New Wavelet Theory and Application in Nondestructive Testing

A new ultrasound signal processing model that provides fast real-time performance was developed. The model is based on the “rotation angle series fast wavelet transform“ algorithm developed for realtime digital signal processing. Instead of the traditional convolution-based algorithms, the algorithm uses a cascaded structure which can be quickly implemented on digital signal processors. The algorithm runs twice as fast as and is more flexible than the fast wavelet transform, and is applicable for multi-channel and phased array ultrasound systems. By using this algorithm, multi-channel ultrasound systems, including phased array ultrasound systems can have less complex software and hardware designs, lower cost,smaller size, and especially more powerful functions.     

超声对铁氰化钾电化学还原反应速率的影响

分别在有超声和无超声作用下，测定了不同温度和反应物浓度下K3Fe(CN)6电化学还原过程的极化曲线和电流密度．研究结果表明，在K3Fe(CN)6电化学还原过程中，超声作用可以显著增大过程的传质速度和扩散电流密度，在电极电位为0．15V(vs SCE)时，有超声作用时的电流密度是无超声作用时的26倍，电极电位为-0．30V(vs SCE)时，为65倍．随着反应体系的温度升高，超声空化效应减弱，当温度从25℃升高到65℃时，有超声与无超声作用下极限扩散电流密度的比值从68．4降至54．0．     

聚焦超声近场辐照内皮细胞前后的差异蛋白质组学研究

比较聚焦超声近场辐照内皮细胞前后蛋白质的差异,可为聚焦超声近场所致生物学效应提供依据.用聚焦超声近场辐照内皮细胞株HUECV304,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离聚焦超声近场辐照与未辐照HUECV304细胞的蛋白质,切取差异蛋白质条带,采用液相色谱电喷雾离子阱串联质谱(LC-ESI-ITMS/MS)鉴定差异表达的蛋白质.LC-ESI-ITMS/MS识别相对分子量在(95～130)×103区域的2条差异条带中的7个差异表达蛋白质.Western印迹分析证实了肌动蛋白(Actin)在聚焦超声近场辐照与未辐照HUECV304细胞中的差异表达水平.7个差异表达蛋白质为进一步研究聚焦超声近场辐照内皮细胞所致生物学效应提供了线索.     

纳米颗粒结合低频低强度超声诱导EMT-6细胞凋亡

为观察碳纳米管结合低频低强度超声对EMT-6肿瘤细胞体外生长的影响,采用在细胞悬浮液中加载碳纳米管,以低频超声辐照EMT-6细胞,通过对比超声作用前后贴壁细胞显微镜照片、消化后的细胞悬浮液计数,观察细胞凋亡效果。结果发现,细胞液中加载碳纳米管,并使用低频低强度超声辐照,能够显著强化EMT-6的凋亡。实验显示,随碳纳米管浓度的加大、超声强度的提高、超声作用时间的延长,肿瘤细胞凋亡更加明显。研究表明,碳纳米管能够强化低频低强度超声诱导肿瘤细胞凋亡效果,有可能成为肿瘤治疗的一种有效手段。     

基于多尺度分析的血管内超声图像去噪和增强

提出基于二进小波变换的血管内超声图像血液斑点噪声抑制和对比度增强算法.血液红细胞散射引起的斑点噪声属于乘性噪声,在对数域进行二进小波变换后,结合软阈值滤波法和硬阈值滤波法对不同尺度的小波系数进行萎缩处理,并提出了一种局部阈值估计方法.同时采用了基于多尺度边缘表示的,利用小波系数极值拉伸和Hermite多项式插值实现的快速增强算法.实验结果表明,与现有单独进行去噪处理的方法相比,该方法在抑制血液斑点噪声的同时增强了图像对比度,具有更好的实用性.     

经颅多普勒超声在VA-ECMO患者脑血流动力学评估中的观察性研究

采用经颅多普勒超声（Transcranial Doppler Ultrasound，TCD）监测动脉静脉体外膜肺氧合（Venoarterial Extracorporeal Membrane Oxygenation，VA-ECMO）患者的脑血流动力学，分析其脑血流参数与血压、体外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO）流量变化的关系，以及脑血流动力学改变与患者神经系统并发症发生的关系，为指导临床治疗及判断早期预后提供依据。转机后对VA-ECMO患者进行双侧大脑中动脉（Middle Cerebral Arterys，MCA）血流监测，记录脑血流与平均动脉压（Mean Arterial Pressure，MAP）、ECMO流量情况，根据脉压差（Pulse Pressure，PP）是否大于10 mmHg分为两组，比较两组患者脑血流动力学情况及ECMO流量特点，以及脑血流改变与患者急性神经系统并发症发生的相关性。结果表明：PP≤10 mmHg组的VA-ECMO患者MAP低于PP>10 mmHg组[（59.44±15.54） mmHg vs （77.93±8.68） mmHg，P＝0.008]，其ECMO流量高于PP>10 mmHg组[（4.29±0.88） L/min vs （3.37±0.74） L/min，P＝0.041]，此时MCA的收缩期流速、平均流速、脑血流指数相较于PP>10 mmHg组下降，但差异无统计学意义。两组患者MCA舒张期流速无显著性差异。PP≤10 mmHg组患者右侧MCA搏动指数、阻力指数均低于PP>10 mmHg组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组的神经系统并发症发生率差异无统计学意义(P>0.05）。心泵功能衰竭且脉压差低于10 mmHg的患者，提高VA-ECMO流量可维持其脑血流，利用TCD监测VA-ECMO患者脑血流变化并指导临床诊疗具有可行性。     

联合稀疏和低秩表示的医学超声图像去噪

为了保持超声图像的边缘和细节特征，同时去除图像中的噪声，提出了一种改进的低秩稀疏矩阵分解模型。首先，通过对数变换将乘性性质的斑点噪声转换为加性噪声；然后引入L1范数和改进的低秩正则项，以最小化保真项、正则项为目标函数，迭代恢复出去噪后的超声图像；最后使用指数变换从对数域中还原。将本模型应用于肿瘤超声图像，与一些经典的去噪算法进行比较，得出该模型对消化道粘膜下肿瘤超声图像去噪估计具有良好的适用性和实时性。     

低频低强度超声场中玻璃微管机械作用研究

玻璃微管电极是迄今为止记录神经元微弱电信号最精密的工具，目前已有许多学者将其应用在超声神经刺激研究领域，但其适用性却还未得到检验。通过粒子冲击试验研究了玻璃微管尖端的液体流动，发现频率为500 kHz的低强度超声脉冲能在其尖端激发出强烈的尖锐边缘声流，且声流的影响范围达到数百微米；并利用光学显微图像研究了超声引起的玻璃微管尖端的横向振动，发现尖玻璃微管尖端产生的横向振动幅度也可达到微米量级。试验结果表明，使用传统的玻璃微电极作为超声神经刺激的记录工具可能会对被研究的神经组织带来额外的机械刺激，从而严重干扰超声刺激的试验结果。