.具有图象清晰、稳定等特点.     

空间滤波实时频谱与密度假彩色编码

本文论述用频谱面彩色滤波方法对图像进行实时的频谱和密度假彩色编码.频谱假彩色编码是用二维环形彩色滤波器进行滤波来完成的.密度假彩色编码是用双色相衬滤波器使图像反转而实现的.对ERTS(地球资源技术卫星)遥感图片和航空遥感图片进行了直接处理,实验结果证明该方法有效.     

透射型彩色全息图的拍摄与再现

提出一种透射型彩色全息图的拍摄与再现技术,所再现的图象可以突出物体的三维立体感和原有色彩.同时提出一种透射型彩色全息图的象素化显示方法,并用全息光栅作为全息光学元件(HOE)进行了实验验证,这种方法特别适合于大尺寸彩色全息图的显示,它将为显示全息的广泛应用和市场开发提供一种新的方法和途径.     

空间频率彩色编码在遥感图象处理中的应用

空间频率彩色编码的方法是基于傅里叶光学中的空间滤波技术.关于相干光照明下的空间滤波方法在图象处理上的应用已为大家所熟知[1].这种方法对图象增强有明显作用,其主要缺点是:(1)由于用激光作光源,往往带来难以避免的相干噪声,严重地影响了成象质量.(2)无论用哪种滤波器,在突出某部分信息的同时,往往丢失了其他信息,故处理后的图象有时失去了原图的形象.空间频率彩色编码避免了上述缺点. 一、空间频率彩色编码方法及其发展 此方法所用光路基本上和相干光4f系统类似,只是用产生白光的溴钨灯S及一小孔W作为点光源,以代替激光.光经透镜L0准…     

用微机描记超声脉冲多普勒血流频谱三维图

超声脉冲多普勒技术是无损伤诊断心血管疾病的有效手段,但实时频谱显示由于不能用于频移谱的动态定量分析而使其作用受到限制.本文介绍以Z80单板机和日本SR-6602自动绘图仪组成的超声脉冲多普勒血流频谱三维描迹系统的原理、结构、与MK500血流分析仪的连接及临床初步试用结果.本机能准确采集1.2秒时间超声脉冲多普勒血流信息,可把此信息以三维频谱图描记或转录于磁带存储用作进一步分析处理.临床试用表明,这种技术可为临床提供更丰富的血流动力学资料,是心血管疾病定量分析研究的有用方法.仪器性能稳定,操作方便,具有临床推广价值.     

基于RGB图像传输的双随机相位加密隐藏技术

提出了一种通过彩色宿主图像隐藏双随机相位编码信息的方法.将需隐藏的原始信息,经双随机相位编码,压缩后按一定的编码规则隐藏在宿主图像(RGB图像)的低位.在提取隐藏图像过程中直接对携带隐藏信息的融合图像进行处理,不需要利用原始RGB宿主图像,且重构图像的质量较好,不受原始宿主图像的影响.在此基础上对因原始隐藏信息在编码、存储、传输过程中对融合图象和重构图象的影响做了分析,并在MATLAB环境中对分析结果做了模拟验证.结果表明,该方法可以得到非常好的重构图象.     

计算机用于超声断层显示技术的展望

西德“科技展望”1981年第16期认为:超声计算机断层显示技术具有良好的前景,将成为未来的诊断手段. 计算机断层显示是一种记录和显示断面图象的方法.X射线断层显示早已为人们所熟知.据认为,超声技术开辟了断层显示技术的新阶段.因为超声透视是非电离化的照射,在小剂量下对人体绝对没有损害.超声断层显示的另一个优点是不需要对比手段,而这在某些X射线方法中是必不可少的.     

肺癌荧光图象的伪彩色增强处理

近年来,作者开发了肿瘤荧光成象法用于诊断和定位早期支气管癌.由于所获得的荧光图象使用了象增强器进行增益放大,因此还消除了肺癌荧光图象的彩色信息.本文给出了一种荧光图象伪彩色增强处理的方法,并证实了伪彩色增强技术用于早期肺癌荧光诊断的可行性.经增强处理后,内镜医生只要根据彩色视频图象中与黑白荧光图象强度相对应的颜色就可以鉴别肺癌存在与否.同增强处理前的黑白图象相比,医生从伪彩色图象中获得了病灶内部结构、边缘效果和立体感方面的更多信息.临床结果表明可疑组织与正常组织之间获得了足够高的颜色衬比,有助于诊断早期肺癌病灶.     

X射线编码孔径成像中的一种高精度图像重构方法

在惯性约束聚变实验的过程诊断研究中,采用环形编码孔径成像技术可以同时获得高的空间分辨力和时间分辨力。获得高的空间分辨力的关键之一是如何准确地获得目标的点扩展函数。通常采用直接投影法。但这种方法忽略了X射线的衍射效应,因此限制了分辨力的提高。依据光的标量衍射理论,考虑X射线的衍射效应,导出了环形编码孔径的点扩展函数。并在此基础上制作了维纳滤波器。在激光等离子体重点实验室,用内直径为250μm,外直径为260μm的环形孔径板,对惯性约束聚变（ICF）的过程进行成像实验,得到了靶标的编码图像。采用以衍射为基础的维钠滤波器进行重构,获得的重构图像明显的优于用直接投影法得到的结果。     

真实场景的三维视频采集及显示

提出了一种真实场景三维视频采集及彩色显示的方法.设计了一种采用条纹投影的实时三维成像系统及采用液晶空间光调制器的实时全息彩色三维显示系统.在三维成像系统中采用π相移正弦条纹与编码图案结合实现绝对相位测量,从而可以测量孤立物体.同时对采用数字微镜的投影仪进行改造,实现高速投影,并与高速摄像机配合实现三维视频采集.首先利用实时三维成像系统同时获取三维场景的彩色强度像和距离像;然后根据这些三维成像数据, 设计和制作计算菲涅耳全息图;最后在实时全息彩色三维显示系统中再现.三维信息的采集和显示速度达到了60帧每秒.     

用于光学图象加密的分数傅里叶变换双相位编码

作者提出了一种用于图象加密的基于分数傅里叶变换的双相位编码技术.该方法由于密钥比传统的编码技术增加两重,因而其安全性有所改进.     

基于同时多层激发和并行成像的心脏磁共振电影成像

磁共振成像（MRI）无创无害、对比度多、可以任意剖面成像的特点特别适合用于心脏成像,却因扫描时间长限制了其在临床上的应用.为了解决心脏磁共振电影成像屏气扫描时间过长的问题,该文提出了一种基于同时多层激发的多倍加速心脏磁共振电影成像及其影像重建的方法,该方法将相位调制多层激发（CAIPIRINHA）技术与并行加速（PPA）技术相结合,运用到分段采集心脏电影成像序列中,实现了在相位编码方向和选层方向的四倍加速,并使用改进的SENSE/GRAPPA算法对图像进行重建.分别在水模以及人体上进行了实验,将加速序列图像与不加速序列图像进行对比,结果验证了重建算法的有效性,表明该方法可以在保障图像质量以及准确测量心脏功能的前提下成倍节省扫描时间.     

不均匀场下空间编码超快速高分辨NMR研究进展

二维核磁共振(2D NMR)的提出和发展,为NMR技术的研究和应用提供了广阔的空间. 然而当样品或磁场本身不均匀时,高分辨的2D NMR谱难以获得. 此外,常规2D NMR实验通常需要长的采样时间. 空间编码超快速采样方法利用空间编码技术,只需单次扫描即可获得2D甚至多维NMR谱,极大地缩短了采样时间. 目前相位补偿、相干转移和分子间多量子相干等技术与空间编码技术相结合,已成功实现不均匀场下超快速获得高分辨NMR谱. 该文对不均匀场下空间编码超快速NMR方法进行了介绍,对其未来发展进行了展望.     

超声双功能显象仪及其临床的初步应用

超声双功能显象仪是把超声切面显象和脉冲多普勒血流仪有机组合的新型超声诊断仪.它可以同时提供心脏二维实时显象和心血管内血流的脉冲多普勒实时频谱.取样容积可在二维图象监视下调节,定位准确;采集所需点血流的脉冲多普勒信号,经计算机作快速富里叶变换(FFT)分析处理,以频谱形式显示,为临床提供可靠的血流动力学资料.本文介绍了双功能显象仪的工作原理,讨论了脉冲多普勒频谱中各项参数的意义及临床用途,简述了这种仪器在心脏分流疾病诊断中的应用.     

物理过程微机演示的基本方法(一)

微机在物理学研究和教学中有多方面的应用.在微机辅助物理教学中,利用微机的作图功能来演示物理图象和物理过程是一项基本的、重要的内容.我们对目前已收集到的和自己编制的大量演示程序进行了较系统的分析,归纳和提练出生成物理图形的一些基本方法. 利用微机生成的物理图形多属二维曲线(如静电场中的等势线、电力线等)和二维图象(如电子云图象、电子衍射图象等).这里,二维曲线是指二元方程F(x,y)=0的坐标轨迹;二维图象是指利用点密度或(和)着色的方法显示出来的二元函数z=F(x,y)的直观形式.对于计算机来说,这样的曲线和图象无非就是满足一…     

数字式超声内窥成像系统

介绍了一种采用前置微型电机的新型推拉式超声内窥镜的研制方法.在该内镜系统中,采用FPGA实现成像处理功能,运用编码激励技术以提高系统的信噪比和探测深度,使用了微型前置探头取代了目前商用超声内镜中所采用的钢丝连接以驱动换能器进行旋转扫描.该仪器在300 h的连续工作测试中能够正常运行.相较模拟成像系统,数字系统将模数转换置于信号处理的最前端,从而能够保留回声的更多信息.这使得编码激励、数字式正交解调系统获得更高的成像质量.将电机前置于探头附近,能够较外部导线牵引旋转方式获得更大的旋转稳定性、更高的超声图像质量和更长的使用寿命.     

无网格等离子体静电模粒子模拟方法

介绍了一种无网格粒子模拟方法:三维快速多极展开方法(3DFMM),对其进行改进以提高精度.在低维粒子模拟中,采用具有低维运动的球粒子模型.模拟了尘埃粒子在背景等离子体中产生的势场,以及等离子体中电子相对于离子运动所引起的不稳定性,并得到合理的物理图象.     

基于相位编码的畸变不变联合变换相关器的设计

采用综合鉴别函数(SDF)的方法合成几个子参考图象,用于解决畸变不变识别问题.通过相位编码技术和对联合功率谱的振幅调制,缩小了零级相关峰的宽度,锐化了相关峰,消除了多目标输入时各目标图象之间的互相关项和参考图象及各目标图象之间的共轭相关项,增强了对目标定位和识别的能力,最后给出计算机模拟结果.     

二维全向偏折指示的彩色纹影技术

本文分析了刀口纹影技术显示高速流逝现象如火焰、燃烧、击波和流动等的局限性,并根据色度学颜色混合定律,设计了三色彩环滤波片代替典型纹影系统中的刀口,和用直径1毫米的小孔代替狭缝,获得了扰动场的彩色纹影图象。根据一次摄影得到的纹影象的色度变化可得到扰动场引起的光线偏折量,由此可对高速扰动场的物理特性作出简单可靠的定性评价和一定条件下可作出定量评价。文章通过实验,用直接摄影、刀口纹影、彩条彩色纹影和彩环彩色纹影四种方法,分别对代表稳定扰动场的透明不均匀材料和酒精灯火焰进行拍摄,并作了比较分析,得出彩环彩色纹影可在二维平面内的全向指示偏折量。