物理模型引导的智能相位成像

隐式神经表示使用神经网络刻画了信号坐标到其属性的映射,通过将正向物理过程引入误差函数的设计中,可被用于求解各种逆问题,应用前景广阔。然而,对隐式神经表示的网络参数进行随机初始化会导致优化速度慢、求解精度低,因此,提出使用元学习算法为隐式神经表示提供一个具有强先验的初始化参数,从而提升求解逆问题时的优化速度和求解精度。针对无透镜相位成像这一重要问题,基于快照式无透镜感知模型提出一种智能相位成像方法,将光学衍射传播理论引入隐式神经表示的误差函数设计中,能够消除传统深度学习算法对大规模数据集的依赖,仅需要传感器记录的单张强度图像,即可实现对样本的高精度相位恢复。此外,通过在网络初始化中引入元学习模型,进一步提升网络训练的效率和精度。数值仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法能够获得11 dB以上的峰值信噪比(PSNR,peak signal-to-noise ratio)提升;在真实数据中的实验结果表明,所提方法重建出的相位图像更加清晰,伪影更少。

MRI化学位移同、反相位成像的体外实验模型研究

目的 通过建立同、反相位的体外实验模型,探讨与同相位相比,反相位上信号强度变化与脂肪含量的相关性,并从中确定反相位上信号强度明显下降时的确切脂肪含量的标准。材料与方法 模型建立方法:将1％琼脂糖水溶液与色拉油先后倒入一长方形水槽内,在水-脂交界处采用层厚10mm倾斜面进行同、反相位检查。测出同、反相位图像各部感兴趣区(ROI)的信号强度(SI),计算信号强度下降指数(SI指数)值,并且绘制脂肪含量与SI指数关系的曲线图。结果 最初脂肪比例较低时,随脂肪含量增加,反相位的信号强度呈逐渐下降表现;而当脂肪比例较高时,其信号强度随着脂肪含量的增加而升高,其反转点的脂肪含量为23％。结论 脂肪含量在23％左右时,反相位上的信号强度有较为明显的下降,而且脂肪含量愈接近该值,信号强度下降的程度就愈明显。

MRI同、反相位成像技术在腹部含脂病变诊断中的应用

目的:评价磁共振成像(MRI)同、反相位成像技术对腹部含脂病变的诊断价值。方法:41例腹部病变行同相位(in-phase,IP)和反相位(opposed-phase,OP)检查,分别用目测法和测量法比较这些病变在IP和OP上的信号强度(signal intensity,SI)变化,了解病变SI在OP上的下降程度。结果:目测法,22例含脂病变中,20例在OP像上SI明显下降(敏感性91％,特异性100％)。测量方法,22例病变在OP像上SI均明显下降(信号强度变化指数SI均大于20％)。19例非含脂病变经两种方法分析SI均无明显变化,两组比较有显著性差异(P≈0)。经肌肉信号和噪声校正后仍有显著性差异。结论:IP/OP检查对病变内是否含脂有极高的敏感性,有助于病变的诊断和鉴别诊断。

原子力显微镜相位成像模式的设计及研究

相位成像模式是近几年发展起来的一种原子力显微镜的检测模式,该模式可以提供丰富的样品表面纳米尺度信息,是形貌像的有利补充。本文给出了一种应用于原子力显微镜轻敲模式的相位检测电路,结构简单,工作可靠稳定。通过实验获得了一些样品的相位像。

阿尔茨海默病患者脑白质束铁沉积的磁共振相位成像

目的:利用磁共振相位成像和扩散张量成像(DTI)技术,探讨阿尔茨海默病(AD)患者的脑白质束损伤与相应白质束铁沉积的相关性。方法:对25例AD患者及20例年龄相匹配的健康老年志愿者进行MR扩散张量成像及相位成像。DTI数据经后处理生成平均扩散系数(MD)和部分各向异性(FA)图,分别测量穹窿、胼胝体膝部、胼胝体压部、双侧上下纵束、下额枕束及扣带束后部的FA值和MD值。相位图测量选取与DTI相同层面同样的兴趣区以获取相位值。结果:AD患者穹窿及双侧扣带束后部的相位值及FA值均较对照组明显降低。控制年龄因素后AD组穹窿的FA值与相位值呈明显正相关(偏相关系数r=0.666,P<0.001)。同时AD组左右两侧扣带束FA值与相位值也呈现正相关性,其偏相关系数分别为右侧r=0.436,P=0.033;左侧r=0.458,P=0.022。在正常对照组中未发现DTI参数与相位值的相关性。结论:AD患者的穹窿和双侧扣带束后部区域的铁沉积与FA值减低存在相关性,提示铁质异常沉积可能是AD患者白质损伤的病因之一。

MRI同反相位成像、表观扩散系数以及弥散加权成像序列在椎体良恶性疾病鉴别中的价值

目的探讨MRI的同反相位成像(IP/OP)、表观扩散系数(ADC)以及弥散加权成像(DWI)序列在鉴别椎体良恶性疾病中的应用价值。方法选择恶性肿瘤椎体压缩骨折患者80例作为恶性组,良性疾病导致的椎体压缩性骨折80例作为良性组,均行MRI常规序列及DWI扫描,并采用双回波技术在3D快速扰相梯度回波序列中采集IP/OP图像;分析良恶性病变病例的DWI信号特点,定量测定两组椎体的ADC值、信号强度比(SIR)值和信号衰减程度(SAR)值。结果良性及恶性组病灶DWI序列均可表现为高、等、低或混杂信号,两组DWI信号改变情况比较,差异无统计学意义(P>0.05);良性组ADC值为(2.24±0.31)×10^(-3)mm^2/s,高于恶性组ADC值的(1.72±0.36)×10^(-3)mm^2/s(P<0.05);良性组SIR值为0.58±0.15,高于的恶性组的1.26±0.16(P<0.05),良性组SAR值为0.45±0.36,低于恶性组的0.15±0.07(P<0.05)。结论 DWI信号不能准确鉴别椎体良恶性病变,而ADC值和SIR值、SAR值具有重要的鉴别诊断价值。

X射线相位成像的最佳衬度(英文)

根据Zernike相衬观察法的基本思想和Fresnel-Kirchhoff衍射理论,采用傅里叶变换和卷积处理,考虑到临床实际,利用振幅近似和相位缓变条件,将X射线经过生物组织产生的相位改变转换成强度分布.在所导出的理论公式的基础上,作出相位衬度和吸收衬度与物平面到像平面距离的关系曲线.分析得到X射线相位衬度成像的最佳物像距离,并通过微聚焦X射线成像装置对蟑螂成像的实验加以验证,其结果表明理论所预言的成像最佳位置符合度较高.

MRI化学位移同反相位成像技术在少脂肪肾错构瘤诊断中的应用价值

目的探讨MRI化学位移同反相位成像技术在少脂肪肾错构瘤诊断的应用价值。方法回顾性分析经手术病理证实的17例CT平扫肿块内均未见成熟脂肪密度影的少脂肪肾错构瘤MRI同反相位表现,同时结合其他MRI表现。结果目测法17例中,9例病灶在反相位信号较同相位弥漫性或局限性降低,3例在反相位信号无明显下降,但在脂肪抑制T2WI上病灶内高信号成分被抑制。5例病灶在反相位和脂肪抑制T2WI都无明显信号改变。其他MRI表现:14例T2WI呈均匀低信号,3例呈混杂信号。17例均未见假包膜。增强扫描17例均强化较均匀,10例皮质期中度强化,4例明显强化,实质期及肾盂期持续强化,3例呈一过性强化,即"快进快出"强化方式。结论 MRI化学位移同反相位成像技术,结合MRI其他表现,有助于对少脂肪肾错构瘤的鉴别诊断。

化学位移反相位成像的原理和应用

化学位移反相位成像是一种可显示肿块或组织内同时含有脂肪和水成分之特性的技术。它通过显示病变的上述特征,提高了鉴别诊断的准确性。反相位成像技术较其它脂肪抑制技术简单、快速、敏感性和准确性高,在腹部和盆腔病变的MRI检查中有很高的应用价值。

同反相位成像在胶质瘤分级中的应用价值

目的评价同反相位成像在胶质瘤分级中的诊断价值。材料与方法回顾性分析74例经病理证实的胶质瘤患者的病例资料,术前行MR同反相位增强成像,在同反相位图像上计算胶质瘤实体部分信号下降比率(signal loss ratio,SLR),比较高级别胶质瘤(high grade glioma,HGG)和低级别胶质瘤(low grade glioma,LGG)SLR的差异,并利用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价SLR值的分级效能。结果HGG的SLR值高于LGG,差异具有统计学意义(P<0.05),SLR鉴别HGG和LGG的曲线下面积(area under the curve,AUC)值为0.895。结论同反相位成像能帮助进行胶质瘤的分级,且简便易行,具有很好的临床实用价值。

化学位移反相位成像在骨髓病变中的应用价值

化学位移反相位成像是特征性显示在细胞水平同时含有脂肪和水分的组织或病变的一种磁共振成像技术,其简单易行,成像速度快,敏感性和特异性高,在骨髓病变的诊断和评估方面具有重要价值。

MRI同/反相位成像在肝AML的诊断价值

目的探讨MRI同/反相位成像在肝脏血管平滑肌脂肪瘤(AML)的诊断价值。方法回顾性分析经病理证实的6例肝AML的MRI表现。结果 6例患者共8个病灶,4个病灶T1WI、T2WI呈高信号,T2WI抑脂像上信号明显衰减;2个病灶呈稍长T1、长T2信号,余2个病灶呈混杂信号,后4个病灶在T2抑脂像上信号衰减不明显,但在前后两次不同参数的反相位图上病灶内可见小片信号衰减区,其中2个病灶信号衰减区大小前后一致,另2个病灶在第2次反相位上低信号区内可见点状高信号影。结论 MRI同/反相位成像是肝AML诊断及鉴别诊断必不可少的序列。

基于相位成像下巨噬细胞的特征分析

巨噬细胞是血液中的一类重要细胞，其数量多少和形态的变化与有机体的健康状态密切相关。相位成像凭借无损伤、非侵略，可定量化等优势，成为了生物细胞成像中一种主流技术。本文首先分析了巨噬细胞的形态，然后利用定量相位显微装置对其进行了成像，发现不同的巨噬细胞其相位分布不同，胞核和胞质的折射率也不相同。

基于光强传输方程相位成像的宽场相干反斯托克斯拉曼散射显微背景抑制

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微能够对样品的特殊化学组分进行选择性成像,无需荧光标记,在生物医学领域被广泛应用.然而,传统的CARS图像往往存在非共振背景信号.本文将基于光强传输方程的单光束相位成像技术用于CARS显微成像,来抑制CARS的非共振背景信号.该方法通过记录样品在三个相邻平面上的CARS图像,然后利用光强传输方程获取CARS光场的相位分布,最后利用共振CARS信号和非共振背景信号在相位上的差异,实现了对背景噪声的抑制.该方法无需参考光,通过三次测量可完成CARS的背景噪声抑制,具有良好的应用前景.

白光衍射相位成像应用于生物活细胞定量相位成像的研究

为实现生物活体细胞的高分辨率定量相位成像,设计和组建了一套白光(卤素灯)作为照明光源的衍射显微相位成像系统.在未放置样品的时候测得系统的空间噪声低于0.60nm,时间噪声低于0.04nm;用标准聚苯乙烯微球作为样品验证了系统测量的准确性.最后,以活体血红细胞与大肠杆菌细胞为样品,获得了准确的定量相位像;并对霉菌孢子进行了长时间的观察,获得了其在水中萌发的序列动态定量相位像.实验结果表明,建立的系统成像精度高,且具有长时间观察生物活细胞的能力.

太赫兹相位成像技术的研究

作为太赫兹技术的一个重要研究及应用方向,太赫兹成像有着其他成像方法所不具备的独特优势。太赫兹成像有着多种方法,本文中针对其中的多波长相位成像方法,进行了相关研究。

基于二维朗奇相位光栅的四波横向剪切干涉定量相位成像

定量相位成像具有无标记、非入侵及三维观测的特点,在生物医学、工业检测等领域有着显著的优势。本文提出利用二维朗奇相位光栅实现基于四波横向剪切干涉的定量相位成像的方法。理论分析了光栅周期和照明波长对四波剪切干涉的影响,得到了光栅周期与探测器像素尺寸的最佳匹配关系,论证了宽光谱光源照明下定量相位成像的可行性。实验搭建了结构紧凑的四波剪切干涉定量相位显微成像装置,实现了对PMMA微球、微透镜阵列和葡根霉菌切片的定量相位成像和测量。该装置可方便地与普通光学显微镜相结合,具有巨大的应用潜力。

激励频率对TM-AFM相位成像的影响

相位成像是轻敲模式下原子力显微镜(tapping mode atomic force microscope,TM-AFM)最具有特色的成像方式。本文以获得高质量的相位像为主要研究目的,利用Euler-Bernoulli(欧拉-伯努利)梁方程,将系统动力学模型简化为基于支承运动的弹簧谐振子模型,推导出相位与激励频率之间的关系。实验结果与理论分析一致,这一结论对于寻找TM-AFM操作中最合适的激励频率范围具有重要意义。

基于低相干光干涉的相位成像实验系统

设计了一种基于低相干光干涉的相位成像实验系统,系统主要包括低相干光光源、光纤迈克尔逊干涉仪和光谱仪。由光谱仪采集探测光和参考光的干涉光谱,对其进行傅里叶变换得到卷绕相位,分别用数值解卷绕、合成波长法及干涉光谱逼近法进行解卷绕。对分辨率板和阶差规进行了相位成像,对比了数值解卷绕、合成波长法及干涉光谱逼近法的优缺点。实验结果显示,数值解卷绕和干涉光谱逼近法具有较高分辨率,干涉光谱逼近法适用于较大测量范围的相位解调。