高强度聚焦超声辐照离体牛肝组织后回声与空化、沸腾的关系

目的 高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)辐照离体组织过程中焦域处空化、沸腾与回声强度的关系.方法 采用不同的声功率(50 W、100W、150 W、200 W、250W)辐照新鲜离体牛肝组织5s,辐照深度30 mm.在辐照过程中,使用热电偶组成的测温系统对焦域处的温升进行实时采集.5 MHz接收换能器和Labview软件组成的被动空化检测(passive cavitation detection,PCD)系统对焦域处空化信号进行采集,在Labview平台上对空化信号进行定性和定量分析,观察空化信号随时间的变化规律,并计算累积空化剂量.对比HIFU辐照前后的B超图像,计算焦域处的灰度差值.结果 声功率为50 W和100 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均未发生,B超图像上未出现回声变化;声功率150W的HIFU辐照时,空化发生(1/2分谐波和宽带噪声)但无沸腾,累积空化剂量和靶区灰度差值增大,辐照后即刻出现弱回声;声功率200 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值继续增大,辐照后即刻观察到强回声出现;声功率250W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值略有增大,观察到“明亮”的强回声出现.除声功率为50 W的HIFU辐照后未见凝固性坏死产生,其余各声功率组均产生了凝固性坏死.结论 空化在HIFU辐照后即刻回声的出现中有贡献,但强回声的出现来自于沸腾.     

提高HIFU治疗效率的方法

本文从Pennes生物传热方程出发,分析了影响HIFU治疗肿瘤时靶区能量沉积的因素,然后从优化设计换能器、改变组织声环境和利用微泡增强空化损伤等方面综述了提高HIFU治疗效率的方法.     

低功率HIFU辐照离体牛肝后强回声出现的原因

目的 研究低功率高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)辐照离体牛肝组织后即刻B超声像图中强回声出现的原因.方法 磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)引导的HIFU在50W声功率下分别辐照脱气后的离体牛肝组织10s,20 s,30 s…90 s(实际辐照时间),采用辐照10 s停1 s的方式.在辐照过程中,使用MRI的GRE_TMap序列采集HIFU焦域处的温度,并使用被动空化检测( Passive Cavitation Detection,PCD)系统采集来自焦域的声信号,在LabVIEW开发平台上编程对该信号进行快速傅里叶变换得到其频谱,以判断是否出现空化特征信号.辐照结束后,特离体牛肝组织切成1～2 mm厚的薄片,找到凝固性坏死的最大面,置于加热至37℃的TTC(2,3,5 -氯化三苯基四氮唑)染色剂中染色2min后取出照相.结果 HIFU以辐照10s停1s的方式辐照离体牛肝组织9次后B超声像图中出现强回声,焦域处的温度升高至89.46±2.48℃,PCD系统所采信号的频 谱中未见空化特征信号.切开并染色后的离体牛肝组织在第2次10s的辐照后就有凝固性坏死出现.结论 未达空化阈值的低功率HIFU照离体牛肝组织后即刻B超声像图中强回声出现的原因是焦域处产生的沸腾泡.     

不同剂量高强度聚焦超声辐照与HIFU消融VX2兔肝移植瘤量效关系的实验研究

目的探讨不同剂量高强度聚焦超声辐照与消融的量效关系。方法兔肝VX2肿瘤模型按功率不同予以首次辐照,24h后各组再予180W在相同参数下行单条直线扫描。分别于首次、再次辐照后观察靶区的变化,测量再次辐照后消融区域的长、宽、高,计算体积及相应的能效因子（EEF）。结果备纽靶组织均于单条线扫后出现消融,消融纽织的形态随首次辐照功率的增加而不规则;消融后的EEF和首次预辐照功率存在负相关关系（r=-0．941,P〈0．01）。结论研究HIFU预辐照剂量和消融效率间的关系能为HIFU治疗提供新思路和剂量参考。     

基于图像特征分布优化的相机外参自标定

标定两个已知相机之间的相对外参是三维视觉变形测量中的一个基本任务.当使用自标定技术时,一般需要在标定图像中建立立体对应关系,而实际测量场景中复杂的纹理分布对可靠立体特征的建立提出了挑战.为此,本文通过研究图像特征分布的优化策略,提出了一种针对实际测量任务的非约束场景外参标定方法.首先,通过图像特征匹配获得立体图像间的点...     

玉兔2号月球车大间距导航成像的空间分辨率建模分析

玉兔2号月球车在月面巡视探测中,因斜坡凹坑众多使得行驶滑移严重.导航点的精确定位是路径规划的前提,也是月球车安全行驶的保障.玉兔2号月球车月面行进采用大间距行进模式,相邻导航点之间大多相距7 m以上,使得前后站图像的缩放尺度差异较大,如何从前后站序列成像中选出最优配对图像以实现特征匹配与定位解算的全自动是导航点定位的关键.本文在分析站点距离和成像倾角对图像重叠度、重叠区尺度变换等因素影响的基础上,提出并建立了图像像素的空间分辨率(单个像素对应月面区域的尺寸)与摄影光线长度和观测面法线方向角的关系模型,给出了不同站点距离和成像距离条件下图像重叠与缩放的定量关系,设计了站点距离、最优配对图像和匹配可行性的计算策略,从根本上确立了站点距离与成像距离对导航点定位的影响关系.结合嫦娥四号任务数据,对上述模型和分析的有效性进行验证,确立了上述方法对工程任务的指导意义.     

用PVDF压电传感器对高强度聚焦超声声功率实时监测的实验研究

本实验研究旨在探索一种实时监测高强度聚焦超声(HIFU)声功率的方法.用PVDF压电膜制成传感器,安装在HIFU换能器声场中某一固定位置.换能器工作过程中用示波器检测PVDF压电传感器的电压输出信号.结果显示示波器可稳定检测出PVDF压电传感器的输出电压,该电压正比于换能器的驱动电压.这表明换能器的声功率输出与PVDF压电传感器的电压输出呈正相关关系,证明PVDF压电传感器可用于实时监测HIFU治疗过程中换能器的声功率输出,从而保证HIFU治疗的安全性和有效性.     

基于脉冲耦合神经网络的椒盐噪声图像滤波

通过对脉冲耦合神经网络(PCNN)工作机理的分析, 指出由其神经元的阈值衰减特性和网络局部链接特性所带来的神经元的点火捕获特性本身就具有很好的对椒盐噪声污染图像的噪声定位作用, 并基于此提出了一种对图像噪声进行定位、仅对噪声像素进行类中值滤波的思想, 实现了图像的强自适应滤波, 并针对随机椒盐噪声和极端椒盐噪声两种不同的噪声情况, 分别给出了相应的滤波器. 经该方法滤波的图像有无任何畸变(对非噪声像素)、模糊小(对噪声像素)的特点, 较传统的基于窗函数滤波的方法(如中值滤波法)有明显的优越性, 实验及与其他方法的比较验证了其良好的滤波性能.     

基于三维Arnold变换的图像加密算法

基于三维Arnold变换,提出了新的数字图像加密算法。首先利用采用一雏分段线性混沌系统产生一次一密的密钥,然后利用三维Arnold变换对图像进行置乱。这种置乱是依赖于密钥的。进行通过一种依赖于密钥的替代和混淆使置乱后图像的像素灰度值改变并产生互相依赖,即将每一像素值扩散到其它像素中去。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大,算法易于实现,能抵抗差分攻击、统计分析和明文攻击。     

直流反应溅射动力学模型的研究

提出了一个反应溅射的物理溅射动力学模型，基于捕获效应，并考虑了参数间相互影响，计算出的溅射参数与实测值相符。模型较好地描述了靶初始覆盖度与溅稳定态之间的关系，说明了从金属溅射区向氧化物溅射区转变与从氧化物溅射区向金属溅区的转变的反应气体流量阈值的大小为什么不同。真空室氧分压对靶面氧化物形成速率的影响是引起氧化物分数与氧流量关系曲线不连续点的主要原因，靶面氧化物覆盖度初始值的不同导致了氧流量阈值的多     

低剂量超声预辐照对高强度聚焦超声消融兔肝VX2瘤的增效研究

目的探讨低剂量超声预辐照对高强度聚焦超声(High-intensity Focused Ultrasound,HIFU)消融兔肝VX2瘤的增效作用及其对残留肿瘤生长的影响.方法52只荷瘤免于接种后20天按随机数字表法分为低剂量超声预辐照组(A组)22只,单纯HIFU组(B组)20只,对照组(C组)10只.A组首先接受声...     

基于磁性微泡对比剂的超声和磁共振影像融合算法

文中提出了一种新的基于磁性微泡对比剂的超声影像和磁共振影像之间的融合算法．首先利用磁性微泡对比剂对体模进行超声和磁共振显影,并对显影进行边缘分割．运用非采样contourlet变换（nonsubsampled contourlet transform．NSCT）对源图像进行分解,然后对低频子带系数采用自适应动态加权非负矩阵分解（dynamic weighted non-negative matrix factorization．DWNMF）结合分割图像进行融合．然后对各带通方向子带系数采用空间频率激励的脉冲耦合神经网络进行融合,最后利用NSCT逆变换得到融合图像．研究结果表明,利用磁性微泡对比剂并结合上述算法对超声影像和磁共振影像进行融合,可以获得预期的融合效果．     

稀疏化的压缩传感超声图像重构特性研究

传统医学超声成像射频信息存储数据量大,传输耗时且成本高.基于稀疏化的压缩传感技术,研究超声图像的稀疏特性,利用离散余弦变换(DCT)对原始超声图像进行稀疏变换,在稀疏域内进行压缩采样获得降采样数据,然后通过求解L1范数重构原始图像.理论和实验表明,该方法可以很好地应用到超声图像的重构中,且随着稀疏度的减小和测量值的增加,重构图像的峰值信噪比(PSNR值)增加,重构图像的视觉效果较好.     

In vitro transmission of mouse leukemia virus to restrictive mouse cells: necessity for mixed infection by two different leukemia viruses]

The plaque formation of murine leukemia virus (MuLV) in non permissive mouse cells (N-tropic MuLV in B-type cells, or B-tropic MuLV in N-type cells) was increased by murine sarcoma virus whose plaque-forming activity was extremely low (MuSV XC-). The infection of N-tropic MuLV in B-type cells was increased by MuSV XC- propagated only in N-type cells but not in B-type cells, and the infection of B-tropic MuLV in N-type cells by MuSV XC- propagated only in B-type cells but not in N-type cells.     

基于脉搏图像传感器的VDT视觉疲劳与亚健康状态分析

为寻求视觉疲劳和亚健康状态的客观评测依据,探讨疲劳与亚健康之间的联系,使用自行研制的脉搏图像传感器分别采集20组视觉显示终端(Visual Display Terminal,VDT)视觉疲劳和亚健康状态下的脉搏图像信号,对其进行图像处理与分析;提取能反映人体生理病理信息的脉幅、频率、脉宽、脉长、脉管轴心位移等特征指标;获取了多种表征脉搏三维时空变化的特征。视觉疲劳状态和亚健康状态与健康状态相比,脉搏特征均有显著差异,而视觉疲劳状态与亚健康状态脉搏特征指标非常相近。这对于亚健康状态的预防与评测,进一步探讨亚健康与疲劳的发生机理与联系具有重要意义。     

Two types of muscarinic acetylcholine receptors in Drosophila and other arthropods

Muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) play a central role in the mammalian nervous system. These receptors are G protein-coupled receptors (GPCRs), which are activated by the agonists acetylcholine and muscarine, and blocked by a variety of antagonists. Mammals have five mAChRs (m1–m5). In this study, we cloned two structurally related GPCRs from the fruit fly Drosophila melanogaster, which, after expression in Chinese hamster ovary cells, proved to be muscarinic acetylcholine receptors. One mAChR (the A-type; encoded by gene CG4356) is activated by acetylcholine (EC₅₀, 5 × 10^?8 M) and muscarine (EC₅₀, 6 × 10^?8 M) and blocked by the classical mAChR antagonists atropine, scopolamine, and 3-quinuclidinyl-benzilate (QNB), while the other (the B-type; encoded by gene CG7918) is also activated by acetylcholine, but has a 1,000-fold lower sensitivity to muscarine, and is not blocked by the antagonists. A- and B-type mAChRs were also cloned and functionally characterized from the red flour beetle Tribolium castaneum. Recently, Haga et al. (Nature 2012, 482: 547–551) published the crystal structure of the human m2 mAChR, revealing 14 amino acid residues forming the binding pocket for QNB. These residues are identical between the human m2 and the D. melanogaster and T. castaneum A-type mAChRs, while many of them are different between the human m2 and the B-type receptors. Using bioinformatics, one orthologue of the A-type and one of the B-type mAChRs could also be found in all other arthropods with a sequenced genome. Protostomes, such as arthropods, and deuterostomes, such as mammals and other vertebrates, belong to two evolutionarily distinct lineages of animal evolution that split about 700 million years ago. We found that animals that originated before this split, such as cnidarians (Hydra), had two A-type mAChRs. From these data we propose a model for the evolution of mAChRs.     

聚焦超声辐照豚鼠慢性湿疹模型的超微结构变化

目的探讨聚焦超声辐照豚鼠慢性湿疹模型豚鼠的皮肤超微结构改变。方法豚鼠32只，以2，4-二硝基氯苯（DNCB）为抗原，小剂量多次刺激豚鼠背部皮肤制备慢性湿疹模型。随机分为辐照组3组和对照组，辐照组以频率10MHz、声功率3W的连续波直接辐照模型皮肤真皮层，3组分别于辐照后1、7和14天取材，对照组不辐照立即取材，做透射电镜观察．结果辐照前可见表皮角质层增厚明显，成纤维细胞线粒体肿胀、粗面内质网扩张，细胞间隙加大；辐照后第1天和7天可见血管内皮细胞线粒体肿胀、微吞饮小泡数量多，成纤维细胞线粒体肿胀、粗面内质网扩张，但细胞间隙变小；第14天基本恢复正常。结论聚焦超声可用于治疗湿疹，有利于微血管和胶原纤维的增生与修复，可使患处上皮细胞及真皮组织的超微结构趋于恢复正常。