基于超声干涉测量的光声断层成像方法性能优化*

生物组织声学参数的不均匀性是光声断层成像技术面临的棘手问题,基于超声干涉测量的光声断层成像方法已被初步证明可以适用于声参数不均匀情形,但对如何取得最佳成像效果缺少深入研究。针对这一问题,该文将基于超声干涉测量的光声断层成像方法应用于同时含有声速不均匀和随机声散射现象的复杂成像媒质模型,并对如何优化成像效果开展相关研究。该文首先验证了该方法在数值模型中的有效性,随后针对相关测量参数与成像质量之间的关系开展定量研究,提出了优化成像效果的方法。结果表明,设计适合的波形滤波器、合理选择干涉测量过程中超声信号的中心频率均可优化成像效果,该文的相关研究结果可为进一步拓展基于超声干涉测量的光声断层成像的应用范围提供参考。     

Algorithm Study on Reconstruction of Refractive Angles in Fan Beam Diffraction Enhanced Computed Tomography

Based on the 360° computing method of refractive angle for parallel beam diffraction enhanced imaging computed tomography （DE-CT） technique, a new algorithm used to calculate the refractive angle for fan-beam DE-CT technique is developed. The refractive index gradient can be obtained by using the new algorithm with projection data of an object in the range of 0 - 360°, and the new algorithm only needs to set the analyser at half slope position of the rocking curve.     

豪斯费尔德（Hounsfield，Godfrey N，1919-2004）英国工程师（Engineer，England）

豪斯费尔德是计算机断层成像（CT）机器的设计者。用X射线照射人体，再检测透射后的强度，经计算机用卷积反投影法或快速傅里叶变换处理数据，然后重组人体断层图像。CT对人体内病灶的显示比X光照片清楚得多，因而能看出X光检查不到的病灶，如脑内出血。CT于1972年首次临床试验成功，因此豪斯费尔德与CT理论的奠基者科马克共享1979年诺贝尔生理学和医学奖。邮票H27右下缩微印刷的文字是“CT扫描和NMRI（核磁共振成像）使医学诊断技术发生革命性的变化”。     

小动物正电子断层成像仪性能测试

设计了一系列实验对Concorde MicroPET Rodent R4小动物正电子断层成像系统(该系统是Concorde Microsystems公司开发的小动物专用PET扫描仪，该扫描仪具有32层探测器环，动物入口孔径为120mm，横向视野为100mm，轴向深度为78mm，标称的视野中央处的空间分辨率可达1.8mm以下)的空间分辨率、灵敏度、散射率等性能参数进行了测试，测试结果显示该扫描仪视野中心的横向空间分辨率为1.9mm, 轴向空间分辨率为1.88mm, 在能窗设定为250—750keV时系统的绝对灵敏度为39.88 cps/kBq, 同样能窗下二维重建散射分数为50.6%,三维重建散射分数为32.3%. 关键词： 正电子断层成像仪 性能测试     

In Vivo Monitoring of Neovascularization in Tumour Angiogenesis by Photoacoustic Tomography

Photoacoustic tomography （PAT） is presented to in vivo monitor neovascularization in tumour angiogenesis with high resolution and high contrast images in a rat. With a circular scan system, the photoacoustic signal, generated by laser pulses at a wavelength of 532nm from a Q-switched Nd：YAG laser is captured by a hydrophone with a diameter of 1 mm and a sensitivity of 850nV/Pa. The vascular structure around the rat tumour is imaged clearly, with optimal contrast, because blood has strong absorption near this wavelength. Serial noninvasive photoacoustic images of neovascularization in tumour angiogenesis are also obtained consecutively from a growing tumour implanted under the skin of a rat over a period of two weeks. This work demonstrates that PAT can potentially provide a powerful tool for tumour angiogenesis detection in cancer research. It will bring us closer to clinical applications for tumour diagnosis and treatment monitoring.     

凤滩水电站扩建工程进水口反倾层状结构边坡岩体特征与加固处理

凤滩水电站扩建工程进水口边坡为厚层反倾结构边坡,岩体完整性好,由于边坡及进水口段洞室开挖未及时支护,导致进水口段上部边坡岩体产生轻微倾倒变形。本文描述了该进水口部位的地质条件,分析了进水口隧洞上部厚层反倾岩体稳定性。研究了施工过程中岩体发生轻微倾倒变形的原因,并提出了相应的加固处理方案,通过现场监测证明处理后边坡岩体是稳定的。     

紫坪铺库区断层分布规律统计分析

定量描述地质构造的分布规律对诸如核废料地质处置、边坡稳定性分析、采矿工程以及水利水电工程都具有十分重要的意义。本文根据紫坪铺水库工程区域地质图,通过提取断层信息的方法,获得了断层分布图。对紫坪铺水利枢纽工程库区内尺度跨越3个数量级、共126条断层进行了统计分析,获得了断层长度-数量间的幂律关系,即N(r)~r^-D。并通过分段线性拟合的方法,计算了幂指数的值。发现当断层长度r<2.5km时,幂指数D=0.32;而当断层长度r≥2.5km时,幂指数D=1.58。该幂律关系对推演更小或更大规模断层分布具有重要意义。     

新疆开都河大山口水电站场区基岩中断层活动研究

新疆开都河大山口水电站位于南天山现代地壳构造运动仍十分活跃的地区，野外地质研究表明，通过工程区的洪水沟大断层新活动延续到晚更新世末期；工程区的小断层F9最后活动在晚更新世以前。通过对采自这两条断层的断层物质样品的变形显微构造、石英颗粒形貌和类型、TL年龄的分析测定，揭示出洪水沟大断层在工程区段的主活动期为上新世晚期至早更新世，中更新世以后己无明显活动；F9断层最后一次较强烈活动的上限时间为距今9万年左右。结果表明，电站坝区是地壳活动相对较稳定的、较好的场点。     

新疆特克斯河下游河段断层活动性研究

新疆特克斯河上拟修建的恰普其海电站和山口电站位于断裂构造发育、新活动强烈的天山地区。野外地质研究表明，工程区的5条主要断层在第四纪均有活动。对采自工程区的特克斯河断层和F_1断层上的各种断层岩样品，应用变形岩石显微构造分析法、石英颗粒表面形貌法和热释光测年法进行了综合分析测试，结果表明，早期沿断层部位发生过慢速率的韧性变形作用，后沿韧性变形带发生脆性破裂。断层主活动期在上新世末期到早更新世，断层活动时的差异应力为130MPa,以挤压为主。更新世以后，断层活动强度大大减弱，但仍有明显活动，断层最后一次较强烈活动的下限时代为晚更新世末或全新世初。为确保工程安全，在最后确定场址时应尽可能避开活断层，在工程设计上也应增加一定的安全措施。     

西南某巨型水电站坝区推覆断层研究

马家河坝断层发育于金沙江某巨型水电站库区,距坝址最近仅3km,且沿江两岸出露,主断面不同部分和次级断层结构样式和变形特征复杂。所以对断层的认识一直是大坝稳定性评价的重点也是争论的焦点。通过大比例尺野外填图、开挖平硐和室内构造解析获得了大量新资料,认为该断层是一个发育在地台内部的小型推覆构造。首次厘定了断层几何学和运动学特征和影响范围,分析了断层的动力学机制。这对大坝的施工和蓄水后的安全运行有重大意义。