心脏磁共振自由呼吸运动校正人工智能电影序列在心力衰竭患者中的临床应用

目的通过评估自由呼吸运动校正人工智能(free-breathing with motion correction artificial intelligence,FB-MOCO AI)电影序列的图像质量、双心室容积和功能参数,探讨其在心力衰竭患者心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)检查中应用的可行性。材料与方法前瞻性连续纳入2022年8月至2023年5月期间来我院进行CMR检查的心力衰竭患者29例。所有患者均行常规屏气电影和FB-MOCO AI电影序列的心脏短轴面扫描。由两名放射科医师对两种电影序列采集的图像进行整体图像质量评分(5分法)。测量两种序列的双心室容积和功能参数,包括舒张末期容积(end-diastolic volume,EDV)、收缩末期容积(end-systolic volume,ESV)、每搏输出量(stroke volume,SV)、射血分数(ejection fraction,EF)和左心室舒张末期质量(LV end-diastolic mass,LVEDM)。采用配对样本t检验或Wilcoxon符号秩检验来评估两种序列之间定量数据和定性评分数据的差异。并对两种序列间定量参数做相关性分析。通过Bland-Altman分析来评估从不同序列中获得的定量参数的一致性。结果FB-MOCO AI电影序列的总扫描时间[(14.3±1.9)s]比常规屏气电影[(79.2±11.4)s]明显缩短(P<0.001)。FB-MOCO AI电影[(4.4±0.5)分]的总体图像质量评分与常规屏气电影[(4.3±0.7)分]相当,差异无统计学意义(P=0.343)。两种电影序列间所有测量的双心室容积和功能参数以及LVEDM差异均无统计学意义(P值均>0.05),并且有强相关性(r值均≥0.94,P值均<0.001)。Bland-Altman分析显示,两种电影序列的所有心功能定量参数平均差异均接近于零,且变异范围很小,一致性高。结论与常规屏气电影序列相比,心衰患者中FB-MOCO AI电影序列扫描时间明显缩短并且提供了相当的图像质量、心室容积和功能指标,有潜力替代心衰患者的常规电影序列应用于临床。

基于聚氨酯/炭黑/锦纶导电纱线的织物应变传感器制备及其性能

镀银锦纶纱线制备的织物应变传感器存在镀层氧化腐蚀的问题,影响测量精度,严重时可致传感器失效。为改善织物应变传感器的环境稳定性,基于同轴湿法纺丝技术制备以锦纶(PA)纱线为芯层,聚氨酯(TPU)和炭黑(CB)复合材料为皮层的芯鞘结构的TPU/CB/PA导电纱线,然后将其作为嵌花部分与成品氨纶纱线共同编织成针织物应变传感器,该传感器样品采用平针、1×1罗纹、双罗纹、双反面4种针织组织编织。同时探究了组织结构、导电嵌花图案类型以及导电部分嵌花密度对传感器性能的影响。结果表明:平针组织和1×1罗纹组织的传感器样品采用间隔导电电路制备方式在30%~45%的应变传感范围内可有效提升传感器的信号稳定性,疲劳寿命至少为500次;织物密度减小可扩大传感器的有效应变传感范围(20%~50%)。此传感器能够初步实现对不同呼吸深度的监测以及关节运动幅度的监测。

基于四维CT的肝脏各部分和膈肌的呼吸移动度的分析

目的:用四维CT(four-dimensional computed tomography,4DCT)的方法研究膈肌和肝脏各部分的呼吸移动度,并分析它们之间的关系。方法:对31例有肝脏内占位性病灶的患者行静脉增强4DCT扫描,在生成的10个呼吸时相的CT图像上分别勾画膈肌、肝脏内占位性病灶并测量其呼吸移动度。结果:膈肌在头脚方向上的呼吸移动度为(9.9±3.8)mm。肝脏各部分的呼吸移动度不等,肝右叶上部、肝左叶、肝中部与膈肌头脚方向的呼吸移动度均无显著差异(P>0.05),经线性相关分析,呈高度线性正相关(相关系数分别为0.997、0.985、0.996,P<0.05)。肝右叶下部、肝门区的移动度均显著小于膈肌的呼吸移动度(P<0.05)。结论:肝脏各部分的呼吸移动度不同,膈肌呼吸移动度可以代表肝右叶上部、肝中部和肝左叶在头脚方向的呼吸移动度。

MRI MOCO技术在肝脏局灶性病变诊断中的应用

目的评估M R I运动校正(motio ncorrection,MOCO)技术对肝脏三维容积内插屏气扫描(three-dimensional volumetric interpolated breath-hold examination,3D-VIBE)动态增强图像的图像配准效果,探讨MOCO重建图像对提高肝脏局灶性病变检出率的作用。方法 52例怀疑有肝脏局灶性病变的患者进行MRI平扫和动态增强扫描。利用MOCO技术对增强扫描不同时相的3D-VIBE图像进行图像配准,得到MOCO重建图像。2位高年资腹部放射医师共同对肝脏平扫T1WI、T2WI、增强扫描不同时相的3D-VIBE图像和MOCO重建图像进行评判,以讨论结果作为最终意见。结果①52例受检者在3D-VIBE多期增强扫描中同一层位图像均出现不同程度的图像失配准,腹水及肝脏术后患者尤为明显。经过M O C O技术的校正,MOCO重建图像修正了因呼吸运动所致的多期扫描同一层位图像失配准;②对52例受检者的MR平扫、3D-VIBE和MOCO重建图像进行集体阅片,共同确认131个病灶。MOCO重建图像和3D-VIBE图像检出病灶数目分别为129个和116个,MOCO重建图像病灶发现率高于3D-VIBE图像(98.47%vs88.55%,x2=9.058,p=0.03)。MOCO重建图像对≤2.0cm的病灶的检出率高于3D-VIBE图像(83.52%vs97.80%),其差异有统计学意义(x2=10.965,P=0.001);③MOCO重建图像能更好显示FHL强化特征,能为FHL的诊断提供更真实的影像信息。结论 MOCO技术能修正由呼吸运动所致的多期扫描同一层位图像失配准,可以提高对小病灶的检出率,能更好显示FHL的强化特征,有助于FHL的影像诊断。

基于大涡模拟的人体呼出气溶胶颗粒运动规律研究

考虑了不同呼吸模式(持续呼气与间歇呼吸)和不同通风情况(通风与无通风),运用大涡模型对坐姿女性人体鼻呼吸产生的气溶胶颗粒的运动规律进行了数值模拟,对比分析了不同工况下的热羽流、呼吸域流场及气溶胶颗粒扩散特性。结果表明:无通风情况下的持续呼气模式与间歇呼吸模式呼出的气溶胶颗粒运动规律很接近;通风情况下间歇呼吸模式呼出的气溶胶颗粒的扩散距离更远,持续呼气模式呼出的气溶胶颗粒的最大浓度更高,而间歇呼吸模式下的吸气过程会回吸总量7%~11%的气溶胶颗粒;在扩散一定时间后,通风增大了气溶胶颗粒的最大传播直线距离,但是短时间内气溶胶颗粒的排除量能达到25%以上。

含裂纹两端铰支输流管道在振荡流作用下的非线性动力特性研究

基于适用于非材料体系统的Lagrange方程建立起含裂纹两端铰支输流管道在振荡流作用下的运动方程,考虑了瞬变呼吸裂纹非线性模型和几何非线性。采用数值方法研究了有/无裂纹输流管道在各个参数共振区域内的运动形态,结果表明由于裂纹的存在,输流管道系统表现出更加丰富的动力学行为,如倍周期运动和混沌运动。含裂纹输流管道系统通过倍周期分岔途径进入混沌,通过倍周期倒分岔脱离混沌。

转轴上裂纹在通过临界转速过程中的呼吸特征

为了研究复杂涡动引起的裂纹非线性呼吸行为对转子临界转速的影响,在恒速裂纹转子运动方程的基础上构建带横向裂纹Jeffcott转子的通用运动方程,对裂纹转子加速通过临界转速的过程进行了数值研究。结果表明:不平衡量方位角对临界转速有较大影响;在临界转速附近,裂纹的呼吸减弱;在恒加速过程中裂纹转子的最大响应滞后于重心转向。在转子实验台上进行裂纹转子通过临界转速的实验验证,观察数据支持理论研究结果。

裂纹非线性呼吸行为对转子临界转速的影响

为了研究复杂涡动引起的裂纹非线性呼吸行为对转子临界转速的影响,构建了带横向裂纹Jeffcott转子的通用运动方程,利用新建运动方程对临界转速附近裂纹转子的稳态响应进行了数值研究。发现裂纹的非线性呼吸行为对转子不但具有增强稳定性的作用(与开裂纹转子相比),而且在一定条件下具有降低振动响应的作用(与无裂纹转子相比)。与无裂纹转子相似,稳定的裂纹转子的临界转速等于响应振幅最大且重心转向约90°对应的转速。裂纹转子的临界转速值随不平衡量方位角在开裂纹和闭裂纹转子固有频率之间变化。在转子实验台上进行了裂纹转子通过临界转速的实验验证,观察数据支持理论研究结果。

参麦注射液对胸腹呼吸运动影响

30例慢阻肺患者,因隔肌疲劳电阻抗呼吸图显示胸腹反常矛盾呼吸运动,分为A、B两组,分别先后静脉注射参麦注射液和10%葡萄糖注射液,观察其电阻抗呼吸图所示胸壁腹壁运动曲线的变化。使用参麦注射液后有26例在2h内转为同步呼吸运动,有效率显著高于葡萄糖治疗组(P<0.01)。本结果显示参麦液对疲劳膈肌有正性肌力作用。

甩手运动配合缩唇腹式呼吸对COPD稳定期患者的影响探讨

目的探讨甩手运动配合呼吸锻炼对慢性阻塞性肺病(COPD)稳定期患者康复效果的影响,为COPD稳定期患者肺康复锻炼提供科学依据。方法将COPD稳定期的病人90例,随机分为三组,每组30例。观察1组采用甩手运动联合缩唇腹式呼吸;观察2组采用缩唇腹式呼吸;对照组按常规自主锻炼。观察患者肺功能FVC、FEV1、FEV1/FVC;PaO2(氧分压)、PaCO2(二氧化碳分压)、SPO2(脉搏血氧饱和度)、6MWT(6 min步行试验)、COPD患者生活质量等指标的改变情况。结果三组比较,差异有显著意义(P<0.05)。结论甩手运动配合缩唇腹式呼吸,能改善COPD稳定期患者的肺功能和提高生活质量。

基于Cone Beam CT图像的呼吸运动分析

呼吸运动是有一定规律性的运动,传统呼吸运动模型用公式描述,不能准确反映不同病人的特点或同一病人不同时期的特点,无法满足实时准确分析的需要。为此,我们提出了一种通过跟踪病人自由呼吸状态下所采集的Cone Beam CT图像序列中的横隔膜的运动来建立病人呼吸运动模型的方法。该方法建立的模型与传统的呼吸运动理论模型非常相似,证明了它是可行且有效的,同时该方法更能实时准确地反映病人的呼吸运动规律,具有很高的临床实用价值。

太极拳中圆弧形动作的特点及意义

太极拳上肢多呈圆形、弧形、螺旋形动作 ,这种动作不仅独特并且有着深刻的科学和文化内涵。圆弧形动作符合人体运动解剖的生理结构 ,符合击技中的动力学原理 ,适合周身的气血运行 ,对中枢神经。

柔性整流罩地面展开试验仿真分析与飞行状态分离预测

大型整流罩的地面分离试验难以在真空环境下进行,为实现对飞行状态中分离情况的准确预测,需根据地面试验数据修正建立的有限元模型。基于耦合欧拉-拉格朗日算法,对大型柔性整流罩的地面展开试验进行流体与固体耦合仿真分析,获得了整流罩在空气阻力作用下展开的运动特性及呼吸变形,结果表明仿真结果与试验数据一致,验证了该模型及方法的正确性。采用相同模型对飞行状态下的整流罩分离进行仿真预示,并分析了空气阻力、轴向过载对分离特性和呼吸运动的影响规律。研究表明:空气阻力会降低整流罩的运动速度和呼吸运动频率,增大呼吸运动幅值;随着轴向过载的增大,呼吸运动幅度增大;整流罩的呼吸运动与其1阶振型相关。

基于图像跟踪的呼吸运动分析

呼吸运动是一种内在的、周期性运动,传统呼吸运动模型用公式描述,需要估计人的运动周期和运动范围,无法满足三维和实时分析的需要。本文提出一种新的呼吸运动分析方法,该方法借助于用X光机实时采集的患者胸部透视序列图像,通过一种改进的块匹配方法跟踪图像中目标点(横膈膜)的位置变化建立呼吸运动模型。实验证明:与传统的呼吸运动模型相比,该方法更能实时反映人体呼吸运动规律,并且方便建立三维呼吸运动模型,具有很高的临床实用价值。

正确解析声乐教学理论中的“支持力”概念问题

传统声乐艺术理论简单地把“支持”理解为“气”,对歌唱运动发声起着主导性的作用,实则颠倒了“力”和“气”的主、被动关系。“支持力”在艺术歌唱运动发声的功能作用,主要体现于借助建立起利用“支持力”的平衡方法和手段,在一个相对短的训练过程中,使学生在“声音支点”、“声音力点”、“嗓音支撑点”等客观艺术歌唱嗓音发声运动技术指标含量的特定功能下发挥作用。

基于4D CT的肺部运动呼吸模型

肺部的呼吸运动会在图像导航穿刺手术中引入误差,并且该误差是穿刺导航手术的主要误差.为解决该问题,提出了一个接近亚体素级精度、方便易用、运算简便的呼吸模型.首先根据肺内部各标记点的真实运动信息推算运动状态参数;然后根据运动状态参数的运动趋势,提取各点运动的总体规律;最后结合已获得的样本数据,得到一个一般化的呼吸模型.交叉实验结果表明,运用该模型可以将由呼吸引起的原始误差降低75%左右,在呼吸幅度较小的情况下,模型可以达到亚体素级的精度,并且具有运算简便、运用简单的特点.

步兵分队敌火下运动的呼吸方法初探

步兵分队敌火下运动,体力消耗明显增大。运用合理的呼吸方法是降低体力消耗,充分发挥人体机能能力,保持旺盛体力,提高攻击分队战斗力的一个十分重要因素。只要将合理的呼吸方法应用于步兵分队放火下运动中,就能使战斗人员摄取最大氧量,提高有机体最大摄氧量的利用率,降低我分队的体力消耗,充分发挥体能优势,夺取进攻战斗的胜利。

多模式呼吸训练对MRI钆塞酸二钠肝脏肿瘤筛查增强扫描的影响

目的探寻多模式呼吸训练对磁共振成像(MRI)钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)肝脏肿瘤筛查增强扫描的检查时间、图像质量、短暂性剧烈呼吸运动(TSM)等的影响。方法选取在我院行MRI钆塞酸二钠早期肝脏肿瘤筛查增强扫描的受检者783例,按呼吸训练模式分为试验组和对照组;试验组560例受检者进行三种不同模式的呼吸训练,即方法A:自主吸气-呼气-屏气263例;方法B:自助吸气-呼气-屏气207例;方法C:他人协助吸气-呼气-屏气90例;对照组223例受检者按常规检查过程中临时语音提示训练;比较两组受检者之间安全性、检查时长、图像质量及短暂性剧烈呼吸运动发生率,检验水准α=0.05。结果试验组受检者的检查时间长短和图像质量比均优越于对照组(P<0.05);试验组与对照组间对比剂外渗、不良反应及短暂性剧烈呼吸运动发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论MRI钆塞酸二钠早期肝脏肿瘤筛查增强扫描安全性高,该检查时间、图像质量与受检者吸气-呼气-屏气配合有关,多模式呼吸训练有利于缩短检查时间,提高图像质量;值得临床影像科室借鉴。

冠脉追踪冻结技术对冠脉CT血管成像优化研究

目的:探索冠脉追踪冻结技术(SSF)对不同扫描模式的冠脉CT血管成像(CCTA)图像质量的改善作用。方法:回顾性分析134例行CCTA检查患者图像资料,根据扫描所采用序列不同,入组患者分为常规屏气组(n=73)和自由呼吸组(n=61)。各组数据均行标准算法和SSF运动校正算法重建图像,并分别进行图像质量评价。结果:常规屏气组与自由呼吸组内SSF算法图像的图像质量均优于标准算法图像,但2组间SSF算法图像的平均图像质量得分、图像噪声、冠脉血管密度值、信噪比及对比噪声比之间差异均无统计学意义(均P>0.05)。自由呼吸组SSF算法与标准算法的图像质量评分差值(1.00±2.00)显著大于常规屏气组差异有统计学意义(0.25±1.25,P<0.05),即与常规屏气组相比,SSF算法在自由呼吸组中对图像质量改善更显著。结论:SSF算法有助于改善CCTA图像质量,尤其是对自由呼吸扫描模式的CCTA图像。

基于256层CT的老年患者自由呼吸状态下冠状动脉成像质量的研究

目的评价老年患者自由呼吸和屏气后扫描在256层CT冠状动脉成像中的图像质量。方法选取2020年6月-2020年12月间在复旦大学附属华东医院行冠状动脉CT血管造影的受检者106例,随机将受检者分为试验组和对照组,试验组(n=53)行自由呼吸下(Coronary CTAngiography,CCTA),对照组(n=53)行屏气后CCTA。同时将75次/分作为快心率组和慢心率组的指标进行分组。记录各组的BMI、心率、图像CT值平均数、噪声(SD),根据公式计算信噪比(SNR)与对比噪声比(CNR);由2名高年资放射科医师采用双盲法对图像进行评价,记录冠状动脉分支的病变情况,并对各项指标进行统计学分析。结果试验组和对照组在主动脉弓根部及冠状动脉近端的图像的信噪比分别为(17.78±3.08)、(29.89±5.68)、(18.12±3.17)、(28.98±4.92),对比噪声比分别为(14.40±2.71)、(24.28±4.90)、(14.47±2.88),(22.94±4.06),2组差异无统计学意义(P>0.05).试验组与对照组客观图像评价差异无统计学意义(P>0.05)。结论通过对比受检者自由呼吸状态和屏气后的冠状动脉图像主客观分析,可根据受检者配合情况,选择自由呼吸状态进行冠状动脉CT血管造影,提高受检者的图像质量。