双目视觉成像法检测PC构件表面粗糙度试验研究

通过与铺砂法对比,探究了双目视觉成像法在检测预制混凝土(PC)构件结合面粗糙度方面的可行性,分析了构件表面潮湿程度、光照强度和测试角度对双目视觉成像法检测结果的影响。结果表明:采用双目视觉成像法检测构件结合面粗糙度是可行的,能够满足工程检测需要;采用双目视觉成像法检测不受环境光照强度的影响,但需保证构件表面没有积水,且构件与测量镜头应保持水平,否则需对测试角度进行合理修正。

基于复合正则化的稀疏SAR成像方法研究

随着高分辨率对地观测要求的不断提高,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的应用将越来越广泛。针对高分辨率SAR成像存在数据量大、存储难度高、计算时间长等问题,目前常用的解决方法是在SAR成像模型中引入压缩感知(Compressed Sensing,CS)的方法降低采样率和数据量。通常使用单一的正则化作为约束条件,可以抑制点目标旁瓣,实现点目标特征增强,但是观测场景中可能存在多种目标类型,因此使用单一正则化约束难以满足多种特征增强的要求。本文提出了一种基于复合正则化的稀疏高分辨SAR成像方法,通过压缩感知降低数据量,并使用多种正则化的线性组合作为约束条件,增强观测场景中不同类型目标的特征,实现复杂场景中高分辨率对地观测的要求。该方法在稀疏SAR成像模型中引入非凸正则化和全变分(Total Variation,TV)正则化作为约束条件,减小稀疏重构误差、增强区域目标的特征,降低噪声对成像结果的影响,提高成像质量;采用改进的交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)实现复合正则化约束的求解,减少计算时间、快速重构图像;使用方位距离解耦算子代替观测矩阵及其共轭转置,进一步降低计算复杂度。仿真和实测数据实验表明,本文所提算法可以对点目标和区域目标进行特征增强,减小计算复杂度,提高收敛性能,实现快速高分辨的图像重构。

基于改进目标场法梯度线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思路,将最小化磁场相对误差定义为适应度函数,并采用鲸鱼优化算法对电流密度系数进行优化,设计了一种结构灵活、激励简单的高质量梯度磁场线圈;其次,为研究梯度磁场空间分布特征对MACT-MI的影响,该文构建不同的MNPs分布模型,并利用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行数值求解,得到成像区域的磁力和声压分布。仿真结果表明,磁力和声压的有效波动范围与梯度磁场均匀空间的大小成正比,且随着均匀空间的缩小,磁力和声压的峰值也随之衰减,通过提高磁场的均匀度可以有效提高磁声信号的信噪比,改善系统成像质量。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验应用提供研究基础。

超声弹性成像硬度评分法及面积比法鉴别诊断乳腺病变性质的临床研究

目的 探索超声弹性成像硬度评分法及面积比法鉴别诊断乳腺病变性质的临床价值。方法 选择2023年4月至9月来我院就诊的120例乳腺病变患者为试验对象,均进行超声弹性成像面积比法、硬度评分法评估,对比、分析2项评估法在分辨乳腺病变良、恶性中准确性,且用受试者工作特征(ROC)曲线分析单用和联合预测价值。结果 面积比法对恶性病变准确率为86.1%,对良性病变准确率89.3%;硬度评分法对恶性病变准确率为83.3%,对良性病变准确率86.9%。用ROC曲线分析,面积比、硬度评分法、联合早期预测乳腺病变良恶性的曲线下面积(AUC)分别为0.877、0.851、0.974。结论 在诊断乳腺病变时,将超声弹性成像硬度评分法及面积比法联合运用,更利于分辨肿块良恶性。

元素成像技术在核法证中的应用研究进展

核法证学是打击非法贩卖核材料和放射性物质的重要工具,可用于对截获的材料进行分析溯源。过去的研究主要集中于元素和同位素特征的总体分析表征。近年来,随着微分析技术的发展,微米尺度和纳米尺度元素和同位素空间分布特征、微观形态学特征研究正成为核法证学研究的热点。基于近年来国内外核法证学的研究成果,详细介绍了元素成像技术在核法证学材料分析领域元素和同位素成像、微观形态学方面的应用研究进展。最后对元素成像技术在核法证学研究中的发展前景作了展望。

螺旋CT表面覆盖法成像对胰腺癌诊断价值的探讨

目的评价螺旋ＣＴ表面覆盖法（ＳＳＤ）在胰腺癌诊断中的价值。材料与方法对２０例经病理及临床证实的 胰腺癌患者进行螺旋ＣＴ薄层增强扫描，并对原始图像行ＳＳＤ法三维重建。结果２０例胰周血管ＳＳＤ成像良好，下腔静脉、门静脉及其１级属支、腹主动脉及其２级分支的显示率为６５％～１００％；ＳＳＤ像均能显示胰腺肿瘤与邻近结构的三维解剖关系，包括周围血管、胆胰管等，表明上述结构的受侵、受压及其并发症。结论ＳＳＤ图像可以明确地显示病灶及胰周结构的空间关系，弥补轴位图像的不足，更有助于诊断和指导手术。

流场声学层析成像测量方法仿真和实验研究

流速是实现工业生产过程在线监测和精准化控制的重要依据。为准确测得流场分布,提出了基于径向基函数结合均衡优化(RBF-EO)算法的流场声学层析成像方法。采用径向基函数逼近建立声学流场重建模型,利用均衡优化算法求解重建问题中的不适定方程。对典型的四角切圆速度场模型进行了数值模拟与算法的抗噪性检验,并将本算法与传统的重建方法:Tikhonov算法、SVD分解法和灰狼优化算法进行了比较。仿真结果表明该算法能够很好的反演出流场分布,具有较高的重建性能和良好的抗噪性。最后,在实验室进行了1.05 m×1.05 m的测量区域内的流场声学测量实验,并与飘带流场显示和风速仪测量结果进行了对比,结果显示,RBF-EO算法与风速仪测量结果在8个测点的平均误差为9.77%,验证了本文声波流场测量方法的可靠性。

基于全局自适应提取的目标RCS成像测量算法

针对传统目标RCS成像测量中人工加窗提取算法在提取SAR图像中目标散射像时,窗函数类型与大小影响测量精度的问题,本文提出了一种基于全局自适应提取的目标RCS成像测量算法。该算法首先利用成像算法获得目标的高分辨SAR图像,接着基于最大类间方差准则选取自适应阈值,然后利用全局自适应阈值分割图像,并采用八连通准则提取目标散射图像,最后通过RCS反演获得目标RCS值。与传统方法相比,本文方法能自适应提取目标散射图像,测量结果更稳定、测量精度更高。

基于改进SBR的舰船SAR成像快速仿真计算方法

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪射线管中心射线并搜索叶节点空间周围潜在相交面元,在有效提升相交检测速度的同时避免遗漏相交面元;二是射线管三角剖分快速分裂算法,将射线管和相交面元投影至射线管虚拟孔径面,利用Delaunay三角剖分算法自适应地将射线管快速分裂成连续的子射线管.对典型舰船目标进行RCS(Radar Cross Section)计算及SAR成像仿真实验,结果表明,在保证计算精度的前提下,本文方法计算效率比Kd树(K-dimension tree)加速SBR方法提升14倍以上,比经典自适应射线管分裂SBR方法提升3倍以上,计算效率显著提高.

基于X射线数字成像的GIS设备缺陷无损检测方法

GIS设备的安全性和可靠性对电力体系的平稳运行具有重要意义;因此,为提高对GIS设备缺陷的检测效果、提高设备运行的安全性,在X射线数字成像的基础上,提出一种针对GIS设备的缺陷无损检测方法;通过X射线数字成像的方式采集GIS设备图像,并对图像中存在的泊松噪声实施去噪处理,以提高图像质量;针对处理后的图像,利用二维主成分分析法,通过将复杂的图像数据转换为简单的主成分来表示原始数据,提取出最具代表性的特征;将提取结果输入到BP神经网络分类器中,通过特征分类完成对GIS设备缺陷的无损检测;实验结果表明:应用该方法后,图像识别清晰度较高,对不同类型缺陷的检测效果良好;该方法的优势在于使用先进的图像处理和机器学习技术,能够有效地识别和定位GIS设备中存在的缺陷,通过及时发现并修复这些缺陷,可以提高GIS设备的安全性和可靠性,从而确保电力系统的平稳运行。

晶体中电子散射的动力学效应与用于观察表面结构的正面成像法

本文通过对用于观察表面结构的高分辨电子显微正面成像法进展的回顾，从晶体中电子散射的动力学厚度效应出发，讨论了表面波与体波振幅的可比性在表面结构成像中的作用：揭示了表面结构像的厚度周期性；并对正面成像中的顶－底效应提出了一种新的解释。

深度学习颅骨重建和平面波经颅超声成像方法

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于重建结果计算平面波的走时平均相对误差约为0.25%,单点目标散射波走时平均相对误差约为0.76%。经颅仿体实验中,强回声点目标图像经过校正之后,平均位置偏移从1.42 mm减少为0.28 mm,半峰全宽从1.82 mm减少为0.99 mm;圆形目标图像经过校正后对比度噪声比从7.5 dB提升为9.8 dB,偏心率从0.31降低为0.24。以上结果表明,该方法能够准确计算经颅超声的走时并且显著改善成像的质量,可用于经颅脑超声成像的相位畸变校正。

面向缪子透射成像的BCD-NES算法

针对大规模缪子透射成像场景,提出一种基于块坐标下降(BCD)的缪子透射成像模型.设计具有抗噪能力的牛顿误差累积(NES)算法对该模型进行求解,构建一种面向缪子透射成像的BCDNES算法.该算法在求解缪子透射成像问题时能够避免对大规模优化问题的直接求解,显著降低计算复杂度和内存资源占用.仿真与实验结果表明,在有噪声和无噪声情形下,该算法均能有效实现对待测物体成像,还能避免实际应用中的异常体变形问题,弥补传统成像方法的不足.

相控阵超声成像法在混凝土内部缺陷检测中的应用

混凝土构件老化损伤状况直接关系到钢筋混凝土结构安全性与耐久性。混凝土构件在施工、养护过程中往往会出现裂缝、孔洞、离析等缺陷,这些缺陷会对结构承载力和使用寿命造成影响,因此研究混凝土构件缺陷无损检测方法具有重要意义。为拓展相控阵超声成像法在混凝土结构内部缺陷检测领域的应用范围,以某仓储基地地下1层混凝土构件检测工程实例为研究对象,对受检混凝土梁内部缺陷采用相控阵超声成像法进行全数普查,并通过超声法和钻芯法进行校核。检测结果表明,采用相控阵超声成像法可准确反映混凝土胶结不良、内部孔洞等缺陷。

基于数字成像比色法对水中不同价态锰浓度的测定

电解锰的工业废水中含有高浓度的锰。文章建立了基于数字成像比色法快速测定计算水中不同价态锰浓度的方法。在酸性条件下,三价锰[Mn(Ⅲ)]和四价锰[Mn(Ⅳ)]与2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)反应(1∶1和1∶2),产生绿色的ABTS自由基(ABTS·+)。在酸性和过量焦磷酸钠络合剂(PP)条件下,通入过量的臭氧会使二价锰[Mn(Ⅱ)]变为七价锰[Mn(Ⅶ)],Mn(Ⅶ)与ABTS反应的计量关系为1∶5。通过手机对显色溶液进行拍照,将图片导入用Python语言编译好代码的软件中来获取红、绿、蓝三色通道(RGB)值,同时利用其高效的计算能力,对不同价态的锰进行测定计算。在优化的试验条件下,吸光度与RGB的信号中对应的红色通道(R值)成线性关系,线性方程为y=-0.018x+2.46,相关系数(R2)为0.991,检出限为0.03。该方法具有检测效率高、成本低、准确性高的特点,同时可用于电解锰的废水排放时锰的在线监测。

基于ADMM的SAR多运动目标成像方法

为提高合成孔径雷达(SAR)多运动目标同时聚焦性能和成像效率,利用多运动目标信号的多分量线性调频信号形式和稀疏先验知识,提出基于交替方向乘子法(ADMM)的SAR多运动目标成像方法。通过建立SAR多运动目标稀疏观测模型,将多运动目标成像问题建模为稀疏特征约束下的逆问题求解。基于自适应Chirplet分解方法对目标多普勒调频率进行估计,从而实现观测矩阵设计。为获得较高的动态响应范围和较低的旁瓣响应,采用ADMM对多运动目标进行稀疏重构,ADMM将复杂的凸优化问题分解为多个交替寻找最优解的子优化问题,从而实现多运动目标图像精确且高效重构。最后通过仿真实验和机载SAR实测数据验证所提算法在聚焦成像质量和工作效率方面优于其他成像方法。

超声弹性成像评分法联合Ki67诊断三阴性乳腺癌的临床研究

目的研究超声弹性成像评分法联合Ki67诊断三阴性乳腺癌(TNBC)的临床价值。方法以2018年10月至2021年10月佳木斯大学附属第一医院住院最后被确诊为TNBC的65例患者为TNBC组,同期住院的85例其他类型乳腺癌患者为非TNBC组。两组患者在术前均进行超声弹性成像评分,应用免疫组织化学方法检测Ki67在两组患者中的表达。观察超声弹性评分、Ki67与TNBC临床特征的相关性及联合应用的诊断价值。结果TNBC组边界清晰、形态规则、和腋窝淋巴结转移的患者比例大于非TNBC组,微钙化的患者比例小于非TNBC组,差异有统计学意义(P<0.05);TNBC组超声弹性评分和Ki67表达强度高于非TNBC组,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示腋窝淋巴结转移、超声弹性评分和Ki67表达强度是发生TNBC的独立危险因素(OR>1.0且P<0.05),ROC分析结果显示,超声弹性评分和Ki67表达强度对TNBC诊断价值较高(AUC=0.686、0.703,P<0.05),两者联合诊断TNBC的最佳敏感度和特异度分别为0.835和0.524。结论超声弹性成像评分联合Ki67能够较为准确的对TNBC进行诊断,可以用其作为评价三阴性乳腺癌的发生发展的重要参考指标。

两种代谢法荧光标记牙龈卟啉单胞菌及其在活体成像中的效果比较

目的探讨两种代谢法荧光探针对牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)的影响,并比较两种荧光探针标记的Pg在小动物活体成像中的应用效果。方法本研究通过单位伦理委员会审查及单位实验生物医学伦理委员会实验动物福利伦理分会批准。Pg通过生物正交反应整合四酰化N-叠氮基乙酰半乳糖胺(N-azidoacetylgalactosamine,Ac4GalNAz),再通过点击化学反应实现了Cy5-二苯并环辛炔(Cy5-Dibenzocyclooctyne,Cy5-DBCO)、Cy7-DBCO标记。根据细菌不同标记状态进行分组:Pg组(对照,未经荧光标记的Pg)、Cy5-Pg组(Cy5-DBCO标记的Pg)、Cy7-Pg组(Cy7-DBCO标记的Pg)。细菌活死染色试剂盒检测Pg、Cy5-Pg、Cy7-Pg的活性;Pg、Cy5-Pg、Cy7-Pg分别刺激人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblast,HGF)后检测HGF白介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-8的mRNA水平和HGF增殖能力;与大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)共培养检测荧光标记的Pg的稳定性;用小动物活体成像系统(in vivo imaging system,IVIS)检测系列浓度梯度的Cy5-Pg、Cy7-Pg的荧光强度。最后,将Cy5-Pg、Cy7-Pg分别经口灌饲给C57BL/6J小鼠,IVIS分别检测Cy5或Cy7信号强度,计算信噪比。结果代谢法可以被应用于活的Pg的荧光标记,Cy5、Cy7标记Pg的最佳浓度分别为20μmol/L、30μmol/L。Pg、Cy5-Pg、Cy7-Pg中活死细菌所占面积比值分别为1.86、1.85、1.88(F=0.318,P>0.05)。Cy5-Pg、Cy7-Pg、Pg刺激HGF 6 h后,HGF的IL-6、IL-8 mRNA水平分别比Ctrl组(无细菌刺激组)升高了7.86、7.46、6.56倍(IL-6,F=40.886,P<0.001)和12.43、13.03、13.71倍(IL-8,F=18.781,P<0.01),3个实验组间无明显差异(P>0.05)。Cy5-Pg、Cy7-Pg、Pg以不同MOI(multiplicity of infection)刺激HGF,与Ctrl组(无细菌刺激组)相比,HGF的增殖能力均显著下降(MOI=10~4∶1,F=153.52,P<0.001;MOI=10~5∶1,F=331.21,P<0.001;MOI=10~6∶1,F=533.65,P<0.001),3个实验组间差异无统计学意义(P>0.05)。Cy5-Pg或Cy7-Pg与E.coli共培养的24 h内,仅有非常少的E.coli被标记上荧光,且3 h内荧光强度几乎无衰减。Cy5-Pg、Cy7-Pg的荧光强度与浓度呈正线性相关(R2=0.97)。Cy5-Pg或Cy7-Pg灌饲至小鼠体内后,在1 h、3 h时,Cy7-Pg在小鼠腹部成像的信噪比分别为Cy5-Pg的4.24倍(t=6.893,P<0.01)、3.77倍(t=4.407,P<0.05);Cy7-Pg在分离出的胃肠道内成像的信噪比为Cy5-Pg的5.19倍(t=4.418,P<0.05)。结论代谢法荧光标记不影响Pg的活性、免疫调节能力和毒性。在小动物活体成像中Cy7具有比Cy5更好的成像效果,为研究牙周炎和全身疾病的联系提供了实验基础。

碳纤维丝束表面润湿性能的红外热成像法观测

碳纤维表面的润湿性能是影响碳纤维复合材料性能的重要因素.由于碳纤维的丝径过小以及测量工质的透明特征,在采用传统的润湿性能测试方法测试时操作要求苛刻和润湿边界模糊,实验的可重复性小和误差较大.为此,文中提出了一种新的碳纤维毛细润湿红外热成像观测法,观测了光滑形貌和粗糙形貌碳纤维表面的润湿性能,考察了碳纤维丝束润湿高度随时间的变化趋势,并将实验结果与毛细上升的经典理论LaplaceWashburn模型进行对比.结果表明,碳纤维丝束在快速润湿阶段的润湿高度与润湿时间的平方根成正比(h∝t),在过渡阶段的润湿高度与润湿时间的立方根成正比(h∝3t),与理论研究结果一致,从而验证了红外热成像法观测的碳纤维丝束润湿高度实验数据的准确性,可用于表征碳纤维丝束的表面润湿性能.

超声弹性成像评分法与BI-RADS-US分类诊断乳腺实性肿块良恶性的价值

目的 探讨超声弹性成像(UE)评分法与超声乳腺影像学报告及数据系统(BI-RADS-US)分类应用于乳腺实性肿块良恶性的诊断意义。方法 选取2021年4月至2023年3月开封一五五医院收治的乳腺实性肿块患者76例,全部患者均接受超声检查,并用UE评分法与BI-RADS-US分类进行诊断,以病理检查为“金标准”,分析UE评分法与BI-RADS-US分类单独及联合诊断的诊断结果、诊断效能及预测值,并对比良恶性肿块的UE参数与BI-RADS评分。结果 本研究76例乳腺实性肿块患者中,经病理检出良恶性肿块99个,其中恶性39个,良性60个;UE评分法检出恶性30个,良性50个;BI-RADS-US分类检出恶性31个,良性49个;经联合诊断检出恶性38个,良性58个。联合诊断灵敏度97.44%、特异度96.67%、准确度96.97%较UE评分法76.92%、83.33%、80.81%及BI-RADS-US分类79.49%、81.67%、80.81%高,且误诊率3.33%、漏诊率2.56%较UE评分法16.67%、23.08%及BI-RADS-US分类18.33%、20.51%低(P<0.05)。联合诊断阳性预测值95.00%、阴性预测值98.31%较UE评分法75.00%、84.75%及BI-RADS-US分类73.81%、85.96%高(P<0.05)。与良性肿块相比,恶性肿块UE评分、BI-RADS评分较高,且肿块直径更大(P<0.05)。结论 UE评分法与BI-RADS-US分类联合诊断在乳腺实性肿块良恶性中具有较高预测值,还能提升诊断灵敏度、特异度和准确度,减少漏诊率和误诊率,且两者联合诊断能反映肿块弹性评分及病灶特征,提升鉴别诊断价值。