Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles

The use of contrast agents and tracers in medical imaging has a long history. They provide important information for diagnosis and therapy, but for some desired applications, a higher resolution is required than can be obtained using the currently available medical imaging techniques. Consider, for example, the use of magnetic tracers in magnetic resonance imaging: detection thresholds for in vitro and in vivo imaging are such that the background signal from the host tissue is a crucial limiting factor. A sensitive method for detecting the magnetic particles directly is to measure their magnetic fields using relaxometry; but this approach has the drawback that the inverse problem (associated with transforming the data into a spatial image) is ill posed and therefore yields low spatial resolution. Here we present a method for obtaining a high-resolution image of such tracers that takes advantage of the nonlinear magnetization curve of small magnetic particles. Initial 'phantom' experiments are reported that demonstrate the feasibility of the imaging method. The resolution that we achieve is already well below 1 mm. We evaluate the prospects for further improvement, and show that the method has the potential to be developed into an imaging method characterized by both high spatial resolution as well as high sensitivity.     

层速度的tomography反演

讨论了地震层析成像中的几个重要问题。采用Ｂ－样条的线性组合表示展速度模型，用Ｂ－样条的光滑性和紧支柱性质，在保持模型光滑的条件下，把积分几何的反问题转化为求解大型、稀疏线性方程组问题。提出了二步射线追踪算法，解决了现有方法的不收敛或遗漏射线问题。讨论了图像在投影方向上的频谱和图像频谱的关系，阐明了投影的角度和投影的疏密对图像重建的影响，文中给出仿真及实际地震资料的实验结果。     

杂化轨道的等性与不等性

针对原子轨道的等性杂化和不等性杂化的定义的模糊和不全面,论述了等性杂化与不等性杂化的实质,提出了判断杂化轨道是否等性的直观方法。     

HER2靶向放射性分子影像探针的研究进展

人表皮生长因子受体2(HER2)在大约20%的乳腺癌患者中过度表达,是乳腺癌治疗的一个重要分子靶点.HER2靶向治疗的重要前提是对肿瘤HER2表达的精确测定.利用HER2靶向放射性分子影像探针的核医学影像是检测HER2表达情况的重要手段.它能够在诊疗过程中对肿瘤HER2表达进行可重复的全面评估,同时它解决了乳腺癌的异质性以及取样困难等传统方法存在的问题.目前,多种HER2靶向的分子影像探针（单克隆抗体、抗体片段、纳米抗体、亲和体、多肽）正处于临床前和早期临床研究中.文章综述了靶向HER2的抗体和多肽类放射性分子探针在核医学分子影像中的研究进展,指出用其进行临床转化时所面临的挑战,为开发新的HER2靶向分子影像探针提供思路.     

无线电层析成像中的恒定离心率椭圆模型

修正无线电层析成像方法采用的变化离心率椭圆模型,引入恒定离心率椭圆模型. 当采用链路2节点为椭圆焦点时,该链路RSSI的变化量是以恒定椭圆离心率所覆盖的每个像素点阴影衰落的加权求和. 比较了不同模型和椭圆离心率的Tikhonov正则化重建图像;选择美国犹他大学和北京理工大学的试验数据,成像结果表明恒定离心率模型的效果优于变化离心率模型. 还表明恒定椭圆离心率越大,定位精度越高,但存在伪迹. 当采用恒定离心率椭圆模型时,合理的离心率应在0.996附近.      

确定原子轨道中电子填充先后次序的新方法

分析了现有确定填充原子轨道方法的局限性，提出了用n 0．9l代替n 0．7l来确定原子轨道中电子填充的先后次序，举例说明了n 0．9l具有更为广泛的适应性(Z≥120)。     

层析静校正在楚雄盆地探区的应用

楚雄盆地地表高程变化剧烈,地表条件变化明显,工区地形起伏变化很大,静校正问题异常严重。层析静校正是一种非线性模型反演技术,它利用地震初至波的走时和射线路径反演介质速度场。这项技术不受地表及近地表结构纵横向变化的约束,使用的是地震初至波的到达时间,得到的结果是地下不同深度的速度值,更加符合低速带速度并非严格成层的实际情况。本文将层析静校正与野外静校正和折射静校正的应用效果进行了对比分析,总结了层析静校正方法在楚雄盆地探区攻关处理中的应用。     

光学分子影像手术导航系统中图像融合算法研究

手术中肿瘤的精确定位一直是国际上的研究热点及挑战性问题.对光学分子影像手术导航系统中的图像融合算法进行了研究,对图像数据进行预处理后,利用梯度信息确定荧光图像兴趣点,缩小配准点的搜索区域.配准过程采用穷尽搜索策略,以平均绝对差(MAD)、均方差(MSD)和归一化积相关(NPROD)作为相似性度量,并利用域法修正的方法对兴趣点坐标进行修正,避免了因兴趣点过度偏离图像中心而导致配准失败.该算法将32组图像数据的平均配准时间从原始算法的539.384 s缩短到43.200 6 s(MAD),46.685 3 s(MSD)及85.978 6 s(NPROD).采用这3种相似性度量算法的融合效果均优于原始算法.     

Tomographic Study of Ionospheric Effects Associated with a Solar Eclipse

This paper studies the ionospheric effects associated with the solar eclipse of October 24th, 1995 by means of Computerized Ionospheric Tomography (CIT). Since the reconstructed profiles from experimental CIT are sporadically located in time, a time domain interpolation method based on Singular Value Decomposition (SVD) technique is proposed and applied to extract the ionospheric effects. The effects can be extracted by comparison analysis between the interpolated CIT profiles of the eclipse days and that of the reference day that are time-aligned. A series of figs have been obtained showing the attenuation of photonization effect at low altitudes and the weakening of plasma's transportation process at high altitudes, etc. The photonization effect recovered to normal level soon after the last contact. The maximum electron density diminishing is observed about 2 h after the eclipse maximum and the effects seem vanished in the hours followed. Analysis on vertical TEC's latitudinal-temporal variation gives     

基于指数移动平均的无线层析成像算法

为提高无线层析成像（RTI）算法在多径环境下对运动目标的跟踪精度,降低多径效应对信号变化的影响,引入指数移动平均（EMA）作为无线层析成像中衡量信号变化的参量.采用长时EMA作为基准,无需事先测量待测区域的背景信息.进行了室外穿墙和室内多径环境的单运动目标跟踪实验,与SRTI和KRTI比较,结果显示基于指数移动平均的RTI算法跟踪误差小于其他算法,而算法耗时没有明显增加.      

自适应光学多共轭波前传感的层析技术

以分层大气的相关长度与整个大气层相关长度的关系为基础，在湍流集中于两薄层的假设下，给出待确定相位分布与测量结果之间的矩阵方程及方程的系数矩阵，通过求解此超定方程，可望得到各层大气湍流所引起的相位畸变．     

CT的数学处理方法及其新价值

<正> 数字影象处理是一门新兴的科学,它在各种科学技术领域中都有着广泛的应用。计算机横断层再现影象装置(CT)就是它的一个最新成果。它采用电子学探测方法,用射线透过物体的投影,把物体内信息以积分形式输出,通过计算机的运算,测出物体横断面的吸收密度,获得物体内部的再现形象。这是一个只有在解剖时切开物体某一部位后才能看到的横断面形象。它是用光学直接观察透视法所无法做到的。这一技术相当重要。不仅人体的横断层要按此方式收集信息,在其它许多领域中也可用此方式收集数据。如射电天文学,高能物理,电子显微镜、核磁共振、红外测量等广阔的领城中都有它的应用。本文给出这类问题的通解和算法。     

基于传感器网络的无线层析成像方法

研究利用无线层析成像方法定位位于由传感器网络构成的区域中的目标. 由于目标的遮挡而造成的阴影衰落使某些节点之间链路的接收信号强度（RSS）剧烈变化,据此建立了RSS的变化和区域内每个像素阴影衰落的线性模型;给出了线性模型的最小均方误差解;采用数据预处理方法消除不同链路阴影衰落的不平衡. 实验结果表明,当用16个节点覆盖4.8 m×4.8 m大小的区域时,该算法对单个目标的平均定位误差仅为0.095 m.      

核废物桶放射性探测的层析γ扫描技术

介绍了用于非均匀放射性核废物无损测量层析γ扫描技术的原理和方法,并对标准200 L核废物钢桶样品进行了实际测量,采用152Eu作为透射源而实现了层析γ扫描重建的全过程,采用极坐标的体素划分形式和MCNP程序对系统进行效率刻度,分别采用代数迭代法和最大似然重建算法进行了透射和发射重建,得到了线性衰减系数与活度的分布图,并与分段γ扫描的测量结果加以对比.结果表明,层析γ扫描技术的重建结果明显好于分段γ扫描,其与真实值的偏差在10%以内,从而验证了极坐标划分和重建算法的可行性.     

鸟取MJMA 7.3级地震震源区地震层析成像研究

采用2000年日本鸟取MJMA7.3级地震的907个余震及其地方震的24 756个P波和22 547个S波到时,确定鸟取地震震源区的P波、S波和泊松比的三维结构.在震源区地震波速变化幅度达4%,泊松比变化幅度达9%.在11 km深度发现高波速和低泊松比异常,表明这一部位为刚性的粗糙断层面,形成断裂带的锁定结构,它的破裂产生鸟取地震的主震.低波速和高泊松比异常在震源区之下的地壳中出现,这与菲律宾板块俯冲带的脱水过程和岩浆活动有关,导致Daisen弧后火山的形成.流体运动和岩浆活动,对鸟取地震的成核和破裂过程有重大的影响.     

用激光层析干涉法测量三维温度场的研究

本文详细探讨了以激光作光源将层析法和全息干涉法结合起来用于测量不稳定的三维温度场的方法。文中给出了以平行平面激光作照射光源的层析干涉法的光路系统及由干涉图重建三维温度场的原则。本文所讨论的方法对传递过程中的三维不稳定场,如密度场、浓度场的测量也是适用的。     

三维超声心动图空间任意方向断层图像的重建

介绍了保边界的有偏距离加权同心插值法，在对三维超声心动图进行插值处理时，把三维规则不均匀的数据场变为规则均匀的数据场．实验证明，该方法克服了常用的同心插值法的低通滤波特性带来的图像边缘模糊效应，其计算简单、运算速度快，为实现快速三维重建提供了必备条件．     

层析成像法监测粮仓粮食水分分布的仿真研究

提出了采用电容层析成像技术(ECT)监测粮仓中粮食水分分布的方法,对所提方法的可行性进行了研究,得到了仿真意义下的研究成果.以玉米作为仿真监测对象的结果表明,利用ECT技术可以对粮仓中粮食水分分布进行监测,特别是对异常含水区域出现的监测.含水率的检测分辨率可达0.5%,空间分辨率为0.13%.提出了利用重建图像的形心点坐标对粮食水分异常区域进行定位的方法.同时,对所成图像的灰度值与含水玉米的等效介电常数之间的关系进行了回归分析,以期由所成图像的灰度值预报粮食含水量.     

层析γ扫描中几种透射图像重建算法对比

透射测量是层析γ成像扫描中发射测量的基础,合理的重建算法是透射图像重建的核心。结合TGS透射测量的特点,利用蒙特卡罗模拟构建了EM、Richardson、ART三种迭代算法模型,分析对比了三种算法的误差。同时开展了透射测量实验,实验数据表明ART算法重建值相对参考值的最大误差为29%,并且多个体素超过20%;而Richardson算法仅为15%,其中只有10个体素重建值大于10%,虽然相对ART算法有很大提升,但所得的偏差值还是很大;EM算法相比前两种算法有明显的优势,即使出现了几个相对误差值大于10%的体素,但都处于图像边缘,对整体重建影响非常小。