PVDF超声探头的特性和电学匹配

本文着重介绍了一种新的超声探头--PVDF（Polyvinglidene-Flouride)探头的特性和等效电路，并研究了如何将这类探头与发射和接收电路进行西文方可获得高分辨率。     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

肝脏FDG代谢模型的参数估计

利用房室模型进行肝脏[18F]氟代脱氧葡萄糖([18F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose,FDG)代谢的动力学研究是进行人体功能信息的建模和研究肝脏葡萄糖代谢率的重要手段。动力学研究需要得到血液中的示踪剂浓度随时间变化曲线,将其作为模型的输入,估计出肝脏FDG代谢模型的动力学参数。然而,肝脏存在肝动脉输入和肝门静脉输入。研究分别采用动脉和门静脉的双输入方式和动脉的单输入方式作为血液输入曲线,用这两个输入函数分别进行了肝脏FDG代谢的动力学研究,比较了用两种方法所得到的结果。结果显示,在人体肝脏的FDG代谢研究中,用两种输入曲线得到的结果存在明显的不同,并且用双输入曲线得到的结果更加准确。     

软组织应变重建的自适应分段算法

生物软组织的弹性系数通常和组织的病理状态有关。弹性成像技术有希望成为软组织病变诊断和力学特性评价的有效手段。基于通常的利用超声回波和时域互相关技术重建组织弹性及应变分布的方法,提出了一种超声回波跟踪波段的自适应筛选算法,以牺牲一定的纵向分辨率为代价来换取重建误差的减小。计算机仿真实验的结果揭示了这种方法的可行性。另外,还提出了一种应变重建前进行数据预处理的方法。     

心动周期中超声背向散射积分起伏成因的计算机仿真研究

本文针对心动周期中心肌超声背向散射积分(IB)起伏的成因进行了计算机仿真研究。在前人实验数据的基础上,建立了心肌组织超声背向散射的仿真模型,研究了各种可能的因素对IB取值的影响。初步的研究结果表明,心肌厚度的变化与IB的变化直接相关,并且此厚度的变化通过使得心肌纤维的几何排列状况与几何尺寸,尤其是心肌纤维的分布密度变化而对IB起作用。以此为IB变化的成因,可以解释病理状况下IB的变化幅度与变化趋势相对于正常情况下的差异,对其它许多实验现象亦可以解释。研究结果表明,心肌厚度变化引起的心肌纤维分布密度以外其它因素的变化也会影响IB的取值,并且可能是不可忽视的。     

利用重归一化Numerov方法研究超冷双原子碰撞

采用重归一化Numerov算法求解关于超低温双原子碰撞问题的非含时薛定谔方程组.以39K-133Cs碰撞为例,研究了超低温下双原子Feshbach共振的性质.结果表明,重归一化Numerov算法可以很精确地描述超冷条件下碰撞过程.与改进的logarithmic derivative算法相比,在同等参数条件下,重归一化Numerov方法在计算效率上虽然有一定劣势,但在大格点步长参数范围内有着更好的稳定性.提出重归一化Numerov和logarithmic derivative算法相结合的传播方法,在保证结果精度的同时大大减少了计算时间.此项算法也可以应用于求解任意温度下的两体碰撞耦合薛定谔方程组.     

基于扰动算法的组织光学断层图像重建

为了克服扰动算法初始值选择的局限性,提出了定性重建组织的吸收系数图像的预定标技术。根据由初始猜测值求出的边界上的正问题的解与实际边界测量值的比例关系,对吸收系数的初始值进行修正,使之达到一个合适的值之后再用于求逆运算,并在迭代过程中保持漫射系数的值不变。仿真实验中对组织吸收系数图像在采用和不采用预定标技术的情况下分别进行重建。结果表明,在初始值偏离真实解较远时,只有采用预定标技术才能得到预期结果。可见,预定标技术是对传统扰动算法的一种有效的改进。     

[18F]氟代脱氧葡萄糖(FDG)动力学研究中的输入曲线

为了利用正电子发射断层成像来研究[18F]氟代脱氧葡萄糖在体内代谢节,用血池感兴趣区法与标准输入函数法相结合的方法,无损确定代谢模型的输入曲线。在三维动态图像中,选择主动脉在远离主要代谢器官的部分作为感兴趣区,提取时间活度曲线,再利用基于人群得到的标准输入曲线进行部分拟合来减小噪声,得到输入曲线。通过仿真实验对200套带有不同噪声和污染影响的输入曲线进行处理,验证了该方法的可行性和有效性。该方法已应用于临床数据处理,可以用于临床动态成像中无损确定输入曲线。     

二维超声应变重建的有限元仿真与组织实验

近几年来,利用超声散射回波测量生物组织弹性系数的超声应变成象方法得到了很大的发展。本文建立了基于有限元分析的二维软组织超声散射模型,并通过这一模型获得了组织在压缩前后的仿真超声散射回波。对模型组织超声散射回波的应变重建实验结果表明,组织在压缩过程中垂直于压缩方向的形变会引入重建应变误差,采用中心部位的扫描线,减小压缩比能减小该误差,提高应变图象的质量。组织实验的结果表明,有限元散射模型能模拟实际组织应变成象的情况,为组织实验提供参考。     

超声应变重建的仿真研究

本文提出了一种基于匹配滤波器的用于估计生物组织内部应变的方法,并且为了检验这一技术的可行性,本文还详细介绍了一线超声弹性散射回波模型的建立方法.计算机仿真的结果揭示了这种估计内部应变的方法在人体组织弹性定征领域的应用前景。