典型多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算与分析

针对3级以上海况的高精度海洋场景红外仿真问题,提出一种“先拆后建”的研究思路:将含泡沫和破碎波的多尺度海面抽象为粗糙海面、泡沫、破碎波的组合,进而拆解出“粗糙海面”、“含泡沫粗糙海面”、“含破碎波粗糙海面”3类典型多尺度海面结构体,最后通过海面栅格化、结构体匹配、方向-光谱特性重构渲染等方法,由3类典型多尺度结构体方向-光谱特性组合重构大范围海面辐射散射特性,完成多尺度海面“气-面-体”耦合辐射/散射特性的计算。对拆解出的3类典型多尺度海面结构体分别开展多尺度耦合辐射、散射特性建模研究,构建3类多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算模型,并对结构体辐射散射方向-光谱特性的影响因素进行分析,结果表明:随着海面风速的增大,海面典型结构体中的泡沫厚度及气泡浓度逐渐增大,使得结构体的散射能力增强,从而增大结构体的双向反射分布函数;随着探测波长的增大,海水的吸收性显著增强,导致不同风速条件下结构体双向反射分布函数之间的差异显著增大;对于不同的入射角,结构体双向反射分布函数最大值对应的天顶角随入射天顶角的变化逐渐发生变化。

基于鸟瞰图融合的多级旋转等变目标检测网络

随着自动驾驶系统的发展,针对道路场景下的3D目标检测受到研究人员的广泛关注。然而,大多数基于单一传感器或者多传感器融合的目标检测方法未考虑实际道路场景中车辆旋转,使得捕获的场景同步旋转,从而导致目标检测性能降低。针对这类问题,提出一种基于多传感器融合的多级全局旋转等变目标检测网络架构,以缓解场景旋转造成的目标检测困难,从而提高目标检测性能。首先,对体素内部进行各点之间距离编码,增强局部点云几何信息,并提取体素的全局旋转等变特征;其次,引入图像的语义信息并提取全局旋转等变特征,进一步提高网络性能;最后,将具有旋转等变性的点云和图像信息在鸟瞰图上进行融合,并嵌入群等变网络提取融合鸟瞰图级全局旋转等变特征。实验结果表明,该网络架构在nuScenes验证集上达到了68.7%的平均精度均值(mAP)和71.7的nuScenes检测分数(NDS),以及平均角度误差均值(mAOE)降低到0.288,相比主流的目标检测方法,其实现了网络架构本身的旋转等变性并在性能上得到了提升,此外,各个组件对于整体网络架构的目标检测性能提升都起到了重要作用。

基于路侧激光雷达的多目标检测与跟踪算法

为了检测与跟踪城市交叉口复杂环境下的道路目标,提出一种基于路侧激光雷达的多目标检测与跟踪算法。首先利用背景减除法滤除背景点云,随后融合5帧点云并利用曲率体素聚类算法检测目标得到3 D包围盒信息,之后通过自适应阈值的双门控和生存周期管理策略,有效提升关联精度并减少了目标丢失和误检,最后利用交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMM-UKF)和联合概率数据互联(JPDA)的融合算法完成道路目标的跟踪。试验结果表明,该算法在保证检测和跟踪性能基础上满足实时性要求,具有工程实用价值。

二维多体素波谱定量分析遗忘型轻度认知功能障碍患者颅内代谢物

目的利用二维多体素波谱(2D-CSI)技术定量分析及评估遗忘型轻度认知功能障碍患者(aMCI)的颅内代谢物。方法利用1.5T MR扫描仪对19例aMCI患者(aMCI组)及21名正常对照者(对照组)行CSI扫描,对所得数据用LCModle联合SAGE 7.0软件进行后处理,在双侧扣带回后部(PCG)、双侧楔前叶(Pr)、双侧侧脑室后角旁白质区(PWM)、双侧背侧丘脑(DT)及双侧豆状核(LN)选取体素,比较两组N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)、肌醇(MI)的绝对浓度及NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr及NAA/MI比值。结果 aMCI组NAA浓度于双侧PCG、双侧PWM及左侧Pr较对照组降低(P均<0.05);右侧PCG MI浓度及左侧PWM Cho浓度较对照组升高(P<0.05);两组间Cr浓度差异无统计学意义(P>0.05);NAA/Cr于左侧PCG、左侧DT及右侧PWM较对照组降低(P均<0.05);NAA/MI于双侧PCG、双侧PWM及左侧DT较对照组有不同程度降低(P均<0.05);两组间MI/Cr、Cho/Cr差异均无统计学意义(P>0.05)。结论2D-CSI技术能够检测aMCI患者颅内不同区域代谢物的变化,为临床评估提供有效的生化信息。

3.0T磁共振多体素质子波谱脂质在胶质瘤恶性程度分级的应用

目的研究多体素质子波谱对幕上胶质瘤术前分级的临床应用价值。资料与方法35例经手术及病理证实的幕上胶质瘤采用3.0T超导型磁共振成像/波谱一体化扫描系统,常规MR及多体素波谱检查后利用Functool软件进行分析。结果35例胶质瘤,按WHO标准分类Ⅱ级14例,Ⅲ级11例,Ⅳ级10例。Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组肿瘤实体区(Lac+Lip)/Cr平均值分别为0.15±0.16,1.14±1.50,2.61±2.75,NAA/nCr平均值1.29±0.96,0.74±0.56,0.53±0.36和(Lac+Lip)/nCr平均值0.22±0.23,0.70±0.63,1.01±0.80,Ⅱ级组与Ⅳ级组间(Lac+Lip)/Cr、(Lac+Lip)/nCr、NAA/nCr有统计学差异(P<0.05)。若将Ⅱ级组列为低度恶性肿瘤组,Ⅲ级组、Ⅳ级组合并为高度恶性肿瘤组,Cho/NAA、Cho/Cr、(Lac+Lip)/Cr、(Lac+Lip)/nCr平均值在组间有显著性差异。结论MR多体素质子波谱脂质的出现对肿瘤组织学分级有较高的临床应用价值。

1.5 T磁共振兔VX2肝癌活体二维多体素1H-MRS应用初探

目的探讨应用1·5T磁共振仪对兔VX2肝癌进行活体二维多体素氢质子磁共振波谱(1H-MRS)检查的可行性,对所得1H-MRS图作初步观察。材料与方法采用经腹腔瘤块种植法建立兔VX2肝癌模型,利用1·5T磁共振仪进行常规MR平扫和二维多体素1H-MRS,包括激励回波采样模式(STEAM)和点分辨波谱(PRESS)序列检查,初步比较肿瘤实质、瘤周和邻近正常肝组织的1H-MRS图的差别。扫描结束次日处死动物,取其相应位置肝脏组织块进行病理组织学分析。结果建立兔VX2肝癌模型共计16只,均按照计划进行了MR平扫和二维多体素1H-MRS检查,共24瘤次,其中22瘤次获得令人满意的1H-MRS图,技术成功率达到92·0%。1H-MRS图上可见4个主要的波峰,包括脂质(Lip)、谷氨酰胺和谷氨酸复合物(Glx)、胆碱(Cho)、糖原和葡萄糖复合物(Glyu)。发现瘤周和邻近正常肝组织内Cho峰和Glyu峰较肿瘤实质内的要高,Lip峰稍降低。其他参数相同的情况下,STEAM和PRESS序列在本研究1H-MRS扫描中所得波谱谱图无明显区别。结论应用1·5T磁共振仪对兔VX2肝癌进行活体二维多体素1H-MRS检查是可行的。

基于体素的森林地区机载LiDAR数据DTM提取

机载LiDAR是一种能够直接、快速获取被测目标三维空间信息的主动式遥感技术,被广泛用于获取高精度的数字地面模型,但是在植被比较密集、地势比较陡峭的森林地区,能够穿透植被到达地表的激光脚点数量较开阔区域少,对于提取精确的DTM有一定难度。该文提出一种继承式多分辨率体素滤波算法,从机载激光扫描数据中获取森林地区的DTM。该方法将激光点云数据划分为不同分辨率等级的体素,以体素为单位通过与邻域体素的高程加权均值比较,剔除植被点,保留地面点,从而获取森林地区的DTM。实验证明该滤波方法能够有效地提取森林地区的DTM。

单体素和多体素MRS在帕金森病质检测中的应用

目的探讨单体素和多体素1H-MRS在帕金森病(PD)患者黑质区检测中的优缺点。方法对20例PD患者与10例年龄匹配的健康对照者的黑质区进行单体素和多体素MRS,测定N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)及肌酸复合物(Cr)含量,比较NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值以及比较单体素和多体素1H-MRS的谱线质量。结果多体素1H-MRSPD组NAA/Cr、NAA/Cho值减低,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),多体素1H-MRS谱线质量稳定,能更准确全面地反映黑质代谢物的变化;单体素1H-MRS谱线质量差,无法用于诊断。结论多体素1H-MRS对PD患者黑质区进行检测,可以获得优质的谱线并为PD患者的病理生理改变和诊断提供重要信息。

小儿正常小脑半球组织^1H-MRS研究

目的:测定和计算0～7岁小儿正常小脑半球组织代谢物比值,并观察各比值随年龄变化规律。方法:应用多体素2D1H-MRS点分辨波谱(PRESS)序列测定70例0～7岁小儿正常小脑半球组织的双侧灰质及白质区代谢物浓度,按年龄分为0-1岁,1-2岁,2-3岁,3-5岁,5-7岁五组,计算和分析NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho的比值。结果:正常小脑灰质区在各年龄组间NAA/Cho(P=0.0143)和NAA/Cr(P=0.0050);白质区的NAA/Cho和NAA/Cr均P<0.001;灰质和白质区的Cho/Cr(P=0.1195,P>0.05);灰质和白质区NAA/Cho值与年龄呈正相关(P<0.001,P<0.0001);NAA/Cr值与年龄呈正相关(P=0.0004,P<0.0001);灰质区Cho/Cr与年龄呈负相关(P=0.038),白质区与年龄呈负相关(P=0.568>0.05)。结论:0～7岁小儿正常小脑半球灰、白质的代谢物比值在不同年龄组会不同,灰质和白质区NAA/Cho、NAA/Cr值随年龄增长逐渐升高,而灰质区Cho/Cr值逐渐减小,白质区无明显变化,临床上应用MRS要考虑其年龄和部位的因素。

质子磁共振波谱和MR表观扩散系数在短暂性脑缺血发作中的应用

目的:利用质子磁共振波谱(1H-MRS)技术和MR表观扩散系数(ADC)分析短暂性脑缺血发作(TIA)的脑代谢改变。方法:应用多体素1H-MRS技术和弥散加权成像分别对30例TIA患者和30例正常志愿者进行检查,测量双侧大脑半球半卵圆中心ADC值和脑内代谢物氮-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)和乳酸(Lac)的峰高比率,并作统计学分析。结果:30例病例中有11例患侧ADC值(6.31±0.87×10-4mm2/s)较对侧(7.97±0.79×10-4mm2/s)及正常对照组(8.46±0.79×10-4mm2/s)显著下降,有统计学意义差异(P<0.01)。病变侧半卵园中心NAA/Cho(1.45±0.29)、NAA/Cr(1.56±0.23)低于对侧(1.65±0.21,1.81±0.16)及正常对照组(1.62±0.18,1.80±0.12),差异有显著性意义(P<0.01);Cho/Cr(1.20±0.16)高于对侧(1.07±0.15)及正常对照组(1.05±0.11),差异有显著性意义(P<0.05);Lac/NAA(0.18±0.06)高于对侧(0.00±0.00)及正常对照组(0.00±0.00),差异有显著性意义(P<0.01)。结论:多体素1H-MRS技术可以定量反映TIA患者脑组织神经细胞的生物代谢改变,其准确性及敏感性优于ADC值,1H-MRS技术结合弥散加权成像,为TIA的诊断提供了客观的影像学依据。

多体素磁共振波谱诊断DAI的价值

目的:探讨多体素磁共振波谱在诊断弥漫性轴索损伤(DAI)方面的价值。方法:对21例DAI患者胼胝体和基底节区进行MRS扫描,分析神经代谢物的变化,并按照GCS分组,以及与10名健康者进行对照比较。结果:与对照组比较,DAI患者NAA/Cr有不同程度的降低,Cho/Cr呈升高趋势,随着伤情的加重,变化越明显。结论:多体素MRS在DAI诊断方面有重要价值,并可对病情的严重性做出判断。

磁共振波谱技术在听觉皮层的应用及其质量控制

目的探讨磁共振氢质子波谱技术(1H-MRS)在听觉皮层应用的可行性,并进一步就影响检测结果准确性的若干质量控制因素进行讨论。方法采用单体素和多体素两种定位技术对10例健康志愿者右侧初级听皮层行1H-MRS扫描,分别对多体素波谱在听皮层颞平面、颞横回后内侧、颞横回前外侧的代谢物进行测量;单体素作为对照组。测量的主要代谢物包括N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、胆碱(Cho)、谷氨酰胺和谷氨酸(Glx)、γ-氨基丁酸乳酸(GABA)、乳酸(Lac)等等,计算NAA/(Cho+Cr)、Glx/(Cho+Cr)、GABA/(Cho+Cr)峰下面积比值并进行统计学分析。结果多体素技术在听皮层各点的代谢物测量有较大差异,颞平面NAA/(Cho+Cr)比值最高,和对照组相比差异有统计学意义(t=3.932,p=0.001);颞横回后内侧Glx/(Cho+Cr)最高,和对照组相比差异有统计学意义(t=2.354,p=0.044);颞平面GABA/(Cho+Cr)最高,和对照组相比差异有统计学意义(t=3.457,p=0.003)。结论多体素1H-MRS较单体素技术更能准确反映听皮层代谢物含量的变化,设备的质量控制、扫描参数的合理设定以及感兴趣区的科学定位是结果准确可靠的保证。

颅内常见肿瘤多体素质子磁共振波谱研究

目的:评价多体素(multi-voxel)质子磁共振波谱(protonmagneticresonancespectroscopy,1HMRS)技术对颅内常见肿瘤的定性诊断及鉴别诊断价值。方法:回顾性分析41例经病理检查证实的颅内肿瘤患者的多体素1HMRS资料,依据病检结果,比较不同肿瘤组织与正常脑组织以及各肿瘤组织之间主要代谢物峰值及相对比值的变化;并进一步定量界定相关代谢物峰值及相对比值的变化范围;分析多体素1HMRS对颅内肿瘤诊断及鉴别诊断的价值。结果:本研究共纳入颅内肿瘤患者41例,通过比较其多体素1HMRS主要代谢物信号强度的差异,得到以下结果:(1)胶质瘤组织NAA、Cho、MI值与对侧脑组织相比存在统计学差异;脑膜瘤组织NAA、Cho、MI及Lac值与对侧脑组织相比存在统计学差异;听神经瘤组织NAA、Cho、MI值与对侧脑组织相比存在统计学差异。(2)ΔNAA、ΔCho值在胶质瘤组织与脑膜瘤之间存在统计学差异。胶质瘤ΔNAA值的95%可信区间为-6·38^-2·56,ΔCho值的95%可信区间为3·16~6·97;脑膜瘤ΔNAA值的95%可信区间为-11·58^-6·59,ΔCho值的95%可信区间为5·89~10·20。结论:(1)多体素1HMRS能够灵敏准确地反映出颅内肿瘤组织与对侧脑组织之间的代谢差异,以及不同类别肿瘤组织之间的代谢差异,具有对颅内肿瘤进行准确诊断和鉴别诊断的价值。(2)Δ代谢物是本次研究中我们提出的一套具有交流价值的新指标,经定量分析证实,能够对颅内肿瘤进行诊断及鉴别诊断,其效能与目前常用的代谢物相对比值等指标接近,具有进一步研究证实的价值。

老年人整体运动敏感性降低的脑灰质体积变化基础

本研究使用多体素模式分析方法和随机点阵范式,首次探索了老年人整体运动敏感性(GMS)下降和其脑灰质体积下降间的关系。结果发现,老年人GMS显著低于年轻人,老年人V5/MT、V3和额顶等脑区灰质体积显著小于年轻人;V5/MT和V3区的灰质体积信号可以有效预测个体的GMS。结果提示,V5/MT区和V3区,特别是V3区的灰质体积下降可能是老年人GMS下降的主要原因;而基于“去分化假设”,全脑范围内其余脑区的灰质体积下降可能也在一定程度上与老年人GMS下降有关。

YQ地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层地震属性预测

YQ地区奥陶系地层碳酸盐岩储层发育,储集类型以岩溶孔洞、裂缝型为主。由于储层非均质性极强,横向变化快,加之溶洞受填隙物及填充程度的影响,使得储层预测的难度很大。从奥陶系碳酸盐岩储层的地球物理响应特征出发,形成1套以地震属性优选、多属性融合、三维像素属性雕刻等为主的地震预测技术流程。利用这些技术手段对奥陶系岩溶孔洞类储层、风化壳顶面储层进行了预测,对这2类储层在平面和空间上的分布特征进行了定性描述和分析,其结果与实钻情况吻合,取得了较好的应用效果。

基于多体素模式分析的fMRI视觉解码研究综述

随着神经影像技术的发展,尤其是功能磁共振成像技术的兴起与广泛应用,视觉解码技术取得了长足的进步。目前,多体素模式分析(multi-voxel pattern analysis,MVPA)方法日渐成为最受关注的视觉信息解码方法。与经典fMRI数据分析中的单体素分析方法不同,该方法考虑神经元活动的相互关系,引入多体素模式特征训练分类器,实现对大脑视觉认知状态的分类识别。文章重点介绍MVPA解码的基本思想、实施步骤和在视觉解码中的应用,并指出了今后的一些研究方向。

单目多视角全景视觉感知三维重构技术研究

从图像中恢复出几何实体的三维形状是计算机视觉研究领域的一个核心课题.本文提出了一种基于单目全景成像的三维重构方法.通过单目多视角全景视觉传感器在一个摄像平面上同时获取从多个不同视角拍摄的被测物体图像,采用Otsu算法对图像进行分割,提取前景信息,用轮廓体素极坐标遍历得到几何实体的轮廓采样点数据,重构出几何实体的三维形状.单目多视角全景视觉传感器避免了通用多视角成像中摄像机的颜色系统以及内外参数难以保持一致的问题,减少了硬件成本和立体匹配的复杂度,增加了实时性;通过轮廓体素极坐标遍历得到物体的三维点云数据是一种明确、不含二义性的信息,具有较好的鲁棒性.通过实际系统应用验证,该方法是一种行之有效的三维重构方法.

多体素氢质子波谱对良恶性肌骨肿瘤鉴别诊断的临床应用价值

目的探讨良恶性肌骨肿瘤氢质子波谱的成像特点及2D-MRS对良恶性肌骨肿瘤鉴别诊断的临床应用价值。方法对经病理证实的33例肌骨肿瘤的病人术前常规行MRI扫描、MRI增强扫描及2D多体素1H-MRS扫描,观察良恶性肌骨肿瘤多体素1H-MRS的成像特点,比较良恶性病变的Cho/Cr比值,并以此作为鉴别良恶性的依据。结果肌骨肿瘤1H-MRS波形与正常下肢肌肉明显不同,恶性肌骨肿瘤的Cho峰升高且明显高于Cr峰,良性肌骨肿瘤中可见极低的Cho及Cr峰,二者几乎等高。良性肿瘤Cho/Cr为1.05±0.25,恶性肿瘤Cho/Cr为2.76±0.54,差异有统计学意义(P<0.05),Cho/Cr比值应用于诊断恶性肿瘤的敏感度为84.6%、特异度为90%、准确率为87.9%。结论 2D1H-MRS测得的Cho水平的增高与肌骨肿瘤的恶性度相关,Cho/Cr比值对肌骨肿瘤的良恶性鉴别诊断有一定的临床价值。

多参数磁共振成像在脑胶质瘤中的应用研究

目的探讨多参数磁共振成像(MRI)在脑胶质瘤中的临床应用价值。方法 80例脑胶质瘤患者,均进行颅脑MRI平扫、弥散加权成像(DWI)、磁共振灌注成像(PWI)、定量动态对比加强磁共振(DCE-MRI)、多体素共振波谱(MRS)、扩散张量成像(DTI)。按照不同恶化情况分为低级别组(n=36)及高级别组(n=44),①统计两组各向异性分数(FA)、平均扩散系数(DCavg)、表观扩散系数(ADC)、胆碱(Cho)/N-乙酰天门冬氨酸(NAA)及胆碱(Cho)/肌酸(Cr);②统计两组渗透性参数(K^trans)、血液回流常数(kep)、血浆容积(vp)、脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)及平均通过时间(MTT);③统计两组患者肿瘤实质部分相对脑血容量(rCBVt)、相对脑血流(rCBFt),肿瘤周围水肿部分rCBVe、rCBFe;④统计上述指标诊断阈值及多种参数MRI联合诊断效能。结果①高级别组Cho/NAA、Cho/Cr水平高于低级别组,ADC水平低于低级别组(P<0. 05),ADC诊断阈值为1. 02×10^-3mm^2/s,ROC下面积0. 905;Cho/NAA诊断阈值为2. 03,ROC下面积0. 787;Cho/Cr诊断阈值为2. 10,ROC下面积0. 810。②高级别组K^trans、CBF、CBV高于低级别组(P<0. 05),K^trans诊断阈值为0. 25 mm^2/s,ROC下面积0. 782;CBF诊断阈值为1. 51 ml/(g·min),ROC下面积0. 870;CBV诊断阈值为0. 19 ml/g,ROC下面积0. 742。③高级别组rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平高于低水平组(P<0. 05),rCBVt诊断阈值为2. 33 ml/g,ROC下面积0. 833;rCBFt诊断阈值为2. 08 ml/(g·min),ROC下面积0. 843;rCBVe诊断阈值为1. 04 ml/g,ROC下面积0. 784;rCBFe诊断阈值为0. 96 ml/(g·min),ROC下面积0. 813。④多种参数MRI联合诊断效能准确率为92. 50%,灵敏度94. 44%,特异度90. 91%。结论多参数MRI可对脑胶质瘤进行有效分级。

脑胶质瘤的MRS及DWI成像的临床价值研究

目的 分析MRS（氮质子磁共振波谱成像）及DWI（弥散加权成像）在颅内胶质瘤病变中的表现特点和诊断价值以及对临床术前的应用价值。方法 对51例术后证实的胶质瘤患者行常规MRI平扫、DWI及MRI增强、多体素MRS检查,计算肿瘤实质区及对侧正常脑组织ADC值和代谢物NAA、Cho、Cr值及Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr等比值。结果 51例胶质瘤实质区NAA含量明显降低,Cho含量增高,Cr含量中等降低。Ⅰ~Ⅱ级组患侧与对侧比较NAA/Cr、Cho/Cr差异显著,有统计学意义（P〈0.05）;Ⅲ~Ⅳ级组患侧与对侧比较NAA/Cr、Cho/Cr差异显著,有统计学意义（P〈0.05）;两组间比较NAA/Cr、Cho/Cr差异显著,有统计学意义（P〈0.05）。两组胶质瘤实质区的ADC值均高于正常脑组织,差异具有统计学意义（P〈0.05）。Ⅲ~Ⅳ级组胶质瘤实质区ADC值低于Ⅰ~Ⅱ级组,且差异具有统计学意义（P〈0.05）。结论 联合多体素MRS及DWI对胶质瘤术前诊断、分级及选择手术方式有重要的临床意义。