融合环形统计矢量的复合材料褶皱缺陷超声相位迁移成像

超声波的相位变化携带着组织结构的重要信息,通过相位加权可提高超声图像的清晰度.针对褶皱散射回波微弱、受噪声影响大、时域修正成像耗时长等问题,提出一种基于相位虚部相干因子的频域相干成像方法.首先提取波场信号中的相位信息,然后采用环形统计获取相位虚部矩阵,通过相位虚部矩阵与相位迁移成像(phase shift migration,PSM)中的原频域矩阵相乘构建相位虚部相干因子(phase imaginary coherence factor,PICF),将相位虚部相干因子引入相位迁移成像,并对各层迁移波场进行修正,通过频域信号相乘恢复纤维纹理信息.对厚度为18 mm的碳玻纤维复合材料板进行检测,实验结果表明:未加权的相位迁移成像在10 mm深度以后的纤维铺层信息丢失,无法检测出深层区域的缺陷;用PICF加权后PSM成像可检测出位于11,15,16 mm处的3个纤维褶皱,褶皱缺陷成像清晰度和纹理细致度均得到提高,褶皱角度的检测误差约为10%,并且成像耗时仅为1.5 s,运算效率比时域全聚焦成像(total focusing method,TFM)至少提高8.67倍.

无干涉测量与相位迭代算法的单像素相位成像

单像素成像为突破经典成像中像素数量的限制提供了方法,但要实现良好稳定性和准确性的相位成像仍然是一个挑战。基于现有的单像素成像框架,提出了一种无需干涉测量与相位迭代算法的单像素相位成像方法。通过傅里叶频谱零级强度测量发现,该方法实现了相位成像。实验结果表明,相位成像的重复精度为0.12%,误差为4.1%,证明了该方法具有良好的稳定性和准确性,对单像素成像的进一步发展和经典相位成像的突破创新均具有一定的借鉴意义。

基于偏振成像-空间滤波的相位物体上指纹检测

提出了一种结合偏振成像与空间滤波的指纹检测系统,该系统能有效提取淹没在干扰背景中的指纹信息,实现了在相位物体上指纹目标的高质量成像。通过使用聚焦透镜和通孔反射镜,滤除夫琅禾费衍射图样的低频背景,仅采集高频细节信息,结合偏振成像技术,得到指纹图像的偏振参量和偏振度(P_(DOLP))图像,实现清晰的指纹成像。结果显示,添加空间滤波模块和偏振成像技术得到的指纹图像在指纹图像清晰度上提高了约6.8倍,使得细节和纹路更为突出;相较于指纹强度图像,指纹偏振度P_(DOLP)图像能够很大程度上消除相位物体上其他干扰物质的影响,获取完整、丰富的指纹细节信息。这种技术在指纹验证和刑事侦查等领域具有潜在应用价值。

相控阵超声相位相干成像(PCI)检测原理及应用

为了了解相控阵超声相位相干成像(PCI)检测技术在工业无损检测应用中的效果及特点,详细介绍了相控阵超声全聚焦成像与相位相干成像(PCI)检测技术的基本原理,从原理上分析了PCI检测技术与全聚焦成像检测技术的差异性。通过试验测试了PCI检测技术对点状缺陷、面状缺陷与体积状缺陷的检测特点及效果,根据得到的检测效果,展示了PCI检测技术对于不同类型缺陷的检测优势与不足,以推动该技术在工业无损检测中的正确应用。

光波导输入的双通道同步定标虚拟成像相位阵列光谱仪

激光频率梳定标的虚拟成像相位阵列光谱仪有潜力同时实现超高光谱分辨率与波长定标精度,对于天文光谱探测有重要意义。然而,现有的研究工作中,虚拟成像相位阵列光谱仪采用常规的双通道光纤输入模式,在受环境干扰时,两个通道的同步性较差,相对漂移严重,从而降低了光谱仪的重复性定标精度。为解决该问题,提出一种以光波导作为输入器件的双通道虚拟成像相位阵列光谱仪,利用波导通道之间相对稳定的特性,实现更高水平的同步定标精度。通过对不同环境下光谱仪的稳定性进行研究得出,在相似的测试条件下,波导输入的虚拟成像相位阵列光谱仪的重复性定标精度明显优于光纤输入时的定标表现。

轻敲式原子力显微镜相位成像的理论和实验研究

原子力显微镜有多种成像模式,轻敲模式是最为常用的扫描方式。轻敲模式能获取样品表面的高度信息和相位信息,其中相位信息具有更多的价值,其能反应样品表面的物理性质。为了理解原子力显微镜的相位成像机理,本文分别使用振动理论和能量理论推导了相位的理论表达式,发现两种理论方法所得到的相位表达式在本质上是一致的,并由理论结果得知相位与背景耗散和激励频率直接相关。其中背景耗散品的存在会掩盖样品表面的信息,降低相位对比度;而激励频率也会对相位产生极大的影响。本文通过理论和实验分析,发现在扫描过程中存在一个使得相位对比度达到最大的最优激励频率。这些结果对于解释原子力显微镜的相位像,进而在实验中优化相位成像具有重要意义。

磁共振相位对比电影成像(PC-MRI)技术在脑积水诊断及预后评估中的研究进展

据报道,在新生儿中脑积水与唐氏综合征的发病率几乎相当,约为0.1%~0.6%,而脑积水在成人中的发病率约为1.0%~1.5%,并有逐年增长的趋势[1-2]。目前脑积水的诊断主要依靠临床表现及影像学检查。

分层媒质中的分步相位偏移光声成像方法

为了解决波场外推方法在横向声速不均匀的分层媒质中图像重建能力受限的问题,提出了一种基于分步相位偏移的不规则分层媒质光声成像方法。该方法将横向声速差异等效为分层媒质界面处的扰动声源,利用该扰动声源对相位偏移的结果进行额外的校正偏移,并采用变步长的混合外推机制,实现光声波场的逐层外推重建。仿真模拟及实验结果均表明,分步相位偏移方法能够有效抑制不规则分层媒质光声成像中伪影的产生,并提升成像分辨率以及图像对比度。

计算成像在全息存储相位恢复中的应用研究进展

全息存储技术作为一种三维体存储、二维面数据传输的数据存储技术,具有存储密度高、数据传输快等特点,是解决海量数据长期存储的有力方案之一。传统全息存储方法受到光电探测器只对强度响应的限制,通常采用纯振幅编码进行调制,但仅利用振幅信息无法完全发挥全息技术本身优势,如何简单快速、稳定精确地解码相位信息是全息存储技术面临的现实问题。计算成像因其算法多变、高感知维度等特点为全息存储技术的相位恢复问题提供了新的思路。本文主要从迭代计算相位恢复和深度学习相位重建角度回顾近年来利用计算成像技术解决全息存储相位恢复问题的一些工作,从存储密度提升、数据读取速度提升以及数据读取稳定性等角度对工作进行了分析,并对该方向未来发展做出展望。

一种用于相位对比X射线成像应用的遗体乳腺癌组织模拟器

随着乳腺X射线成像技术的进步,需要可靠的成像模拟器捕捉临床早期癌变和癌症病例中的细节,同时消除模拟器而引起的伪影。本研究介绍了一种从遗体乳腺组织制作的乳腺组织成像模拟器,适用于透射和折射增强成像系统。具体方法是在裸鼠体内正位植入人类癌细胞瘤,并植入固定组织,同时保持原始肿瘤/脂肪组织界面.

一种用于相位对比X射线成像应用的遗体乳腺癌组织模拟器

随着乳腺X射线成像技术的进步,需要可靠的成像模拟器捕捉临床早期癌变和癌症病例中的细节,同时消除模拟器而引起的伪影。本研究介绍了一种从遗体乳腺组织制作的乳腺组织成像模拟器,适用于透射和折射增强成像系统。具体方法是在裸鼠体内正位植入人类癌细胞瘤,并植入固定组织,同时保持原始肿瘤/脂肪组织界面,得到的人-鼠组织混合模拟器被安装在透明丙烯酸盒中,用于吸收和折射X射线成像。此外还进行了数字乳腺层析成像。最终呈现了模拟器的衰减成像和折射成像,以确认该模拟器适用于两种成像模式。

基于相位共轭对称的GRAPPA并行成像算法研究

为了提高GRAPPA并行成像算法的图像质量,提出了一种基于k空间相位共轭对称的GRAPPA并行成像算法。该算法首先把k空间分成两个区域:GRAPPA并行采样区和未采样区。其中GRAPPA并行采样区以常规的GRAPPA算法为基础进行数据重建。为提高重建算法的稳定性,在GRAPPA重建时引入了Tikhonov正则化因子。对未采样区利用k空间的相位共轭对称特性进行数据重建。在1.5 T超导磁共振成像系统中对算法进行了验证,相位共轭对称GRAPPA算法图像的伪影降低了16.8%,而算法对图像信噪比没有显著影响。实验结果表明,所提出的方法可以有效抑制GRAPPA并行重建伪影,提高图像质量。

MR电影相位对比成像定向测量颈椎管内脑脊液运动

目的探究MR电影相位对比成像定向测量不同年龄段颈椎管内脑脊液运动。方法选择2014年8月-2016年8月于深圳市龙岗中心医院进行体检的80例健康志愿者,包括≤14岁14例,15~24岁19例,25~34岁17例,35~44岁18例,≥45岁12例。全部受检者均给予MR电影相位对比成像定向测量,再对比各年龄组收缩期与舒张期的峰值流速、峰值流量指标。结果 C_(2-3)椎间盘水平蛛网膜下腔平均面积为1.46 cm^2,且年龄段间对比差异无统计学意义(P>0.05);≤14岁年龄段颈椎管内脑脊液收缩期平均峰值流速与流量,舒张期平均峰值流速与流量显著高于其他年龄段,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 MR电影相位对比成像能够准确定量测量颈椎管内脑脊液的流动特点,为临床诊治脑脊液循环障碍性疾病提供新思路。

MR相位对比电影成像在脑脊液循环障碍性疾病中的应用

MR相位对比电影成像(PC cine MRI)是一种非侵入性的流体定量技术,为研究脑脊液的循环动力学提供新的有效方法。本文复习文献,对PC cine MRI在脑积水、颅内囊性占位病变、ChiariⅠ型畸形等脑脊液循环障碍性疾病诊断和术后疗效评估中的应用进行综述。

相位对比电影-磁共振成像技术对Chiari畸形Ⅰ型脑脊液流体力学的分析研究

目的:应用相位对比电影-磁共振成像(Cine PC-MRI)技术辅助Arnold-Chiari畸形Ⅰ型患者手术策略选择,分析对照手术前后脑脊液流体力学的特点。方法:选择19例Arnold-Chiari畸形Ⅰ型患者,应用Cine PC-MRI技术明确脑脊液循环障碍部位,选择后颅窝重建术或枕大池重建术;定量分析感兴趣区(ROI)的平均流量(MF)、每搏输出量(SV)、反流分数(RF)及最大峰值流速(V_(max))[分为头向最大峰值流速(V_(umax))和足向最大峰值流速(V_(dmax))];预后评估应用芝加哥Chiari结果量表(CCOS)评分。结果:Cine PC-MRI提示术后ROI脑脊液MF、SV增加,V_(umax)和V_(dmax)减小,与术前比较差异有统计学意义(F=2.792,F=3.561,F=3.305,F=2.362;P<0.05);术后CCOS评分均高于11分,平均得分13分,最低评分12分,满分16分,无患者需二次手术。结论:Cine PC-MRI技术可在Arnold-Chiari畸形Ⅰ型诊疗中予以辅助指导手术策略,可定量及定性分析脑脊液流体力学。

MR相位对比脑脊液电影成像的临床应用

1脑脊液流动的研究背景 对脑脊液流动的研究在20世纪40年代早期即已开始。经核素脑池造影、X线电影脑池及脑室造影和颅内压监测等方法的研究，一般认为脑脊液循环有两种运动形式。一种是脑脊液团流模式，自20世纪60年代以后该理论被广泛接受，其主要内容包括：脑脊液于脑室系统内脉络丛产生后通过中脑导水管，

儿童脑内静脉三维相位对比血管成像序列参数优化研究

目的优化三维相位对比静脉成像MR(3D phase contrast venography,3D PCV)序列,提高其对脑内静脉血管的可视化效果。方法收集健康儿童28名,采用西门子Skyra(德国)3.0T MR扫描仪行厂家原始和优化的3D PCV序列。原始3D PCV序列(原始组)的流速编码(velocity encoding,VENC)为12cm/s,优化3D PCV序列(优化组)的VENC为20cm/s。采用主观评价法对上矢状窦、下矢状窦、直窦、皮质静脉、右乙状窦、左乙状窦、右横窦、左横窦、窦汇进行评分。采用Wilcoxon符号秩检验比较两组图像的主观评分,P<0.05认为差异有统计学意义。结果优化组的上矢状窦(P=0.004)、右乙状窦(P=0.005)、左乙状窦(P<0.001)、右横窦(P<0.001)、左横窦(P=0.01)、直窦(P<0.001)可视化效果优于原始组;原始组和优化组下矢状窦(P=0.556)、皮质静脉(P=1)、窦汇(P=0.287)的可视化效果无差异。结论优化后的3D PCV序列可明显提高儿童大部分脑内静脉的可视化效果,增强诊断信心。

相位对比法脑脊液电影磁共振成像在诊断脑室-腹腔分流装置梗阻中的应用

目的探讨相位对比法脑脊液电影磁共振成像(PC cine MRI)在诊断脑室-腹腔分流装置梗阻中的价值,为诊断脑室-腹腔分流装置梗阻提供一种新方法。方法体外试验中将生理盐水以0、2.17、10、20 ml/h速度流经脑室-腹腔分流管,应用PC cine MRI对引流管内液体进行定向观察,CSF-QFlow软件进行定量分析。应用同样的方法对8例怀疑分流管梗阻的病人进行流量检测并进行分析,将疑似梗阻病人的脑脊液的流速,与体外试验速度2.17 ml/h的检测结果进行对照分析。结果体外试验时,与流速为2.17、10、20 ml/h相应值比,流速为0 ml/h的MRI检测值均明显降低(P<0.01)。根据临床拔管指征(每天分流量小于50 ml,换算流速为2.17 ml/h)作为梗阻的标准,6例病人均低于此标准,可诊断为梗阻,此方法诊断结果与临床治疗结果吻合率为100%。结论 PC cine MRI技术简单、无创、可靠,可为诊断分流装置梗阻提供参考。

MR相位对比电影成像技术在儿童颅内蛛网膜囊肿检查中的应用

目的探讨MR相位对比电影成像技术在儿童颅内蛛网膜囊肿检查中的应用价值。方法对18例颅内蛛网膜囊肿的患儿进行常规序列和3D-CISS检查以及MR相位对比成像检查,并且行CT或MR造影检查作为金标准。结果 MR相位对比成像技术显示14例囊肿与蛛网膜下腔相通,分别位于颅中窝11例和枕大池3例;造影确诊16例囊肿与蛛网膜下腔相通。结论 PC-cine MRI对蛛网膜囊肿患者非常具有实用价值,无创高效,能为临床医生决定手术方案提供可靠依据。

3.0TMR快速电影相位对比成像对稳态流体模型的定量测量研究

目的建立稳态流体模型,验证3.0TMR快速电影相位对比(Fast Cinephase Contrast,FastCine-PC)成像进行脑脊液流体动力学测量的准确性,同时优化成像参数。方法将直径为3.0mm的医用塑料输液管固定在水模中,塑料管的一端连接高压注射器,另一端连接容器。高压注射器以预设的不同流速向塑料管内注射0.9%氯化钠溶液。将流体模型中心置于标准头部8通道线圈中心,塑料管长轴与流体长轴一致。应用3.0T高场强MR扫描仪进行FastCINEPC序列扫描,扫描层面垂直于管腔长轴。在不同流速、不同流速编码(Velocity Encoding,VENC)、不同流动方向、不同倾斜角度情况下分别测量流速。然后对结果进行统计学分析。结果当流体流速在1.41～12.74cm/s(接近人体脑脊液流速范围),流速编码置于20cm/s时所测得流速与真实流速最接近,差异无统计学意义(P>0.05);液体流动方向与流速编码方向相同、方向相反测得的流速二者之间差异无统计学意义(P>0.05);流体管腔给予不同角度后测得的各流速值之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 3.0TMR快速电影相位对比序列可以准确定量测量稳态流体模型流速,为人体脑脊液动力学的研究提供可靠的实验依据。