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基于滤波反投影算法磁感应成像噪声抑制能力的质量评估
磁感应成像是一种利用电磁感应原理重构生物组织电导率分布的非接触式电阻抗成像技术.利用一组亥姆霍兹线圈为激励源,能在成像区域内产生均匀分布的激励磁场,从而能够简化成像算法.系统模型由背景物体、异物、亥姆霍兹线圈和20个检测线圈构成.利用滤波反投影算法重构图像,研究该系统下单目标和双目标的图像重构,并且通过并利用相关系数、归一化均方距离和归一化平均绝对距离3个评估参数分析算法对不同噪声的抑制能力.结果表明,当信噪比≥30dB时,单目标和双目标异物成像效果接近没有噪声的成像结果.
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0.5T永磁MRI系统参数测量
目的:建立一套测量方法检测本课题组完成的0.5T C型永磁型磁共振成像系统的研究进展检测并对成果验收,并将检测结果与相关国家医药行业标准中对质量参数所提示的要求进行比较,并做出评价.材料与方法:采用体模,综合考虑AAPM及HEMA国际组织的测量标准,以及国家医药行业标准,提出一套方法用于测量本组内0.5T磁共振产品的测量参数集作为我们的企业标准,包括图像均匀性、图像信噪比、几何畸变、层厚及误差、空间分辨率等.结论:经过分析和比较,我们建立的测试参数系统能够表征0.5T永磁型磁共振系统的性能,我们研发的系统达到的技术指标,例如空间分辨率等指标在国内未见报道.
关键词： 0.5T永磁MRI系统 测量参数集 信噪比 空间分辨率 -
强迫振荡呼吸阻抗测量中的滤波处理
在强迫振荡呼吸系统阻抗Zrs测定中,为去除自然呼吸干扰,我们设计了一种以振荡激发频率为中心的二级窄带通梳状数字滤波器。实验结果表明,与传统的高通滤波器相比,这种滤波器在所测频带上信噪比的提高几乎相同,达6.0 dB,从而能正确评估呼吸系统阻抗。
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基于SENSE和GRAPPA的并行磁共振图像重建算法
并行磁共振成像技术降低了采样时间,提高了成像速度和图像分辨率,但重建图像信噪比有所下降.为此提出了一种基于SENSE (Sensitivity Encoding)和GRAPPA (GeneRelized Autocalibrating Patially Parallel Acquisitions)的并行成像算法,降低由于减少采样行而造成的信噪比损失.在采集较少K空间中心自标定(ACS)行基础上,先用GRAPPA算法拟合出更多中心数据估计得到较为精确的线圈灵敏度,采用共轭梯度法进行图像重建,得到质量较好的重建图像,进而结合估计的线圈灵敏度进行交替迭代优化,计算出误差较小、分辨率较高的终重建图像.采用了不同加速因子的人脑磁共振K空间欠采样数据以验证该算法的重建性能.仿真实验结果表明,该算法重建出的MR图像从视觉效果上和定量对比结果上都优于已有算法.尤其是在加速因子较大、采样行数较少时可以重建出质量更高的磁共振图像,具有更低的归一化均方误差和更高的信噪比(能提高22％).新算法降低K空间采样行的同时,提高了并行磁共振重建图像信噪比并降低了噪声干扰.
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SPAIR脂肪抑制技术在MR扫描中的优势及应用
目的 比较精准频率反转恢复(SPAIR)脂肪抑制技术在MR扫描中与频率饱和(FS)脂肪抑制技术、反转恢复(STIR)脂肪抑制技术的优势及应用.方法 50个需加脂肪抑制技术的头颅、脊柱,腹部、关节、软组织等部位,不同序列上同时用三种脂肪抑制技术扫描并比较脂肪抑制的程度、均匀性及图象的信噪比.结果 SPATR脂肪抑制技术对头颅、脊柱、腹部、关节、除颈部,颈胸交界外软组织等部位的脂肪抑制效果好,图像质量佳.结论 在高场强MR,使用SPAIR脂肪抑制技术可得到优质的脂肪抑制图象.
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弥散加权成像在预测肺癌组织分型及分化程度中的应用
目的 选择肺癌弥散加权成像(DWI)的合适b值,并探讨ADC值与肺癌组织类型及分化程度的关系.方法 对首诊病理证实的120例肺癌患者行前瞻性MR扫描,应用b值为400、600、800 s/mm2时获得T2WI、DWI图像,根据信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)选择佳b值并测量肺癌ADC值.应用单因素方差分析法分析ADC值与肺癌组织类型和分化程度的关系.结果 肺癌肿块在T2 WI为等高信号,DWI图像上为高信号.当b值为600 s/mm2时DWI图像的SNR和CNR较高,此时测量肺癌的ADC值,腺癌ADC值高于鳞癌和小细胞肺癌,差异有统计学意义(P＜0.05),鳞癌和腺癌ADC值随着分化程度增高而上升,高中分化癌与低分化癌ADC值差异有统计学意义(P＜0.05).结论 使用b值为600 s/mm2的DWI序列检查利于肺癌病变的检出.ADC值在一定程度上能够反映肺癌的组织学类型及分化状况,有助于肺癌评估和指导临床治疗.
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60 mer长寡核苷酸微阵列构建的优化
目的优化长寡核苷酸芯片方阵的构建.方法采用4种不同玻片表面,4种点样液溶解经设计高度特异性探针,制备长寡核苷酸芯片.样品经RD-梯度PCR扩增标记后与芯片杂交,扫描芯片后进行统计学分析.结果点样液3×SSG与丙烯酰胺聚合物表面(国产玻片)联合使用杂交效果佳.结论该研究优化了长寡核苷酸芯片微阵列的构建,为芯片的下游技术发展提供支持.
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不同b值对晚孕期胎儿脑弥散加权图像信号强度及信噪比的影响
目的：探讨不同 b 值对晚孕期胎儿脑扩散加权成像（DWI）图像信号强度及信噪比的影响。方法：正常晚孕期胎儿35例，使用4个不同b 值（0、600、800、1000 s／mm2）同时进行 DWI 成像扫描，得出小脑半球、丘脑、顶叶皮质及顶叶深部白质的信号强度（SI）、背景噪声标准差（SD），单因素方差分析不同 b值时同一解剖部位参数的组间有无统计学意义。结果：所有感兴趣区 SI、信噪比（SNR）在不同 b 值条件下差异具有统计学意义（P ＜0．05），b ＝600 s／mm2时各感兴趣区 SI、SNR 高，且随着 b 值增加，各感兴趣区SI、SNR均值呈下降趋势。亚组间两两比较时，各感兴趣区的SNR在b ＝600 s／mm2组与b ＝800 s／mm2组、b ＝600 s／mm2组与b ＝1000 s／mm2组间差异均有统计学意义（P ＜0．05），各感兴趣区的 SNR 在 b ＝800 s／mm2组与b ＝1000 s／mm2组间差异均无统计学意义（P ＞0．05）。不同 b 值条件下背景噪声差异无统计学意义（P ＜0．05）。结论：在1．5T MR 设备上不同b 值对晚孕期胎儿脑弥散加权图像信号强度及信噪比有影响，b 值＝600 s／mm2时，各感兴趣区信号强度及信噪比高。
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布加综合征MRI肝脏容积加速采集序列特征分析
布加综合征(BCS)是因肝静脉流出道阻塞所导致窦后性门脉高压的一组综合征,可分为原发性和继发性,阻塞的部位可在肝静脉或肝静脉开口水平以上的下腔静脉[1-3].肝脏容积加速采集(liver acquisition with volume acceleration,LAVA)是一种快速三维容积动态增强成像技术,具有扫描速度快、覆盖范围大、信噪比高等特点,本文分析11例BCS患者的MRI资料,研究LAVA技术的表现及特征.
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超声微泡血栓助溶效应研究进展
迄今为止,超声造影剂(ultrasound contrast agent,UCA)的研究和应用已经走过了30余年历史.从UCA的早期发展历史不难看出,只有利用包膜微泡造影剂在谐振频率场中表现出的显著非线性特性[1],才从根本上解决了超声血流检测中的信噪比问题[2],从而超声微泡在UCA中也开始处于主流地位,此后其各种特性得到了全方位的开发和利用.
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单方向弥散加权在臂丛神经扫描中的可行性
目的 探讨单方向弥散加权背景抑制神经成像在臂丛神经冠状位扫描中的可行性及价值.方法 对无臂丛神经症状及体征的15例志愿者行弥散加权背景抑制神经成像序列冠状位扫描,扫描时间相同,比较弥散敏感梯度场施加在单方向(Slice/前后、Read/头足、Phase/左右)和三方向(3-Scan Trace)的图像信噪比.结果 Slice单方向施加弥散梯度场的图像信噪比三方向均施加弥散梯度场高,其差异有统计学意义(P＜0.05).Read方向和Phase方向的图像信噪比均比三方向的低,其差异有统计学意义(P＜0.05).结论 相同扫描时间时扩散敏感梯度场只施加在Slice方向比三方向都施加得到的臂丛神经冠状位影像的图像信噪比高,可以作为常规扫描序列.其他两个方向信噪比明显下降,不适合临床扫描.
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感兴趣容积大小对子宫肌层MRS信噪比影响的比较
目的:通过对健康育龄期女性子宫底肌层进行氢质子磁共振波谱(proton magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)扫描时选取不同大小的感兴趣容积(volume of the interest,VOI)来初步探索其对波谱信噪比的影响.方法:通过siemens 1.5T磁共振对50名健康育龄期女性子宫底肌层行单体素1H-MRS扫描,TE采用144 ms,对每位志愿者VOI分别选取5 mm×5 mm×10 mm(A组)和10 mm×10 mm×10 mm(B组)进行2次扫描,扫描结果由2名有丰富的波谱诊断经验的放射科医师采用双盲法观察评价,将所得波谱中胆碱、肌酸、乳酸、2 ppm处4种代谢物质中的任意一种物质波峰高于平均基线水平定为阳性,与平均水平相同或低于平均水平定为阴性.结果:医师1和医师2对2组结果的评价一致性较好(κA=0.789,κB=0.852),且均具有统计学意义(PA=0.000,PB=0.000).医师1评价A组波谱的阳性率为20％,B组的阳性率为86％;医师2评价A组波谱的阳性率为14％,B组的阳性率为82％,2名医师评价A、B两组所得结果均有统计学差异(P1=0.000,P2=0.000),B组的阳性率均高于A组阳性率.其中A组平均阳性率为17％,B组平均阳性率为84％.结论:在肌层波谱扫描时VOI大小选取10 mm× 10 mm×10 mm组所获得的波谱信噪比明显优于5 mm×5 mm× 10 mm组,在子宫肌层波谱扫描时VOI大小不应小于1 cm3.
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两种注射速度对钆塞酸二钠磁共振肝脏动态增强动脉期图像质量的影响
目的 比较两种注射速度(1、1.5 mL/s)钆塞酸二钠(Gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)增强磁共振(magnetic resonance,MR)肝脏动态增强动脉期图像质量的优劣性.方法 回顾性评估本院2012年12月至2013年9月接受Gd-EOB-DTPA肝脏MR动态增强检查的患者106例,包括注射速度为1 mL/s患者52例,1.5 mL/s患者54例,对动脉期增强图像进行评估.由2名副高以上诊断医师定量评估所有患者肝脏动脉期腹主动脉、肝总动脉、肝脏实质的信噪比(signal noise ratio,SNR)和强化率(contrast-enhancement ratio,CER)的差异性,定性评估腹主动脉、肝总动脉、肝脏实质、门静脉和图像伪影5个项目得分和总分的差异性.结果 Gd-EOB-DTPA注射速度为1 mL/s组和1.5 mL/s组各部分SNR和CER差异无统计学意义(P＞0.05),1 mL/s组腹主动脉、肝总动脉强化评分和总分均高于1.5 mL/s组(P＜0.05).结论 Gd-EOB-DTPA注射速度为1 mL/s的肝脏动脉期图像质量优于注射速度为1.5 mL/s的肝脏动脉期图像质量.
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编码激励磁声信号处理方法研究
基于磁声耦合效应的生物组织电特性检测成像方法,在神经电活动监测和肿瘤等疾病早期诊断方面具有重要研究意义.常用的单脉冲激励和接收模式的信噪比低,限制了磁声成像质量;信号平均处理方法则限制了成像速率.本研究提出了一种脉冲编码激励的磁声成像信号处理方法,采用编码序列激励模式和脉冲压缩的检测处理方法以提高信噪比,缩短信号处理时间.本研究通过仿真计算和磁声信号的实验测量,采用13位巴克(Barker)编码和16位格雷(Golay)编码,对磁声信号的编码激励和脉冲压缩处理方法进行了研究.结果表明,对金属丝模型,在未进行波形叠加平均的条件下,编码激励可明显提高磁声信号信噪比,如13位Barker脉冲编码和16位Golay编码处理方法,可分别提高磁声信号信噪比约20.96 dB和20.62 dB.同时处理时间明显缩短:在相同信噪比提升的情况下,13位Barker编码和16位Golay编码处理方法的整体采集处理时间约缩短为单脉冲激励平均处理方法的3.62％和4.73％.本研究提出的脉冲编码处理方法,对提高磁声信号信噪比、改善成像质量、提高整体成像速率具有重要意义.
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基于小均方差法的局部脑血容积计算的研究
本文采用基于傅里叶变换的小均方差(MMSE)法对磁共振灌注成像中局部脑血容积(rCBV)进行了计算,针对磁共振灌注成像过程中存在测量噪声干扰的问题,对算法进行了改进.实验对比了信噪比(SNR)为50 dB环境下的rCBV和采用MMSE法进行处理的rCBV,分析了不同SNRs对脑血容积的影响.实验结果表明,采用MMSE法处理灌注图像可以很好地滤除测量噪声,准确地计算脑血容积.与现有其他方法相比,该方法对环境的敏感度小,尤其适合处理SNR较大的环境中获得的灌注图像.
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杏仁体波谱分析的方法学探讨
本文对43例健康志愿者的杏仁体行单体素波谱扫描,包括施加饱和带后的点分辨波谱序列(PRESS)、未施加饱和带的点分辨波谱序列和激励回波采集方式序列(STEAM).通过比较不同波谱序列、是否施加饱和带、不同体素大小对肌酸信噪比(Cr-SNR)、抑水百分数(Water-suppression level)、水峰半高全宽(FWHM)和均方根噪声(RMS noise)的影响,发现:(1)施加饱和带后PRESS序列的Cr-SNR和抑水百分数优于STEAM及施加饱和带前的PRESS(P＜0.001),但三组波谱的RMS noise及FWHM差异无统计学意义(P＞0.05);(2)左右侧的RMS noise 在STEAM及施加饱和带的PRESS差异有统计学意义(P＜0.05);(3)Cr-SNR与体素大小之间具有较好的相关性(P＜0.05).因此,对杏仁体行波谱分析时,施加饱和带的PRESS序列优于STEAM序列及未施加饱和带的PRESS序列,且在避开周围组织的前提下,设置尽可能大的体素,也有利于提高波谱质量.
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基于小波变换和非线性能量算子的神经元放电检测
微电极导向的立体定向手术中,微电极记录的神经元放电信号噪声干扰严重,信噪比变化大,影响着神经元放电脉冲的分析.利用小波变换和非线性能量算子相结合的一种新的方法能检测出神经元放电.通过对临床不同病人、不同特点的神经元放电信号处理,结果表明:该方法能成功地检测出细胞放电,提取出放电波形.
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基于分段式变步长截断误差LMS算法的心率信号提取
自适应滤波对于心率信号这类非平稳随机信号处理是一种有效的方法.提出了一种分段式变步长截断误差LMS算法,采用自回归预测滤波器估计出通过超声多普勒传感器采集到的心率信号中的噪声,用它作为自适应噪声抵消系统中的参考信号,其结果是抵消了主输入通道中的部分噪声,使信噪比提高了36个dB左右,实现了心率信号的提取.
关键词： 心率信号 自适应噪声抵消 分段式变步长截断误差LMS算法 信噪比 收敛速度 -
医学超声成像中的编码激励技术及其应用
与传统的脉冲回波成像技术相比,编码激励技术能够提高超声图像的信噪比或相应提高声束的穿透深度.本文首先介绍了编码激励成像系统的原理,并对医学超声诊断系统中的发射声强进行了分析,得出了采用编码激励技术提高超声图像信噪比的上限.然后阐述了发射编码的选取原则,详细介绍了白噪编码、伪随机码、Golay码、Chirp和伪Chirp码等编码技术.后,介绍了编码激励技术在B模式成像、Doppler血流测量、B-flow成像和谐波成像中的应用.
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快速磁共振波谱成像的研究进展
传统磁共振波谱成像时间太长,不能应用到临床.发展快速波谱成像方法是必然的.目前有7类快速波谱成像方法,它们都来自快速MRI成像方法.本文对传统波谱成像和7类快速方法分别作了介绍,并且展望如果把MRI中任意轨迹图像重建方法用于波谱成像,将能够设计出速度更快的波谱成像数据采集脉冲序列.
