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.     

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B超图像的HIFU运动控制系统位移标定

针对目前高强度聚焦超声（HIFU）治疗中运动控制系统与B超图像之间的位移标定准确度不高的问题,基于B超图像的亚像素级配准算法,研究组合探头运动时靶区组织的实际位移与B超图像中像素位移之间的映射关系并进行标定,以提高对靶区组织B超定位的准确性,帮助HIFU临床医生更加有效地对靶区组织进行治疗。     

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。     

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.     

基于热吸收分布的热声成像方法研究

注入电流式热声成像是一种电磁场与声场耦合新型成像技术,融合了传统电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率的优势,具有早期诊断的潜力.为了验证该方法在复杂生物组织结构中应用的可行性,本文分析了注入电流式热声成像方法基本理论,将脉冲激励电流注入目标体,在目标体中产生焦耳热,引起热膨胀激发超声波;将热吸收作为热声源,以低电导率的椭圆和长方形目标体为几何模型,进行电磁场和声场耦合分析,得到声源及声压分布;同时,搭建了成像系统实验平台,分别采用不同厚度猪骨质和模拟生物软组织的1 S/m低电导率仿体、新鲜猪肝离体组织嵌入0.5 S/m仿体,将脉宽0.8μs的脉冲激励电流源注入仿体,开展热声实验研究.采用1 MHz中心频率的超声换能器进行声压信号的检测,得到目标体的声压信号及猪肝仿体的B扫图像.研究结果表明:较薄较软的骨头遮挡实验所检测到的声压信号并无明显衰减,尽管硬骨对声信号起到了一定的衰减作用,但依然可以得到较清晰的声压信号,且声压波形均可反映凝胶仿体电导率变化的位置;猪肝仿体实验结果验证了该方法可反映低电导率生物组织电导率变化.该研究证实了该方法用于复杂生物组织成像的可行性,为推动多物理场耦合成像技术应用于人体疾病诊断提供了依据.     

电子束辐照对睡莲植株的诱变效应及RAPD分析

为探讨电子束辐照对睡莲"科罗拉多"的诱变效应,对其植株进行了剂量为5 Gy、10 Gy、15 Gy、20 Gy、25Gy、30 Gy、50 Gy的辐照,剂量率为1 Gy/s。将辐照后的植株与对照组在相同条件下种植,连续3年观察其营养生长和花部变化;并对不同辐照剂量的睡莲叶和花瓣DNA进行RAPD分析。结果显示,当年(2011年)各辐照组的营养体均存活,营养生长状况与对照组基本一致,但生殖生长上花量有所减少。次年(2012年)在10 Gy与15Gy组中各有1株的1朵花的花色有变化。第三年(2013年)10Gy组的同一变异株中出现1朵花保持了上一年的花色变异,花瓣大致为一半粉色一半黄色。与阴性对照比,RAPD分析10Gy剂量诱变的变异株,显示叶片RADP谱带发生或消失或新出现的明显变化。结果表明,电子束辐照可剂量依赖性地引起睡莲花量减少、花色改变,并诱发DNA产生变异。研究结果对电子束辐照培育睡莲优良品种提供了一定的依据。     

基于置换图的便笺存储器分配

在当今的嵌入式系统中,广泛地将片上存储器组织为软件管理的便笺存储器(SPM).Li等研究发现,对于很多嵌入式应用,其相干图中的数组生存期满足包含性.他们证明了满足生存期包含性的数组相干图为超完美图,并提出了一个基于超完美图的SPM分配算法.他们的算法在面向嵌入式应用的SPM分配上获得了当前最好的性能.本文进一步证明满足生存期包含性的数组相干图为置换图.置换图是超完美图的一个子类.在现有技术的情况下,置换图在判定及区间着色方面比超完美图有优势,如存在线性时间的识别算法,存在线性时间的最优区间着色算法.基于此理论结果,我们将Li等的算法在保留原算法逻辑的基础上,改进为基于置换图.实验表明,改进后的算法在很多不满足生存期包含性的相干图上仍能取得最优SPM分配,获得比基于超完美图的分配算法更好的分配结果.     

一种新的高频谱利用率调制方式RPPK

随着通信技术的发展,频谱资源日趋紧张.超窄带通信体制的出现极大地提高了系统频谱利用率,但需借助于特殊的超窄带滤波器方能实现.然而超窄带滤波理论并未获得学术界的一致认同,其实现也难以验证.本文提出了一种新的超窄带调制方式–随机脉冲位置键控(random pulse position keying,RPPK),通过对其功率谱分析发现,RPPK调制信号功率谱中基本不含多余离散谱线,避免了超窄带滤波器的使用.因此,RPPK理论更为清晰,实现更加简单.仿真和分析表明,RPPK频谱利用率可高达100bit/s/Hz;当接收端采用最佳接收时,其性能与BPSK相近,优于其余的超窄带调制方式;同时,RPPK亦能提供用户多址接入和通信保密性.     

变几何超燃冲压发动机优化设计研究

构建了包括前体/进气道、燃烧室、尾喷管/后体的全流道超燃冲压发动机性能计算程序和优化设计平台,对性能计算程序的适用性进行了验证.进行了氢燃料变几何燃烧室的全流道超燃冲压发动机优化设计.设计结果表明,变几何燃烧室超燃冲压发动机性能得到提高.     

RNA干扰靶向沉默COX 2基因对MG 63骨肉瘤细胞生物学特性的研究

目的 通过构建小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)降低MG 63骨肉瘤细胞环氧合酶 2(COX 2)基因的表达,并进一步研究其对MG 63骨肉瘤细胞增值、侵袭、迁移能力的影响及分子机制。方法 设计靶向干扰COX 2基因的siRNA,通过脂质体转染MG 63骨肉瘤细胞,使其抑制MG 63骨肉瘤细胞COX 2基因的表达,后采用噻唑蓝(MTT)比色法、Transwell小室实验研究其对MG 63骨肉瘤细胞增殖、侵袭、迁移能力的影响,采用RFQ PCR和Western blot分别从基因和蛋白的水平检测MG 63骨肉瘤细胞侵袭性相关因子基质金属酶(MMP 9)的表达及血管内皮生长因子(VEGF)的表达。结果 转染MG 63骨肉瘤细胞后,实验组与阴性对照组和空白对照组比较,通过RFQ PCR和Western blot检测COX 2基因表达降低约90%(P0.05),MTT检测MG 63骨肉瘤细胞增值能力明显受到抑制(P0.05),Transwell实验检测MG 63骨肉瘤细胞侵袭、迁移能力明显下降(P0.05),经RFQ PCR、Western blot检测侵袭性相关因子MMP 9和血管内皮生长因子VEGF的mRNA及蛋白表达降低(P0.05)。空白对照组和阴性对照组比较无明显变化,差异无统计学意义(P0.05)。结论 人MG 63骨肉瘤细胞COX 2基因被抑制后,MG 63骨肉瘤细胞增值、侵袭、迁移能力明显下降。     

基于流向特征熵和测地线距离的粘连血管型肺结节聚类分割

肺癌计算机辅助诊断(lung cancer CAD)是辅助医生定量判别结节良恶性的新技术.倍增率是临床上判断结节良恶性的指标,而精确地分割结节又是计算倍增率的前提.因为结节和血管的CT值相近,所以难以正确分割粘连血管型结节.血管里充满着流向同一方向的血液,使得大部分血管像素梯度的法向量(流向特征)都指向同一方向,流向特征熵值小;而结节上的像素梯度法向量方向杂乱无章,流向特征熵值大.大部分血管像素到结节中心的测地线距离比结节像素到结节中心的距离大.基于上述血管与结节差异,文中提出了一种基于流向特征熵和测地线距离的K均值聚类算法来分割结节.针对132个临床CT影像的肺结节(104个孤立型和28个粘连血管型),12个LIDC集合1的肺结节(4个孤立型和8个粘连血管型)和182个LIDC集合2的肺结节(25个孤立型肺结节和157个粘连血管型肺结节),评估实验结果和影像科医生手工绘制的金标准相比较,孤立型肺结节分割正确率分别为100/104(96.2%),4/4(100%),24/25(96.0%),粘连血管型分割正确率分别为26/28(92.9%),7/8(87.5%)和149/157(94.9%).实验表明,该方法能在短的时间内正确地分割孤立型结节和粘连血管型结节且具有好的鲁棒性.     

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。     

带前置光放大的星间微波光子链路建模及性能优化

摘要考虑到星间微波光子链路中信号经远距离传输损耗大,利用前置光放大来提高链路的信噪比．建立了带前置光放大的星间微波光子链路模型,利用Bessel函数展开和Graf加法定理推导出了信噪比（SNR）的解析表达式．确定了对链路影响最大的主要噪声成分,在不同前置放大器增益的条件下,对调制器直流偏置相移进行了优化,使得在给定SNR要求下所需激光器输出光功率最小,并进一步分析了前置放大器增益对最小激光器输出功率和最优直流偏置相移的影响．数值仿真结果表明：随着前置放大器增益的增加,达到指定SNR所需的激光器输出功率变小,相应的最优直流偏置相移先减小后增大．对于QPSK调制信号,未加前置放大器时,SNR要达到15．56dB（BER=10-9）,激光器输出光功率至少为45dBm,而前置放大器增益为15dB时,只需要22．57dBm．     

区域运输走廊与城市群的互动耦合分析

首先将本文研究的区域空间范围界定在"城市群"这个中度空间尺度范围内,定义了运输走廊的含义;采用"廊道效应"分析运输走廊对所在地域的影响作用,包括流通效应和场效应;阐述了区域运输走廊与城市群发展演化阶段的关系,以及与城市群空间结构的关系;指出区域运输走廊的出现是城市群形成的重要标志,网络化空间结构的城市群对应的运输系统是以多条运输走廊为骨架的网状布局;并详细描述了区域运输走廊与城市群互动耦合的运作方式。     

控制性低中心静脉压下原位肝移植术中凝血功能的变化

目的 观察控制性低中心静脉压（Low central venous pressure,LCVP）技术下,接受原位肝移植患者手术中各时期及术后凝血功能的变化. 方法 选择我院原位肝移植手术患者40例,随机分为正常CVP组（C组）和LCVP组（L组）,采用相同全身麻醉方式后,C组维持CVP在8～12 mmHg,L组将CVP降至4～5 mmHg,维持动脉收缩压≥90 mmHg,检测和记录肝移植各期和术后血小板水平、凝血功能相关指标、术中出血量、相关血制品输注量、术后引流情况及气管导管拔出时间. 结果 两组患者术前血小板及凝血功能各指标差异无统计学意义;C组患者中无肝期和新肝期1 h与无肝前期比较,PLT、Fg明显减少,TT、PT、APTT明显延长,L组患者移植各期PLT、TT、PT、Fg水平差异无统计学意义;L组与C组患者比较,移植各期PLT、Fg值增高,PT、APTT明显缩短;术中L组出血量较C组减少;患者血小板、凝血酶原复合物、冷沉淀输注总量均明显减少;L组患者肝上、肝下间隙引流管引流量减少,拔管时间缩短. 结论 LCVP技术应用于原位肝移植手术中,可改善术中凝血功能障碍,减少术中各类血制品输注及相关风险,有利于术后凝血功能的迅速恢复和缩短引流管放置时间,促进术后患者恢复.