一种基于磁敏感加权成像的三维脑静脉中心线提取技术

探究基于磁敏感加权成像（SWI）的脑静脉中心线提取技术,在利用图像海森（Hessian）矩阵的几何特性提取出三维脑静脉的基础上,对得到的二值静脉血管图像进行快速三维欧几里德距离变换,得到静脉血管的距离图,再计算距离图中每一个体素的Hessian矩阵,利用Hessian矩阵的特征值和特征向量提取出静脉血管的中心点,并得到相应的血管半径大小。最后用Dijkstra最短路径连接法将中心点连接成线,便得到了静脉血管的中心线。     

弥散加权成像在原发性癫痫诊断中的诊断价值

目的:应用弥散加权成像(DTI)分析原发性癫痫(IE)大脑白质弥散张量的改变.方法:对30名原发性癫痫患者以及30名正常对照者,分别行常规T1WI、T2WI、FLAIR序列以及DTI检查,并重建每个受试者的平均弥散系数(ADC)图及部分各向异性(FA)图,分别在双侧海马、额叶、丘脑以及胼胝体膝部、压部测量ADC与FA值...     

原子力显微镜磁驱动轻敲模式在活细胞成像中的应用研究

应用MI公司最新发展的磁驱动轻敲模式(MAC mode)时体外培养成纤维细胞系3T3细胞进行在位成像研究.分别用力常数为0.95 N/m及0.03 N/m的微悬臂进行磁驱动轻敲模式成像,并与接触模式进行比较.同时研究了固定细胞与活体细胞之间的形貌差异.结果显示,利用上述两种微悬臂探针,磁驱动轻敲模式均可获得高分辨像.与接触模式相比,磁驱动轻敲模式对活细胞的影响较小,在细胞膜表面微结构及细胞内亚结构成像方面,有明显优势.而接触模式由于其施力方式,使活细胞应力纤维应激性绷紧,更适合于对活体细胞应力纤维的成像研究.固定细胞与活细胞表面形貌存在较大差异,在生理环境下,进行活细胞检测更能了解细胞的真实状况.     

数控电位器在磁共振成像系统中的应用

把数控电位器用于磁共振成像系统中梯度预加重电路,使电路中增益和时间常数的调整从人工方式改变为计算机数字控制方式,可以大大提高调整的效率并能实现自动调整。     

功能近红外光谱在大脑成像中的研究及应用

近红外光谱的650～1000 nm是大脑成像的“光学窗口”,功能近红外光谱技术对大脑成像具有非侵入、无需注射造影剂、成本低和方便等优点,被应用于脑成像。概述了近红外光谱在大脑成像中的原理、方法及发展,总结分析了功能近红外光谱技术对大脑探测在提高系统分辨率方法的3个主要阶段,提出了存在的问题和发展前景。     

改进GCNs在指静脉特征表达中的应用

基于图模型的指静脉全局特征表达方法不仅可以降低成像质量对采集设备的依赖性,还能提高匹配效率。针对于目前指静脉图模型的研究中存在的图结构不稳定,匹配效率随图模型的变大而降低的问题,本文提出了一种基于SLIC(Simple Linear Iterative Clustering)超像素分割算法构建加权图的方法,并改进ChebyNet图卷积神经网络(Graph Convolutional Neural Networks, GCNs)提取加权图的图级(graph-level)特征。针对指静脉样本数普遍较少,而ChebyNet中卷积网络参数量较大容易造成过拟合以及其快速池化层不能自适应地选择节点的问题,本文提出了全局池化结构的改进GCNs模型SCheby-MgPool(Simplified Cheby-Multi gPool)。实验结果表明,本文提出的方法提取的指静脉特征在识别精度,匹配效率上都具有较好的性能。      

相差成像技术在PP／PE微结构研究中的应用

对半结晶的聚合物PE和PP而言,当结晶不满足Bragg取向时,靠散射反差几乎不可能区分非晶区和结晶区。所以,对大多数多相聚合物体系,相差是一种很重要的成像技术。在PP/PE共混体系中,如何区分PP和PE是聚合物透射电子显微学中的难点。本文采用相差成像技术成功地揭示出PP和PP/PE超薄膜中的片晶结构,而无需借助重金属修饰或化学染色技术。理论计算表明,只要样品足够薄,利用位相反差区分HDPE和PP的晶区是切实可行的。实验像证实了上述理论预测。     

先进成像技术在失效分析中的应用

失效分析是半导体集成电路制造和高可靠应用过程的重要组成部分。本文着重讨论了失效分析中能够快速定位芯片内故障的成像技术。     

磁性纳米材料及其在癌症诊疗中的应用

磁性纳米材料在不同的尺寸下分别呈现出铁磁性和超顺磁性。介绍了不同形式和用途的磁性纳米材料,包括磁性纳米颗粒、磁性脂质体、磁流体、铁磁微晶玻璃、碳铁复合物、超顺磁性氧化铁等,并对近年来磁性纳米材料在磁共振成像、肿瘤细胞分离、肿瘤靶向热疗、栓塞治疗及药物磁导向方面的应用进行了综述。总结了磁性纳米材料在癌症诊断及治疗中的作用和面临的困难,并对磁性纳米材料在深部肿瘤的诊断及癌症的联合治疗、基因治疗等应用方向进行了展望。     

磁法在新疆火烧区勘探中的应用

简要介绍了磁法应用于勘探火烧区范围的电磁学理论基础和地球物理前提,以一次实际的磁法勘探为例,绘制磁测曲线和磁异常剖面,通过数据分析并参照当地地质情况圈定异常区域,最后结合实际勘探经验探讨了磁法应用于煤矿火烧区圈定的优势和局限性。     

磁共振成像仪的线圈调谐检测模块设计

线圈作为磁共振成像系统的重要组成部分,其性能直接影响成像质量.为了尽可能保证信噪比和图像质量,探测前需进行线圈调谐.调谐时,通过微调线圈的共振频率和阻抗两个参数,使线圈共振频率与拉莫尔频率一致,线圈和前放电路阻抗匹配.本文设计了一种线圈调谐的检测模块,阐述了模块的工作原理和软硬件设计.模块包括测量、处理两个部分,其中采用STM32采集电压数据,通过数据转换后用液晶屏显示实时波形.实际结果表明,此检测模块不仅延续了上位机调谐显示直观清晰的优点,而且兼具独立数码显示表的操作便捷的优点.     

Morphological Evolution and Magnetic Property of Rare‐Earth‐Doped Hematite Nanoparticles: Promising Contrast Agents for T1‐Weighted Magnetic Resonance Imaging

A series of uniform rare‐earth‐doped hematite (α‐Fe₂O₃) nanoparticles are synthesized by a facile hydrothermal strategy. In a typical case of gadolinium (Gd)‐doped α‐Fe₂O₃, the morphology and chemical composition can be readily tailored by tuning the initial proportion of Gd³⁺/Fe³⁺ sources. As a result, the products are observed to be stretched into more elongated shapes with an increasing dopant ratio. As a benefit of such an elongated morphological feature and Gd³⁺ ions of larger effective magnetic moment than Fe³⁺, the doped product with the highest ratio of Gd³⁺ at 5.7% shows abnormal ferromagnetic features with a remnant magnetization of 0.605 emu g^?1 and a coercivity value of 430 Oe at 4 K. Density of states calculations also reveal the increase of total magnetic moment induced by Gd³⁺ dopant in α‐Fe₂O₃ hosts, as well as possible change of magnetic arrangement. As‐synthesized Gd‐doped α‐Fe₂O₃ nanoparticles are probed as contrast agents for T1‐weighted magnetic resonance imaging, achieving a remarkable enhancement effect for both in vitro and in vivo tests.     

RGD‐Conjugated Nanoscale Coordination Polymers for Targeted T1‐ and T2‐weighted Magnetic Resonance Imaging of Tumors in Vivo

Development of multifunctional nanoscale coordination polymers (NCPs) allowing for T₁‐ and T₂‐weighted targeted magnetic resonance (MR) imaging of tumors could significantly improve the diagnosis accuracy. In this study, nanoscale coordination polymers (NCPs) with a diameter of ≈80 nm are obtained with 1,1′‐dicarboxyl ferrocene (Fc) as building blocks and magnetic gadolinium(III) ions as metallic nodes using a nanoprecipitation method, then further aminated through silanization. The amine‐functionalized Fc‐Gd@SiO₂ NCPs enable the covalent conjugation of a fluorescent rhodamine dye (RBITC) and an arginine‐glycine‐aspartic acid (RGD) peptide as a targeting ligand onto their surface. The formed water‐dispersible Fc‐Gd@SiO₂(RBITC)–RGD NCPs exhibit a low cytotoxicity, as confirmed by MTT assay. They have a longitudinal relaxivity (r₁) of 5.1 mM^?1 s^?1 and transversal relaxivity (r₂) of 21.7 mM^?1 s^?1, suggesting their possible use as both T₁‐positive and T₂‐negative contrast agents. In vivo MR imaging experiments show that the signal of tumor over‐expressing high affinity α_vβ₃ integrin from T₁‐weighted MR imaging is positively enhanced 47±5%, and negatively decreased 33±5% from T₂‐weighted MR imaging after intravenous injection of Fc‐Gd@SiO₂(RBITC)–RGD NCPs.     

Time‐Dependent T1–T2 Switchable Magnetic Resonance Imaging Realized by c(RGDyK) Modified Ultrasmall Fe3O4 Nanoprobes

To achieve the accurate diagnosis of tumor with the magnetic resonance imaging (MRI), nanomaterials‐based contrast agents are developed rapidly. Here, a tumor targeting nanoprobe of c(RGDyK) modified ultrasmall sized iron oxide is reported with high saturation magnetization and high T₁‐weighted imaging capability, attributed to a large number of paramagnetic centers on the surface of nanoprobes and rapid water proton exchange rate (inner sphere model), as well as strong superparamagnetism (outer sphere model). These nanoprobes could actively target and gradually accumulate at the tumor site with a time‐dependent T₁–T₂ contrast enhancement imaging effect. In in vivo MRI experiments, the nanoprobes exhibit the best T₁ contrast enhancement at 30 min after intravenous administration, followed by gradually vanishing and generating T₂ contrast enhancement with increasing time at tumor site. This is likely due to time‐dependent nanoprobes aggregation in tumor, in good agreement with in vitro experiment where aggregated nanoprobes display larger r₂/r₁ value (19.1) than that of the dispersed nanoprobes (2.8). This dynamic property is completely different from other T₁‐T₂ dual‐modal nanoprobes which commonly exhibit the T₁‐ and T₂‐weighted enhancement effect at the same time. To sum up, these c(RGDyK) modified ultrasmall Fe₃O₄ nanoprobes have significant potential to improve the diagnostic accuracy and sensitivity in MRI.     

基于加权Schatten p范数最小化的磁共振图像重构方法研究

本文提出了一种基于加权Schatten p范数最小化（Weighted Schatten p-Norm Minimization,WSNM）的磁共振图像重构算法,该方法利用磁共振图像的非局部自相似性,并结合Schatten p范数和不同秩元素重要性的加权因子,实现磁共振图像重构过程的低秩约束.此外,采用交替方向乘子算法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）来求解基于WSNM磁共振图像重构的非凸最小化问题.实验结果表明,相比于最近的磁共振重构算法,基于WSNM的磁共振图像重构方法具有更好的重建效果,可获得更高的峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio,PSNR）和更好的结构相似性（Structural Similarity,SSIM）.     

单像素成像在特殊波段及三维成像的应用发展

与传统的面阵成像技术不同,单像素成像技术作为一种新型的计算成像技术,使用不具备空间分辨能力的桶探测器,结合空间光场调制技术,通过关联算法重构待成像物体的空间强度信息,在研究界得到了广泛的关注。近年来,单像素成像技术被广泛应用于各种波段的成像领域,尤其是在某些面阵探测器价格昂贵甚至无法制备的特殊波段,单像素成像技术逐步发展为一项低成本高成像质量的替代技术。并且,在三维成像技术中,大量基于单像素成像的相关研究工作也被相继提出。文中主要介绍了单像素成像技术的基本原理及应用发展历程,并着重介绍了其在条纹结构投影三维成像技术中的应用工作。     

迫近算子在MR图像快速重建中的应用研究

 将迫近算子用于求解基于压缩感知理论的磁共振图像快速重建模型,得到了一个高效的迭代重建算法.将该算法用于部分K空间数据重建,并就算法对噪声的敏感性及算法对迭代初值的依赖性进行了仿真实验.实验结果表明,算法对噪声不敏感,对初值也没有显著的依赖性,该算法可由极少量K空间数据重建出高质量的MR图像.