Computer simulation on reliability of retention index with FDG–PET and optimization of dual-time-point imaging protocol

The inherent noise in positron emission tomography （PET） leads to the instability of quantitative indicators, which may affect the diagnostic accuracy for differentiating malignant and benign lesions in the management of lung cancer. In this paper, the reliability of retention index （RI） is systematically investigated by using computer simulation for the dual-time-point imaging protocol. The area under the receiver operating characteristic （ROC） curve is used to evaluate the optimal protocol. Results demonstrate that the reliability of RI is affected by several factors including noise level, lesion type, and imaging schedule. The RIs with small absolute values suffer from worse reliability than those larger ones. The results of ROC curves show that over delayed second scan cannot help to improve the diagnostic performance further, while an early first scan is expected. The method of optimization based on ROC analysis can be easily extended to comprise as many lesions as possible.     

Computer simulation on reliability of retention index with FDG–PET and optimization of dual-time-point imaging protocol

The inherent noise in positron emission tomography (PET) leads to the instability of quantitative indicators, which may affct the diagnostic accuracy for diffrentiating malignant and benign lesions in the management of lung cancer. In this paper, the reliability of retention index (RI) is systematically investigated by using computer simulation for the dual-time-point imaging protocol. The area under the receiver operating characteristic (ROC) curve is used to evaluate the optimal protocol. Results demonstrate that the reliability of RI is a?ected by several factors including noise level, lesion type, and imaging schedule. The RIs with small absolute values su?er from worse reliability than those larger ones. The results of ROC curves show that over delayed second scan cannot help to improve the diagnostic performance further, while an early ?rst scan is expected. The method of optimization based on ROC analysis can be easily extended to comprise as many lesions as possible.     

Effect of Image Noise on the Classification of Skin Lesions Using Deep Convolutional Neural Networks

Skin lesions are in a category of disease that is both common in humans and a major cause of death. The classification accuracy of skin lesions is a crucial determinant of the success rate of curing lethal diseases. Deep Convolutional Neural Networks(CNNs) are now the most prevalent computer algorithms for the purpose of disease classification. As with all algorithms, CNNs are sensitive to noise from imaging devices, which often contaminates the quality of the images that are fed into them. In this paper, a deep CNN(Inception-v3) is used to study the effect of image noise on the classification of skin lesions. Gaussian noise, impulse noise, and noise made up of a compound of the two are added to an image dataset, namely the Dermofit Image Library from the University of Edinburgh. Evaluations, based on t-distributed Stochastic Neighbor Embedding(t-SNE) visualization, Receiver Operating Characteristic(ROC) analysis, and saliency maps, demonstrate the reliability of the Inception-v3 deep CNN in classifying noisy skin lesion images.     

云南寻甸石漠化土壤易氧化碳对丛枝菌根真菌共生的响应

【目的】运用菌根技术改良石漠化土壤性状,已成为石漠化地区植被与土壤恢复的重要生物学途径。揭示丛枝菌根(AM)真菌与植物共生驱动下石漠化土壤碳库及养分状况的变化,探明石漠化土壤易氧化碳(ROC)对土壤碳库及养分变化的响应过程及机制,为石漠化土壤的微生物修复及提高石漠化治理效率提供参考。【方法】采集云南昆明寻甸石漠化土壤,以尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)为寄主植物,分别接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae, FM)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum, CE)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices, RI),并设置对照处理(无寄主植物及无AM接种),采用高锰酸钾氧化法测定不同试验处理下土壤ROC含量,探究土壤ROC与碳库组成、养分状况及植物生长之间的相互关系。【结果】不同AM真菌均具有显著的侵染与促生效应,其中RI的侵染率与菌丝侵染密度最大,相较于对照分别提高155%和100%,并显著促进桤木树高(60%)与基径(46%)生长;不同AM真菌均显著提高ROC含量,3菌种对ROC含量的提升率大小顺序为:RI(122%)> CE(78%)> FM(61%)。ROC在土壤总有机碳库中所占比例(52%)远高于微生物生物量碳(3%~6%);3种菌种对土壤养分含量的提升效应表现为:RI > CE > FM。相较于对照,RI 菌种对植物可利用性氮、微生物生物量碳、总有机碳及植物可利用性磷的提升率分别为161%、127%、110%及97%;对ROC变化具有较大贡献的土壤环境因子分别为AM真菌侵染率(96%)、植物可利用性氮(94%)、微生物生物量碳(85%)、总有机碳(78%)及植物可利用性磷(72%)。【结论】AM真菌与尼泊尔桤木共生,显著驱动石漠化土壤碳库与养分含量变化并促进植物生长,进而增加石漠化土壤易氧化碳的积累。研究结果有助于理解石漠化地区植物生长、土壤恢复及活性有机碳沉积的微生物学调控机制。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明:无GPS辅助时,纯惯性导航在120 s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明,无GPS辅助时,纯惯性导航在120s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

一种新型眼科超声生物显微镜

介绍一种新型的眼科超声生物显微镜系统．该系统利用长焦距(13mm)换能器和机械扇扫, 实现了宽景扫描,具有4．8 mm×6 mm 和9．6 mm×12 mm 两种扫描窗宽．使用长焦距换能器还使得检查时换能器远离角膜,极大地减小角膜损伤的风险．用现场可编程门阵列器件(FPGA)实现了硬件动态帧平均从而增强了图像的信噪比．系统中心频率为50MHz,纵向和横向分辨力分别为50 μm 和100μm．一个专门设计的层状靶被用来测试系统的纵向分辨力,其独特的结构保证了高分辨力超声设备的测试精度．     

基于多速率运动模型的多帧最近邻数据关联算法

为了提高标准最近邻数据关联算法的关联效果,提出了基于多速率运动模型的多帧最近邻数据关联算法．改正了Hong提出的多速率运动模型中关于过程噪声的一处错误,然后把该模型应用于最近邻数据关联算法,并推广到多帧情况．新算法使用序列关联量测更新目标状态,有效降低了最近邻算法中误关联对跟踪效果的影响．仿真结果表明,该算法在减少计算量的同时大大减少了跟踪丢失率。     

慢性酒精中毒性脑病磁共振及功能性成像分析

目的探讨慢性酒精中毒性脑病磁共振及功能性成像改变.方法总结32例慢性酒精中毒性脑病的患者,分别进行磁共振常规平扫、磁共振弥散成像、磁共振波谱成像分析.结果 32例患者均有不同程度的精神异常,表现为脑萎缩、脑白质脱髓鞘.磁共振弥散成像为高信号,表观扩散系数ADC图为低信号,磁共振波谱成像显示病变部位氮乙酰天门冬氨酸(NAA)以及胆碱(Cho)显著减低.结论磁共振及其功能性成像对酒精性脑病的诊断、判断治疗及预后评价具有重要价值.     

64排CT冠脉序列扩大增强扫描诊断大血管疾病的临床价值

目的:运用64排螺旋CT冠脉序列扩大增强扫描结合回顾性心电门控技术研究在诊断大血管疾病方面的临床价值。方法:选择31例临床怀疑主动脉疾病患者,全部行64排螺旋CT平扫及冠脉序列扩大增强扫描加后续重建,观察主动脉夹层包括范围、破口位置、内膜病变,主动脉瘤及有无合并其他先天性疾病等,总结和归纳病灶的影像学表象及特征。结果:大血管疾病(如主动脉粥样硬化、主动脉夹层及并发的相关疾病、主动脉瘤及先天性疾病等)的影像表现在图像上显示清楚,能够确切显示微小病变结构,克服了搏动伪影等多种干扰因素。结论:运用64排螺旋CT冠脉序列扩大增强扫描结合回顾性心电门控技术可以在很大程度上克服大血管的搏动伪影,清晰显示血管壁、管腔以及病变波及的范围等,从而作出精准的诊断,对临床抢救及治疗发挥重要作用。     

混凝土模拟液中钢筋腐蚀电化学测试结果比较

为了研究电化学噪声(ENM)、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化(LPR)3种方法对混凝土中钢筋锈蚀情况评价的可靠性,采用不同Cl-浓度的高碱性模拟液对钢筋进行浸泡,在钝化期和腐蚀期分别用3种方法测试了极化电阻,并分析了不同方法对腐蚀机理的表征.结果表明:3种方法得出的极化电阻值比较接近;当体系处于活化腐蚀状态时,ENM和LPR结果符合较好,EIS结果略小;当体系处于钝化状态时,EIS和LPR结果吻合,而ENM结果明显偏小;ENM和EIS对腐蚀机理的表征是一致的.3种方法对钢筋腐蚀的评价均具有较高的可靠性.     

胃肠动力诊查仪的无线通信系统仿真

根据胃肠动力诊查仪的无线通信特性,建立从胶囊发射器到体外数据接收存储器的无线通信信道的仿真模型.重点分析了信噪比和由于人体组织吸收所产生的损耗对通信性能的影响.把误帧率作为通信性能的评价标准,设计了动态编码协议,保证了系统通信的可靠性.仿真结果为胃肠动力诊查仪的无线通信系统的通信协议设计、信道编码设计等提供了参考依据.     

彩色多普勒血流显像在不孕症卵泡监测中的应用

通过对不孕症者30例,累计共45个月的月经周期的观察,将其患者分为对照组、服用克罗米芬组,并分别于月经周期第7d、10d、14d,对停服克罗米芬后第2d～4d、5d～7d的排卵前测量子宫内膜厚度、卵泡直径、子宫动脉的阻力指数(RI)、搏动指数(PI) 结果发现两组中见生长卵泡者为第41个月月经周期,卵泡检出率为91.11% 卵泡发育良好者,子宫内膜厚度与卵泡直径之间有密切相关性 同时可测得子宫动脉的血流参数,排卵前RI、PI的下降趋势.因此,CDFI检查为无侵害并易为患者所接受的监测和预测排卵的可靠方法     

合成孔径雷达定点CS算法量化噪声分析

为了实现星载合成孔径雷达(synthetic apertureradar,SAR)成像处理器小型化和实时信号处理,该文重点研究定点运算和有限字长存储引入的量化噪声。根据chirpscaling (CS)成像算法,建立了CS算法定点运算的量化误差模型,分析了处理流程中的量化噪声,推导了系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系。采用不同系统字长对Radarsat-I数据成像,图像质量分析与所述理论一致,结果表明:通过计算处理流程的噪信比,可实现定点SAR成像处理器系统字长等关键参数的设计。     

基于BP网的雷达辐射源分类器设计

为了解决侦察告警设备在强噪声背景下的雷达辐射源识别率较低的问题,设计了一种基于BP(Back Propagation)网络的雷达辐射源分类器,并就设计关键点——分类器拓扑结构、训练次数的确定以及训练集的设计进行了研究。分类器以BP网络为基础,以载频、脉宽、重频和天线扫描方式为输入特征向量,对雷达辐射源进行分类识别。仿真实验结果证明,该分类器在强噪声背景下的正确识别率可达92.4%。     

Convergence of Recursive Identification for ARMAX Process with Increasing Variances

The autoregressive moving average exogenous (ARMAX) model is commonly adopted for describing linear stochastic systems driven by colored noise. The model is a finite mixture with the ARMA component and external inputs. In this paper we focus on a parameter estimate of the ARMAX model. Classical modeling methods are usually based on the assumption that the driven noise in the moving average (MA) part has bounded variances, while in the model considered here the variances of noise may increase by a power of log n. The plant parameters are identified by the recursive stochastic gradient algorithm. The diminishing excitation technique and some results of martingale difference theory are adopted in order to prove the convergence of the identification. Finally, some simulations are given to show the reliability of the theoretical results.     

320排CT低碘浓度联合低管电压在冠脉成像中的应用研究

目的探讨320排螺旋CT低管电压技术联合低碘浓度在冠状动脉成像中的可行性.方法将40例疑似冠心病患者随机分为两组,使用东芝320排螺旋CT进行冠状动脉扫描,分别对两组图像质量进行主观和客观评分,对比有效辐射剂量及碘摄取量.结果 A,B两组的有效辐射剂量及碘摄入量比较差异具有统计学意义(P0.05),B组患者有效辐射剂量低于A组,且有效辐射剂量较A组降低72.95%,B组患者有效碘摄入量较A组减少18.29%,两组图像噪声值、左冠脉开口处强化CT值差异具有统计学意义(P0.05),B组图像噪声高于A组,两组图像质量主观评分比较差异无统计学意义(P0.05).结论 320排螺旋CT冠状动脉成像采用"双低"扫描方案能降低有效辐射剂量和碘摄入量.     

基于标准差中位数的磁共振信号尖峰去除方法

针对核磁共振探测(SNMR: Surface Nuclear Magnetic Resonance）信号因受尖峰噪声干扰严重而导致其衰减形态被破坏的问题, 提出了基于标准差中位数的尖峰噪声筛选剔除方法。通过对重复采集的数据进行阈值设定, 准确识别并剔除信号中混入的随机性强、 幅值高的尖峰干扰。仿真实测结果表明, 该方法能有效去除大于信号幅值10倍的多处尖峰噪声, 同时能较好地还原真实信号的衰减形态。     

超声弹性成像应变率比值法对甲状腺微小癌的诊断价值

目的探讨超声弹性成像应变率比值法对甲状腺微小癌的诊断价值.方法对68例甲状腺疾病患者83个病灶行非探头加压式超声弹性成像检查,计算正常腺体组织与病变区组织的弹性应变率比值(SR),以病理结果为诊断标准,绘制ROC曲线并确定鉴别良恶性病灶的最佳诊断界点.结果 83个病灶中经病理诊断恶性病灶34个,良性病灶49个;恶性病灶SR为3.886±0.572,良性病灶SR为1.759±0.629,两者差异具有统计学意义(P0.05).ROC曲线下面积为0.938,以3.26为最佳诊断界点时,诊断的敏感性为85.3%,特异性为91.8%,准确率89.2%.结论超声弹性成像对甲状腺微小癌的诊断具有重要应用价值.     

三维激光扫描技术在木雕展品建模中的应用

首先,通过手持高精度三维激光扫描系统获取木雕展品的点云数据,在VXelements-3D软件平台进行精度校准,并利用Geomagic studio软件进行扫描破洞修正.然后,通过网格医生进行数据侦查,生成可以用于网络展示及3D打印的三维模型数据.结果表明:该建模方法可提高扫描速度、优化模型的成像质量、控制噪点数据的开销.