早期乳腺肿瘤的超宽带微波稳健波束形成成像检测系统

提出了一种基于自主设计小型超宽带天线的微波稳健波束形成(RCB)成像肿瘤检测系统.仿真结果表明,该检测系统对肿瘤反射信号有很高的敏感度.在简单平面模型和核磁共振成像图(MRI)导出模型中进行仿真检测实验,并将天线阵列接收信号用RCB算法进行成像处理.从乳房重构图像中能够得到正确的肿瘤位置及大小信息,实现了平面模型中最小直径3 mm和MRI导出模型中最小直径4 mm的肿瘤检测,证实了该检测系统用于早期乳腺肿瘤检测的可行性.     

乳腺癌检测的三维微波热声成像技术

提出了三维微波热声成像技术检测早期乳腺肿瘤,成像同时具有高对比度和高分辨率的特点.该技术利用自适应的鲁棒Capon波束成形(RCB)算法进行信号处理和图像重建.基于电磁学和声学时域有限差分(FDTD)法,进行微波热声成像仿真,算例结果证实了该技术用于诊断早期乳腺肿瘤的可行性. 关键词： 乳腺癌检测 微波热声成像 鲁棒的Capon波束成形 时域有限差分     

人乳腺癌组织阵列拉曼谱的模型成像研究

测量了人体乳腺管正常上皮组织及浸润性导管癌组织的阵列(Mapping)拉曼谱;利用作者前期建立的人体乳腺组织拉曼光谱模型,拟合了这些阵列谱,并将得到的归一化的拟合系数映射为灰度值,构建了乳腺组织的阵列拉曼谱模型成像。结果表明,这种模型成像具有较为明确的意义,尤其是细胞质、DNA、细胞间质基谱的拟合系数成像,较为清晰地呈现肌动蛋白、DNA及胶原的空间分布特征以及组织形态结构。与相关系数成像比较,模型成像给出了相似的结果。但模型成像对生化物质含量更敏感,成像分辨率更高。模型成像还显示癌变组织中细胞核明显增大、与细胞质相对比例明显增高,并为发展乳腺肿瘤拉曼诊断方法提供实验依据。     

菲涅尔区域的乳腺三维超声成像技术

该文提出了一种基于菲涅尔区域的乳腺三维超声成像技术,可实现病变组织早期的定性诊断与定量监测。主要研究内容包括：采用透射方式,以慢度作为反演参量,将正演与反演的透射时间差作为迭代判据,基于菲涅尔区域法实现乳腺组织的二维反演成像;根据柱面传感阵列的分布特点,将乳腺三维超声成像问题转为二维成像问题,进而实现乳腺三维超声成像;计算三维病变成像声速及尺寸误差,并分析菲涅尔区域法的成像分辨率以及入射频率对成像分辨率的影响。该文研究结果证明基于柱面传感阵列的菲涅尔区域法可实现乳腺三维超声成像并有效实现病变早期监测与诊断。     

超宽带微波检测早期乳腺肿瘤三维仿真

超宽带微波成像技术可作为有效的方法用于乳房早期乳腺肿瘤的检测. 该方法基于乳房组织和肿瘤之间较大的电学特性差异的特点进行成像, 能提供足够的分辨率以及足够的穿透深度. 本文采用时域有限差分方法建立超宽带微波信号在三维乳房组织中传播的模型, 并采用单极德拜模型完成了生物组织色散特性的模拟. 利用8发9收的天线阵列实现微波肿瘤探测, 利用共焦成像算法对乳房组织进行图像重构并进行肿瘤定位. 仿真结果显示共焦成像算法能够实现最小直径3 mm的肿瘤的检测, 同时证实了超宽带微波成像技术应用于早期乳腺肿瘤检测的有效性. 关键词： 微波成像 肿瘤检测 时域有限差分 共焦成像算法     

空域近红外光谱乳腺检测仪研制及应用

为了早期诊断和治疗女性乳腺疾病,保障女性健康,利用空间分辨近红外光谱分析技术,研制出空间分辨的近红外光谱乳腺疾病检测装置。这种装置具有检测方便、无创、无辐射、成本低等优点。对女性乳腺进行了实际检测,与医生诊断结果进行比较后发现该空域近红外光谱乳腺检测仪检测数据可靠,可作为X光成像和核磁共振成像等精确检测手段前的预检测,是一项值得推广应用的乳腺疾病早期诊断新技术。     

三维集成成像显示系统分辨率的测试模型设计

建立了三维集成成像显示系统的分辨率测试模型,对模型所采用的形状、比例和条纹宽度等进行设计研究.首先,根据集成成像技术多角度拍摄测试模型得到视差图;然后,根据二维分辨率测试卡的测试方法对视差图清晰度线进行标定;最后,计算视差图得到合成图像并显示到集成成像系统上,测试得到系统重构三维物体的分辨率.实验结果表明:该设计支持观察者测试不同角度、不同深度的显示分辨率,量化了集成成像显示系统分辨率.模型包含8级分辨率清晰度线,基本满足当前三维显示系统分辨率的测试范围,可用于测量集成成像显示系统的重构景深和视场角.     

重建Cole-Cole模型参数的时域微波乳腺筛查技术

提出一种时域微波层析成像新技术，分别通过非线性最优化方法、正则化方法、Cole-Cole建模方法，有效地克服了时域微波成像技术在筛查早期乳腺肿瘤出现的成像问题非线性、病态特性及乳腺组织色散特性等困难.在二维的数值算例中，考虑噪声影响，仿真结果初步证实：该技术检测小尺寸乳腺肿瘤是可行的；易于发现浅层肿瘤；且反演静态电导率的精度最高.     

大脑的量子传感技术

<正>大多医学成像的目的是获取身体内部结构信息,从而使医生获得可用于治疗的关键信息。但对于许多疾病,我们不止要了解其结构,更重要的是要去探究器官的功能。这一点对于评估包括癫痫、痴呆或精神健康问题在内的大脑紊乱疾病尤为重要。脑磁图(MEG)是脑功能成像的一种新方法,用来测量流经神经元群的电流所产生的磁场,其数学模型可以生成显示神经电流瞬间波动的三维图像(图1(a))。脑磁图是一种安全非侵入式的成像方式,被广泛应用于研究以及理解健康和疾病状态下的大脑(图1(b))。然而,     

声相(像)仪

正声相(像)仪(Sound imaging instrument)又名声学照相机(Acoustic camera),是中国科学院声学研究所自主研制的用眼睛"看"声音的成场成像分析系统,即"拍声音"。其典型应用是噪声源定位。传声器阵列声成像(Acoustic imaging)测量是将声像图与视频图像透明叠加,直观分析噪声状态,用于测量物体发出的声音的位置和声音辐射的状态,以声像图的颜色代表声音的强弱,帮助人们直观地认识声场、声波、声源,了解机器设备产生噪声的部位和原因。声成像质量的主要指标:图像的分辨率、成像速度、淅晰度、成像频率范围、畸变和虚像等。声相仪是一种高度集成的模块化便携仪器,以精确成     

同步辐射的医学应用

介绍了同步辐射心血管造影术、计算机断层扫描术、肺部支气管成像术、乳腺成像术、辐射治疗等医学活体诊断和治疗技术的原理、应用现状以及近年来国际上各同步辐射实验室医学应用的发展情况．     

用空间图像融合技术进行三维重建的研究

研究了从多个空间角度获得的三维物体图像的融全处理技术,并用于构成计算机三维重建时所需的表面纹理图。从光学成像系统获得的图像仅仅是三维物体在像平面上的投影,不能直接作为三维重建时的纹理图使用,必须消除由透视关系、几何投影关系等造成的畸变才能得到物体表面真实的纹理图。给出了反透视变换和逆几何投影变换所需的关系式,并将其用于真实物体三维重建时的表方理图的处理,得到了很好的结果。     

针对多散斑图的差分压缩鬼成像方案研究

鬼成像方案实现所需设备、成像的质量以及成像所花的时间是决定鬼成像技术可实用化的重要因素. 本文提出一种针对多散斑图的差分压缩鬼成像方案. 该方案通过连续探测多个独立的散斑图, 降低了热光鬼成像方案对探测器高时间分辨力的要求; 通过采用差分方法, 抑制了背景噪声和其他噪声源的干扰; 通过使用压缩感知重建算法, 有效地降低了鬼成像所需时间并同时提升成像的质量. 数值仿真结果表明, 对于二灰度“N” 图, 本方案在8000次的采样情形下与多散斑图鬼成像方案35000次采样的结果相比, 均方误差降低了96.9%、峰值信噪比提升15.1 dB. 对于八灰度“Pepper”图, 本方案与多散斑图鬼成像方案相比, PSNR提升11.4 dB. 本方案可降低探测设备的要求、提高成像质量、降低重建时间, 具有广阔的应用前景.     

关于成像公式精确性的分析

1 透镜、面镜成像与成像公式 图1和图2是经典的面镜成像和透镜成像的光路图.由物求像,由像求物,由物、像求焦点的问题都由光路图得到.     

乳腺癌的傅里叶变换红外光谱成像研究

傅里叶变换红外光谱(FTIR)成像技术可同时获得组织样本的空间分布信息和红外光谱信息。本文利用FTIR成像技术对离体原位乳腺组织样本进行原位研究,通过特征谱带吸光度比值(面积比值)图像结合FTIR光谱分析研究健康和癌变乳腺组织的差异。发现乳腺癌组织的特征带吸光度比值A1087/A1455、A1238/A1455、A1550/A1455、A1650/A1455相对于健康组织明显增大,A1160/A1087、A1740/A1550则减小。研究结果论证了乳腺组织癌变过程中大分子含量的变化规律,体现了FTIR成像技术在乳腺癌诊断方面的准确性、直观性和可行性,其有潜力成为基础研究和临床诊断的一种准确有效的技术手段。     

人体肿瘤组织的拉曼光谱相关系数成像

运用逐点扫描(Scanning)采谱技术,测量了人体乳腺肿瘤组织的阵列拉曼光谱集(Mapping);利用自编的软件,分析和计算了该谱集与参考谱DNA、细胞质等拉曼谱的相关系数;并将其映射为灰度值,构建了点阵的相关系数成像。结果表明,相关系数成像较好地反映了参考谱所代表的生化成分的分布;DNA谱与组织中其他成分谱的相关性很小,因此DNA谱的相关系数成像能够直接地反映成像区域DNA的分布,可信度尤其高。该研究结果为进一步研究乳腺肿瘤的拉曼诊断方法奠定了一定基础。     

乳腺组织的衍射增强成像

为了探讨X射线衍射增强成像(DEI)技术在乳腺癌早期诊断中的价值,利用北京同步辐射光源4W1A束线引出的硬X射线, 对大块的正常乳腺组织和癌变乳腺组织进行X射线衍射增强成像,并对DEI中获得的不同图像以及正常组织和癌变组织的DEI图像进行对照分析.结果显示: 在摇摆曲线顶部位置获得的图像(衍射图像)清晰度比较高,能够很好地反映出软组织中的结构. 表观吸收图像与传统的乳腺X光照片基本相似, 但分辨不同的软组织有一定的难度, 分辨的能力也不如衍射图像; 而折射图像能够很好地显示出正常乳腺组织和癌变乳腺组织中腺体的形状、大小、分布和结构上的差异. 因此, DEI技术在乳腺癌的诊断上有较高的价值, 可作为常规诊断手段的重要补充.     

基于长焦区聚焦换能器的扫描光声乳腺成像技术

报道了一种利用长焦区聚焦超声换能器检测光声信号的扫描光声乳腺成像系统.通过增加聚焦换能器焦区的长度,该技术可以快速实现对大块组织(如乳腺)的光声成像.测试结果表明,该实验系统能够对大块模拟样品中吸收体的位置、尺寸以及光能量吸收情况实现较为准确的成像.另外,实验中,该系统还可便捷地与传统的超声技术相结合,从而实现多模式复合的乳腺癌诊断.初步结果显示了该技术路线在乳腺癌早期诊断应用上的前景. 关键词： 乳腺癌诊断 光声成像 扫描光声层析术 脉冲回波法     

一种EPR谱图模拟软件的研制

采用Microsoft Visual BASIC 4.0 for Windows 95编写了一个EPR谱图模拟软件.此软件采用鼠标控制命令按键进行程序过程.得到的图象分辨率和色彩优于用其他早期开发的BASIC语言编写的程序,打印的黑白图象质量也很好.运算时间小于20秒.这种软件可用于多种EPR模拟应用,包括自由基EPR谱图的模拟、过渡金属离子E PR谱图的模拟和二维EPR成像的模拟.EPR成像可以彩色强度图、等高线图或三维俯视图来表示.所有的模拟图象均可用激光打印机打印成黑白图片.自由基模拟程序的数据组有2560点.EPR成像的像素一般为128×128点.     

同步辐射的医学应用

介绍了同步辐射心血管造影术,计算机断层扫描术,肺部支气管成像术,乳腺成像术,辐射治疗等医学活体诊断和治疗技术的原理,应用现状以及近年来国际上各同步辐射实验室医学应用的发展情况。