我国高端医学影像技术与装备及其产业化成果与思考

当前,高端医学影像技术,如磁共振(MRI)、计算机断层扫描(CT)、超声和正电子发射型计算机断层显像(PET)等已经成为生物医疗产业的支柱领域。中国科学院深圳先进技术研究院高端医学影像团队,开展了专门针对高端医学影像技术的前沿研究工作,在MRI、CT、超声和PET等成像技术上取得了一系列创新研究成果,并在较短时间内实现了产业化,助力推动了我国高端医学影像技术的发展。     

X射线成像技术的发展现状和趋势

医学影像学一直是诊断技术的热点 ,X射线成像设备是目前医学成像的主流设备之一 ,传统平面成像正受到新兴数字成像技术的挑战。基于 X射线穿透性成像技术的关键是 X射线发生器、探测器和成像软件的开发与改进 ,未来基于 X射线成像技术的趋势是在减少对患者的辐射剂量的同时 ,提取和处理更多的有效信息 ,为医生提供更准确、分辨率更高的医学影像。     

Schmidt和Angel结构的龙虾眼X射线成像系统性能对比研究

Schmidt型和Angel型的X射线成像系统通过仿生龙虾眼睛微通道结构实现全反射聚焦成像,相比传统的X射线成像方式,具有大视场、高空间分辨率和能量获取能力。研究两个龙虾眼基础结构模型,根据X射线掠入射反射理论,分析对比了Angel和Schmidt结构光线入射焦面时的分布和空间分辨率,并用tracepro软件建立模型仿真验证了两种结构龙虾眼在聚焦和成像时的接收光/发射光、最大值/十字臂、最大值/本底、十字臂/本底多个性能参数。理论分析和仿真结果表明,当龙虾眼透镜焦距较长和通道长宽比大约为50时,由于多次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数高,空间分辨率低;当龙虾眼透镜焦距较短和通道长宽比大约为10时,由于单次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数低,空间分辨率几乎一样。     

合肥光源X射线成像光束线和实验站设计

在X射线成像光束线光学系统的设计基础上,对光束线的能量分辨率和光子通量进行了计算,并对双晶单色器第一块晶体的热载影响进行了模拟分析,同时利用波带片成像技术对实验站进行了设计,达到了60 nm的空间分辨率.结果表明光束线和实验站的设计能够满足X射线成像实验所需条件的要求.     

崭露头角的正电子发射断层扫描

近十几年来,由于核技术、图象重建理论和计算机与信息处理技术的迅速发展,核医学成像和放射医学诊断都达到了崭新的水平。X射线断层扫描(CT)的出现,首次提供了人体脏器比较清晰的医学成像。核磁共振成像的出现,使人们能够了解人体分子结构水平的生化病理信息。在核医学技术高度发展的今天,又一种医学新式“核武器”——PET应运而生。PET(Positron Emission Tomography)即正电子发射断层扫描,它是核医学史上又一崭新的里程碑。自从十三年前,美国华盛顿大学医学院的Kuhl教授发明并建立了第一台PET装置以来,尽管其设备复杂、价格昂贵,但PET仍如雨后春笋,迅速地在一些科技发达国家出现,成为现代医学技术的“骄子”。     

低辐射CBCT系统成像时序的控制与实现

 简述了锥束CT(CBCT)的工作原理,分析了X射线源连续照射和脉冲式照射两种成像方式的优劣,采用脉冲式照射成像方式,完成了低辐射CBCT系统成像的设计。在此基础上,实现了PaxScan 2520平板探测器的内、外两种读图触发模式下的X射线成像。实验结果表明,相比于X射线源连续照射的成像方式,脉冲式照射成像较大地减少了X射线辐射时间,提高了CBCT的安全性能。内、外两种触发模式下的脉冲式X射线成像对于图像的质量没有区别,模式的选择取决于是否需要主动控制X射线的发射。     

肝细胞癌的CT和MRI研究进展

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是世界上第六大常见癌症。计算机断层扫描(computed tomography, CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是目前可实现HCC无创诊断的最佳成像技术。成像在HCC的早期检测、准确分期和规划管理策略中发挥着至关重要的作用。根据近年来国内外公开发表的相关文献，分析传统肝脏CT成像和MRI成像的优缺点，并对一些成像模式如双能CT、灌注CT、基于人工智能的方法、磁共振弥散加权成像、弹性成像、灌注加权成像、扩散峰度成像以及波谱成像的原理、优缺点和临床研究进展等进行系统概述，为进一步推进HCC的诊疗提供一定的参考。     

我国自行研制开发的PET正式投入市场

PET是继CT和MRI（核磁共振）之后应用于临床的一种新型的影像技术,其全称为：正电子发射型计算机断层显像,简称PET。它是当今最高层次的核医学技术,也是当前医学界公认的最先进的大型医疗诊断成像设备之一。     

基于有限衍射波的合成孔径三维超声成像

现有的三维(3D)超声成像由于受到二维(2D)传感器工艺复杂和传统聚焦成像中声波传播时间的限制,成像系统帧率和分辨率都比较低.为此提出了基于有限衍射波的合成孔径成像方法,该方法使用一维(1D)传感器发射有限衍射波声场,采用合成孔径技术对整个目标区域回波信号综合处理,利用Fourier变换进行成像.计算机仿真结果表明,该方法可以用来成像.在当前成像方法中,该方法可以同时获得较高的帧率和分辨率,并且降低了对传感器的要求,具有较大的发展应用空间.     

射线照相影像质量因素研究

在X射线实时成像检测过程中，我们期望获得清晰的图像，如何消除和减小使图像降低质量的因素是十分重要的，为此，需要对成像系统分辨率进行研究，描述图像质量的主要概念和指标是象素、对比度、清晰度和分辨率、颗粒度．一个良好的射线照相影像应具有较高的对比度、较好的清晰度和较细的颗粒度(或较小的成像单元几何尺寸)．另外，噪声、调制传递函数MTF也都是影响射线照相的重要因素．     

HSAB原理在有机化学中应用Ⅳ HSAB原理与硼、硅有机物的反应选择性

本文应用硬软酸碱原理,对有机硼和有机硅的反应选择性进行了园满的解释和预测。     

乙醛酸及其钠盐、钙盐的制备和分离

本文介绍了在少量浓盐酸及亚硝酸钠存在下,用硝酸氧化20％乙二醛制备乙醛酸及其钠盐、钙盐的方法。乙醛酸产率为75—80％。用氢氧化钙粉末将反应混合液调节在不同的pH范围内,草酸钙(pH1.0～1.5)和乙醛酸钙(pH2.5～3.0)便接近定量析出。再先后用氫型和钠型离子交换树脂处理乙醛酸钙,可分别制得较纯的乙醛酸溶液和乙醛酸钠固体。该制备和分离方法具有简便、经济和得率较高的优点。     

几种Bernstein算子、Meyer－Konig－Zeller算子及其性质

本文对单纯形和单位正方形上的两种二元算子进行了推广，同时又引进了二元Ｍｅｖｅｒ－Ｋｏｎｉｇ－Ｚｅｌｌｅｒ型算子及其推广形式，关讨论了它们的性质。     

雷电的观测和研究

论述了对雷电现象观测和研究的方法、手段，分析了观测和研究的结果，指出了对雷电研究的重要性及光辉前景．     

Meyer—Konig—Zeller算子和Besov空间

建立了最佳多项式逼近和Ｍｅｙｅｒ—Ｋｏｎｉｇ—Ｚｅｌｌｅｒ算子之间的弱型不等式，并由此刻划一种新型的Ｂｅｓｏｖ空间．     

Gorenstein预盖、预包络和交叉积（英文）

记A#_σH是由代数A和Hopf代数H构成的交叉积.我们的主要目的是探索左A-模范畴与左A#_σH-模范畴之间的Gorenstein投射（平坦）预盖和Gorenstein内射预包络的稳定性.进而,我们可以研究Gorenstein维数.     

卟啉及金属卟啉化合物的合成与应用

按照卟啉及金属卟啉化合物合成方法不断改进的发展过程，介绍了有代表性的四种合成方法，详细地论述了它们在生物体内氧化模型研究、抗癌、光电化电池，环境保护方面的应用．     

雷电的利与害

论述了雷电给人类带来的灾难及雷电对人类的贡献．     

四通道声-振动测量分析系统的研制

介绍了一种新型声 -振动测量分析系统的研制方法 .设计虚拟式结构 ,精简硬件 ,开发多功能软件 ,整个系统精度高 ,实时性好 ,声学测量最低限达 1 6 d B(A) .特别适用于声压级、声功率级等声学测量以及声学和振动的各种谱分析 ,具有广阔的应用前景     

同伦满态、单态的弱形式与局部化

本文证明了在一定条件下，如果一个映射的局部化是Ｋ０满态或Ｋ＾’１单态，则此映射是Ｋ０－满态或Ｋ’１单态以及弱单态在局部化下保持不变。