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。

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。

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。

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。

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。

3.0TMRI相位对比电影成像用于中脑导水管脑脊液流动分析的价值

目的探讨3.0TMRI相位对比电影成像在中脑导水管脑脊液流动分析中的应用价值。方法将我院收治的脑积水患者40例设为脑积水组,将同时期在我院进行体检的健康受检者39例设为对照组。两组均采用3.0T核磁共振(MRI)扫描仪进行头颅检查,随后利用相位对比电影成像技术及相关软件进行检测并分析,观察比较两组中脑导水管处脑脊液各动力学参数。结果交通性脑积水组在中脑导水管处脑脊液净流量、收缩期向下峰速、舒张期向上峰速、向下流量、向上流量均明显高于对照组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。不完全性梗阻性脑积水组在中脑导水管处脑脊液净流量、收缩期向下峰速、舒张期向上峰速、向下流量及向上流量均明显低于对照组,完全性梗阻性脑积水组以上指标均为0,3组间比较,差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论相位对比电影成像在中脑导水管脑脊液流动分析中的应用价值高,可为临床诊断脑积水提供依据。

电磁超表面全息成像技术研究进展

超表面全息术的出现极大地促进了全息成像技术的发展,同时也拓展了电磁超表面的应用范围。为进一步梳理超表面全息成像的发展脉络,以技术发展的时间轴为主线,系统地回顾了超表面技术的发展历程,以及受益于超表面技术的全息成像模式的进步。随着技术的进步,超表面全息术逐渐从可见光频段向微波频段发展,从静态重现向动态全息演变,因此,着重介绍了超表面全息术的未来方向——可重构超表面及其动态全息技术,并且从超表面单元高性能创新技术、超表面阵列全息模式以及超表面全息系统研究3个方面对可重构超表面全息术的发展做了展望。

基于级联相位检索与关联成像的多图像加密研究

光学信息处理技术本身具有高速度、并行性、信息容量大的特点。同时,光波又具有振幅、相位、波长、偏振等多种属性,是多维信息的载体。因此,光学加密在信息安全传输领域意义重大。现有的图像加密方法存在效率低、安全性差、加密容量小等问题。为了实现多图像二次加密传输,提出了一种基于级联相位迭代与计算关联成像的多图像加密算法。该方法可以同时对多幅图像进行高效加密,计算简单,安全可靠,传输数据少。利用相关系数指标评估了该方法的加密效果,并通过仿真实验验证了该方法的有效性和安全性。

基于涡旋高斯光束的自成像效应数值实验

涡旋光束的传输动力学行为是光学领域研究的热点之一。该文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了经典光学涡旋、非对称幂指数光学涡旋和对称幂指数光学涡旋三类不同涡旋高斯光束的传输行为。结果表明,在自由空间中三类光学涡旋高斯光束均可产生整数、分数自成像效应,其自成像距离与无光学涡旋高斯光束产生的自成像现象的复现距离一致。自成像平面上光场结构由一系列周期性阵列光束构成,其光强分布与涡旋相位的拓扑荷数和幂指数阶数密切相关。对于所施加的三类光学涡旋,阵列波束表现出了圆环、螺旋及花瓣型三类不同的光场分布,但是其相位分布基本保持不变。该研究为系统认识周期性涡旋光束的演化动力学行为,以及获得新颖的结构光束提供了新的思路和方法。