基于心脏电影磁共振图像的一种新的右心室多图谱分割方法

基于心脏电影磁共振图像的右心室(RV)分割,对心脏疾病的诊疗及预后有着十分重要的意义.右心室结构复杂,传统图像分割方法始终未能达到较高的精度.多图谱方法通过配准和融合来实现RV分割,是近几年RV分割中的主要方法之一.本文提出一种新的右心室多图谱分割方法,能够实现RV的全自动准分割.本文首先采用自适应仿射传播算法获取一系列图谱集,并基于豪斯多夫距离和归一化互信息选择与目标图像最相似的图谱集;然后,依次采用多分辨率的仿射变换和Diffeomorphic demons算法将目标图像配准到最相似图谱集,并将配准得到的形变场应用于标记图像获得粗分割结果;最后,本文采用COLLATE算法融合粗分割结果得到RV轮廓.30例心脏电影磁共振数据被用于回顾性分析.本文算法与放射专家手工分割的RV相比,Dice指标和豪斯多夫距离的平均值分别为0.84,11.46 mm;舒张末期容积,收缩末期容积,射血分数的相关系数和偏差均值分别是0.94,0.90,0.86;2.5113,–3.4783,0.0341.与卷积神经网络相比,本文算法在收缩末期的分割精度更接近手动分割结果.实验结果表明,该方法从有效的图谱选择和基于多分辨率的Diffeomorphic demons算法的多级配准提高了右心室分割的精度,有望应用于临床辅助诊断.     

空间相干与入射光子能量对临床类同轴X射线相衬成像影响

在临床实际应用中,X射线源是一个具有有限尺寸的多色光源.基于Fresnel-Kirchhoff衍射理论,考虑空间相干的影响,新的类同轴X射线相衬成像公式被导出.分别代表吸收效应与相位效应的吸收衬度传递函数和相位衬度传递函数从新公式得到.吸收衬度传递函数和相位衬度传递函数的曲线由Matlab给出,不同源半径的最佳成像位置也被计算.理论分析结果如下:1）当光源半径足够大时空间相干效应须被考虑,减小源半径可以增强相位效应|2）源半径与最佳成像位置间有确定关系,并在本文中给出|3）源尺寸效应对相位效应影响不是无限的|4）减小入射X射线光子能量将会显著增强相位效应,但不会对最佳成像位置有影响,因此,上述结论可以被拓展到多色光情况.为了验证理论结果,本文给出了对一个表面破损的光学玻璃微聚焦相衬成像的实验结果.其中一些实验结果与理论分析符合很好,但也有一些实验未达到预期,相关的解释文中也已给出.     

生物条形码检测技术及研究进展

生物条形码技术是指通过构建"金纳米颗粒-目标物-磁纳米颗粒"三明治结构,通过磁场作用将结合在金纳米颗粒表面的大量相同序列的寡聚核苷酸洗脱下来后进行进一步的信号放大,从而实现对目标物的间接或直接检测。该技术在蛋白质、核酸等生物大分子检测方面显示出极大的优势以及较高的灵敏度,在食品安全和传感检测领域的应用研究也越来越多,本文主要对基于生物条形码检测技术的原理、合成技术、应用和发展前景进行了综述。     

基于3D全卷积神经网络的肺叶自动分割方法

基于电子计算机断层扫描(CT)影像的肺叶分割是医生诊断和治疗肺部疾病的重要参考之一,但肺叶边界的模糊以及手动分割的巨大工作量使得医生难以准确、快速地分割肺叶。为此,提出了一种基于新型3D全卷积神经网络的肺叶自动分割方法。对原始CT图像进行预处理,然后利用预处理后图像训练卷积神经网络,再将待分割图像输入到训练好的网络模型中,实现CT图像中肺叶的自动分割。实验数据包括来自上海市肺科医院的50例肺部疾病患者的CT图像,30例被用于训练,20例被用于测试。对分割结果进行了定量评价,其中Dice系数为0.961,Jaccard相似系数为0.916。实验结果表明该肺叶自动分割算法具有更好的分割性能以及更强的泛化能力,即使在训练集数据较少的情况下,也能够准确、快速的分割肺叶。     

基于GAN的人脸超分辨率重建算法研究

为解决当前人脸超分辨率算法细节处理不足和过度平滑等问题,基于对抗网络技术提出一种针对单一面部图像的超分辨率重建算法。在生成网络中并联边缘检测网络,提取丰富的人脸轮廓细节以辅助特征提取,通过Ranger优化器优化网络训练过程,最终结合客观评价和主观评价指标,建立数学模型综合评价重建效果。实验结果表明,算法较三次样条法、SRGAN、FSRCNN等方法具有更优的主观和客观评价结果。提升了面部的细节复原能力,具有更好的重建效果。     

基于离子交换条波导的生物溶液浓度传感研究

提出并实施了一种实验推定离子交换单模条波导折射率分布的新方法,给出扩散系数可用常量等效的离子交换条件,导出了条波导离子交换制备过程的两维扩散方程的一般解,拟合推定了离子交换条波导的折射率分布.多波长测试的折射率色散通过引入玻璃色散关系解决,样品测试中表征导模吸收损耗的传播常量虚部由KK变换确定.在此基础上,试制了光纤-条波导-光纤一体化传感器结构,验证实测了多种不同浓度的葡萄糖溶液,最低检测限为0.1 μM,实现了低浓度微量测试,验证了条波导传感机制的有效性.     

复合式提取净化体系结合超高效液相色谱-串联质谱法检测畜禽肉中120种抗生素药物残留

建立了畜禽肉中兽药抗生素的复合式预处理方法，同时对8大类120种理化性质差异较大的目标化合物进行有效的提取和净化，并通过超高效液相色谱-串联质谱仪对其进行准确的筛查分析。样品经Na₂EDTA-Mcllvaine缓冲液溶解分散，由1.5%（v/v）甲酸乙腈提取，采用Oasis PRiME HLB通过式固相萃取、正己烷液液萃取两种方式先后对提取液进行净化。目标物在Atlantis^® T3色谱柱（100 mm×2.1 mm，3 μm）上，以乙腈和0.1%（v/v）甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱分离，在正离子（ESI⁺）多反应监测（MRM）模式下进行定性定量分析。实验考察了不同pH条件的提取溶剂和不同净化方式对目标化合物回收率的影响并优化其条件。所建立的方法确保120种兽药在1.0~50.0 μg/L范围内线性关系良好，线性相关系数（r²）≥ 0.9953，其中89种化合物的r² ≥ 0.9990。7种化合物的定量限（LOQ）为10.0 μg/kg，21种化合物的LOQ为5.0 μg/kg，其余92种化合物的LOQ均≤ 2.0 μg/kg。低、中、高3个添加水平下的平均回收率为71.5%~109.2%，相对标准偏差为0.6%~15.3%。该方法灵敏高效，回收率优良，重复性稳定，适用于畜禽肉中多种抗生素药物的同时筛查检测。     

基质固相分散-液相色谱串联质谱法同时检测鸡蛋中15种真菌毒素生物标志物

采用基质固相分散( Matrix solid phase dispersion, MSPD)技术,结合高效液相色谱-电喷雾离子化串联质谱联用技术( HPLC-ESI-MS/MS)分析,在多反应监测( MRM)模式下建立了鸡蛋中呕吐毒素、黄曲霉素、玉米赤霉烯酮等15种真菌毒素生物标志物的同时定量分析的方法。样品与吸附剂C18颗粒直接混合装柱,并用20 mL 1 mmol/L甲酸铵的乙腈/甲醇(1：1, V/V)溶液洗脱、吹干,萃取液经复溶、过滤后即可进行检测,整个分析过程无需复杂的净化、离心等步骤。本方法在0.2~100 ng/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数R2逸0.9931,检出限在0.05~2.0μg/kg 之间,定量限在0.2~4.0μg/kg 之间,样品的提取回收率为61%~90%。     

表面增强拉曼光谱法测定牛奶中青霉素G钠的残留量北大核心CSCD

青霉素G钠(NaBP)溶液的常规拉曼光谱信号微弱.将制备的浓缩银纳米粒子(AgNPs)20μL与不同浓度(1×10^(-9)~1×10^(-1)mol·L^(-1))的青霉素G钠溶液(pH 6)20μL混合,所得混合液的表面增强拉曼光谱(SERS)信号显著增强,在上述混合液中加入1×10^(-2)mol􀅰L^(-1)硫酸镁溶液8μL,青霉素G钠SERS增强效果最佳.据此,提出了以AgNPs为基底,硫酸镁为凝聚剂,采用SERS测定青霉素G钠含量的方法,并用于加标牛奶样品的检测.结果表明,青霉素G钠浓度为1×10^(-8)~1×10^(-3)mol·L^(-1)时,其浓度的对数值与相应的SERS信号强度呈线性关系,检出限(3s/k)为8.2×10^(-9)mol·L^(-1).按标准加入法进行回收试验,回收率为80.0%~96.0%,测定值的相对标准偏差(n=5)为2.3%~6.5%.