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基于U-Net模型从低能锥形束CT图像实现高能成像的研究
编辑人员丨4天前
目的:基于U-Net网络深度学习的方法,实现在放疗临床中低能锥形束CT(CBCT)图像转换成高能CBCT图像,以期提供双能CBCT成像图像基础且降低辐射剂量。方法:利用放疗机载CBCT设备采集CIRS电子密度模体和CIRS头部体模在80和140 kV能量下的CBCT图像数据,数据集按10∶1分为训练集和测试集。利用U-Net网络从低能量(80 kV)CBCT图像预测高能量(140 kV)下CBCT图像。采用平均绝对误差(MAE)、结构相似度指数(SSIM)、信噪比(SNR)和峰值信号噪声比(PSNR)4种度量指标,定量评价预测高能CBCT图像。结果:预测高能图像与真实高能图像之间总体结构差异较小(SSIM:0.993 ±0.003)。预测高能图像噪声较低(SNR:15.33±4.06),但组织间分辨力有损失。预测高能图像比真实高能图像平均CT值偏低,在低密度组织中差异较小(<10 HU, P > 0.05),而在高密度组织中差异大(< 21 HU, t = -7.92, P < 0.05)。 结论:利用深度学习方法可以从低能CBCT图像获得结构相似度高的高能CBCT图像,预测高能图像具有应用于放疗临床双能CBCT成像技术中的潜力。
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编辑人员丨4天前
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一种新型脉冲神经元模型及其网络的研究
编辑人员丨4天前
目的:提出一种新型脉冲神经元模型及其网络,描述其建模方法,并用计算机模拟验证其性能。方法:在充分考虑生物学适应性(激活电位阈值和不应期开关),及其对尖峰放电脉冲产生及其传导的动态调节机制基础上,在新型脉冲神经元模型中引入了突出后电位多通道滤波器,实现了输出电流及神经元突触强度的动态调节。提出基于自适应最小均方(LMS)的误差反向传播(BP)学习算法,并将其应用于尖峰放电神经网络的调节。结果:在自发噪声下,新型脉冲神经元模型的尖峰放电间期信号直方图满足泊松分布。通过2个新型脉冲神经元的简单连接,可以形成多种复杂的尖峰放电模式。新型脉冲神经元模型具有自发本征噪声的特征,能够形成复杂的周期尖峰放电模式。对于输入噪声控制,该模型的不应期与门限电位适应性参数的稳定性较好。刺激电流-尖峰放电脉冲频率间的线性关系较好。结论:所提出的新型脉冲神经元模型在自发噪声条件下能产生多种模式的振荡和相干振荡,这与生物神经元极其相似,能实现复杂的噪声信号处理。所采用的具有不同频带的多通道突触后电位滤波器,能使一些突触后电位信号变得平稳。所提出的基于于自适应LMS的BP学习算法克服了尖峰放电信号的瞬态变化特性导致的误差驱动学习算法无法应用的问题。
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编辑人员丨4天前
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光谱CT胸部增强静脉期虚拟血管成像替代三期扫描的可行性研究
编辑人员丨4天前
目的:探讨采用光谱CT胸部增强静脉期图像获得虚拟平扫、虚拟动脉期图像实现一期扫描替代三期扫描的可行性。方法:回顾性分析2022年1至5月在昆明医科大学第一附属医院接受光谱CT胸部平扫及双期增强扫描的100例患者的影像资料。对所有患者的静脉期图像进行后处理,获得虚拟平扫(VNC)及40 keV虚拟单能量图像(VMI)用于模拟动脉期图像(Vart)。采用配对 t检验、Wilcoxon检验、McNemar检验对比真实平扫(TNC)与VNC、常规动脉期(CIart)与Vart的图像质量和病灶检出情况。图像质量的客观评价指标包括胸主动脉、各级肺动脉、T4椎体骨松质、胸壁脂肪的CT值、背景噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR);图像质量的主观评分采用5分制双盲法评估。病灶情况的评估包括钙化灶检出率以及肺结节的大小、密度、体积、实性成分占比和影像特征。 结果:除胸壁脂肪和T4椎体骨松质外,其他部位CT值在VNC与TNC图像上差异无统计学意义( P>0.05);除右上肺动脉、右下肺动脉外,其他部位背景噪声值、SNR在TNC图像与VNC图像差异均有统计学意义( P<0.05)。相较于CIart图像,Vart图像中胸壁脂肪CT值降低( P<0.05),其余部位的CT值均明显升高( P<0.05);Vart图像上所有部位的背景噪声值均小于CIart图像,SNR、CNR值均高于CIart图像( P<0.05)。TNC与VNC图像质量、CIart与Vart图像质量的主观评分差异均无统计学意义( P>0.05)。TNC为标准,VNC对钙化的总检出率为88.53%(301/340);除部分实性结节的短径外,其余肺结节的定性及定量评估指标在TNC与VNC图上差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:光谱CT胸部静脉期40 keV VMI可在血管性病变诊断方面模拟动脉期图像,静脉期VNC基本达到常规平扫标准,在一定范围内替代平扫、动脉期及静脉期三期图像具有可行性。
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编辑人员丨4天前
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常规暴露与神经监测喉上神经在甲状腺癌切除术中的应用效果比较
编辑人员丨4天前
目的:比较常规暴露与神经监测喉上神经外支(EBSLN)在甲状腺癌切除术中的应用效果。方法:回顾性分析衢州市人民医院乳甲外科2017年7月至2020年6月收治的行开放甲状腺癌手术患者500例的临床资料,根据术中是否进行神经监测,将其分为监测组( n=300)和未监测组(对照组)( n=200),对照组患者术中常规暴露EBSLN,肉眼观察;监测组患者术中给予EBSLN监测。比较两组手术前、后嗓音障碍指数量表简版(VHI-10)评分、声带功能及血清甲状旁腺素(PTH)、钙离子(Ca 2+)水平变化。术后随访1年,观察两组患者EBSLN损伤、甲状旁腺损伤及低钙血症等并发症发生情况。 结果:监测组手术时间[(112.32±10.42)min]、术中出血量[(10.58±5.04)mL]、引流管拔管时间[(2.07±0.54)d]、术后第1天引流量[(10.55±3.58)mL]、术后住院时间[(3.03±1.03)d]均明显短于、少于对照组( t=18.68、15.09、15.24、32.98、27.37,均 P < 0.001)。与术前相比,两组患者术后标准化噪音能量(NNE)、振幅微扰、基频微扰、基频值均明显降低,谐波噪声比(HNR)值、VHI-10评分明显升高,且监测组术后上述指标较对照组改善均更为显著( t=43.31、27.10、46.45、37.11、8.97,均 P < 0.001)。与术前相比,两组患者术后血清PTH、Ca 2+水平均明显降低,且对照组患者术后血清PTH、Ca 2+水平降低更显著( t=41.14、5.99,均 P < 0.001)。监测组并发症发生率[低钙血症4例(1.33%)、甲状旁腺损伤0例(0.00%)、EBSLN损伤8例(2.67%)]明显低于对照组(χ 2=73.41、74.17、76.29,均 P < 0.001)。 结论:开放甲状腺癌术中监测EBSLN,可有效改善患者嗓音及声带功能,降低EBSLN损伤率,具有一定的临床应用价值。
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编辑人员丨4天前
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利用同源双能CT(SF-DECT)提高儿童腹部图像质量的可行性研究
编辑人员丨4天前
目的:评估在儿童腹部检查中,同源双能CT(SF-DECT)是否能在低剂量条件下提高图像质量。方法:采用儿童体模进行初步研究,并于2020年6月至12月期间前瞻性招募20名4~6岁的儿童进行临床验证。分别采用常规单能CT (SECT)和SF-DECT扫描体模和儿童的的腹部区域,比较SF-DECT和SECT在各剂量下(1、2、3和4 mGy)CT值、图像噪声、对比噪声比(CNR)和图像主观评分。结果:在体模研究中,3和4 mGy剂量条件下,与SECT相比,SF-DECT的图像噪声分别降低了18.9%和23.6%,肝脏和肾脏CNR分别最多增加了12.8%和31.9% ( Z= 3.00、5.17, P<0.001)。在儿童SF-DECT扫描中,随着扫描剂量的增加,图像噪声降低( Z=4.64, P<0.001),肝脏和肾脏CNR增加( Z=3.78、3.39, P<0.001)。在体模研究和患者研究中,SF-DECT扫描图像的主观评分均优于SECT( Z=1.96~3.80, P<0.05)。 结论:与SECT相比,SF-DECT能够提高儿童腹部扫描图像质量。该技术在优化儿童腹部CT扫描方面有一定前景,但需要进行深入的临床研究来验证结果。
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编辑人员丨4天前
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数字乳腺X线摄影中调节密度曝光档位对图像质量和辐射剂量影响的体模研究
编辑人员丨4天前
目的:探讨数字乳腺X线摄影中调节密度曝光档位对图像质量与辐射剂量的影响。方法:使用数字乳腺X线摄影机的自动曝光控制(AEC)模式,在RMI-156模体下附加0、1、2、3、4块PMMA有机玻璃板模拟4.3、5.3、6.3、7.3、8.3 cm共5种不同的腺体厚度,每种厚度下分别调节密度曝光档位为-3、-2、-1、0、1、2、3、4档,记录每个档位及厚度下的靶/滤过组合、管电压、管电流量、入射体表剂量(ESD)、入射表面空气比释动能(ESAK)、半值层(HVL)和设备显示的平均腺体剂量(显示AGD),计算图像信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)、品质因子(FOM)和经计算所得的平均腺体剂量(计算AGD),对模体内模拟纤维、模拟钙化和模拟肿块的显示效果进行主观评分,分析不同档位下图像质量和辐射剂量的变化,比较ESD与ESAK、显示AGD与计算AGD、显示AGD/ESD与计算AGD/ESAK的关系。对档位与SNR、CNR、FOM采用线性拟合,档位与mAs、ESAK、计算AGD采用指数型函数曲线拟合,对于ESD与ESAK、显示AGD与计算AGD、显示AGD/ESD与计算AGD/ESAK的差异采用配对样本 t检验分析。 结果:每增减1个档位,图像CNR与SNR升降约8%。图像模拟纤维、模拟钙化、模拟肿块的评分随档位的增加整体呈上升趋势,但存在升高档位评分却下降的情况。FOM在各档位下变化幅度为97%~104%,差异性小。衡量辐射剂量的ESD、ESAK、显示AGD、计算AGD随档位均呈增幅越来越快的指数型函数增长趋势,变化幅度为63%~165%。ESD、ESAK分别为15.14±10.08、16.66±11.07,两者差异具有统计学意义( t=-9.61, P=0.001)。显示AGD与计算AGD分别为3.66±2.18、3.61±1.99,两者差异无统计学意义( t=1.20, P=0.240)。 结论:调节密度曝光档位能使图像质量呈线性改变,使辐射剂量呈增幅越来越快的指数型函数改变,调节方式和幅度恰当稳定,具有较高的应用价值。
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编辑人员丨4天前
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基于Canny边缘检测算法求取CT胸腔图像噪声的方法
编辑人员丨4天前
目的:提出一种基于Canny边缘检测算法求取CT胸腔图像噪声的方法。方法:选取2021年采集的男性志愿者的CT胸腔图像250张,通过Canny自适应阈值法提取CT胸腔图像轮廓,并比较Sobel算法、Canny双阈值法和Canny自适应阈值法的相似度;使用霍夫变换来确定感兴趣区域,考察感兴趣区域的选取大小、重建卷积核和管电流对CT胸腔图像噪声的影响。结果:Canny自适应阈值法保留了更多细节,边缘的连续性和完整性有所提高,对边缘检测与图像分割更加灵活以及更加具有鲁棒性。Canny自适应阈值法结构相似性指数最高(0.644),均方根误差最小(0.371),其在边缘轮廓检测方面相似度最高,效果更显著。随着方形感兴趣区域大小的增加,平均噪声呈现下降趋势,噪声标准差在某些区间有所增加,特别是在较大的方形区域。在同一重建卷积核的情况下,CT胸腔图像升主动脉的平均噪声比胸主动脉的高,升主动脉的噪声标准差比胸主动脉的低。对于升主动脉,重建卷积核E的升主动脉平均噪声(41.97 dB)最低,噪声标准差(20.64 dB)最大;对于胸主动脉,重建卷积核E的平均噪声(30.78 dB)最低。胸主动脉的平均噪声和噪声标准差随管电流的增加而下降。结论:提出了一种基于Canny边缘检测算法求取CT胸腔图像噪声的方法,适用于检测CT胸腔图像。
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编辑人员丨4天前
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第三代双源CT低剂量扫描在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用
编辑人员丨4天前
目的:探讨第3代双源CT低剂量扫描模式结合迭代重建技术在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用价值,并评价其辐射剂量。方法:回顾分析2019年12月至2020年2月在华中科技大学同济医学院进行新型冠状病毒肺炎筛查患者120例,按随机数表法分成试验组和常规组,各60例。试验组采用第3代双源CT机,Turbo Flash扫描模式,开启CARE kV,参考管电压90 kV,螺距2.0,ADMIRE算法。常规组采用128排CT机,常规螺旋扫描模式,固定管电压120 kV,螺距1.2,FBP算法。比较两组图像中主动脉、脊柱后方肌肉及皮下脂肪CT值、主动脉噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR),通过这些客观参数来评价图像质量,由2位高年资影像专家采用双盲法对图像质量进行主观评分,并比较两组图像的CT容积剂量指数(CTDI vol)、剂量长度乘积(DLP)及有效剂量( E)。 结果:试验组患者主动脉、脊柱后方肌肉的CT值分别为(45.38±4.77)和(53.41±8.44)HU,主动脉SNR为2.82±0.59,明显高于常规组的(39.68±6.26)、(42.66±6.32)HU和2.58±0.61( t=5.608、7.897、2.162, P<0.05),而主动脉噪声、CNR及主观评分差异均无统计学意义( P>0.05)。试验组患者CTDI vol、DLP、 E分别为(3.09±1.02)mGy、(107.57±32.81)mGy·cm、(1.51±0.46)mSv,常规组分别为(7.00±1.80)mGy、(261.65±73.93)mGy·cm、(3.66±1.03)mSv,试验组明显低于常规组( t=-14.680、-14.756、-14.756, P <0.05)。 结论:在新型冠状病毒肺炎的筛查中,使用第3代双源CT低剂量扫描模式结合迭代重建技术,在获得满足临床需求图像的同时,不仅有效地降低了辐射剂量,还提高了图像的SNR。
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编辑人员丨4天前
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输变电工程施工过程职业病危害因素调查与分析
编辑人员丨4天前
目的:了解输变电工程施工过程的职业病危害因素及劳动者接触水平。方法:于2018年9月,对6家输电工程和3家变电工程施工过程中典型工艺进行工程分析和职业病危害因素识别;开展现场职业卫生调查,对劳动者职业病危害因素接触水平进行检测与分析。结果:变电工程破碎工接触矽尘、电焊工接触电焊烟尘的时间加权平均浓度( CTWA)分别为2.72、14.03 mg/m 3,输电工程木工及变电工程破碎工、钢筋工、木工、架子工和筑路工接触噪声8 h等效声级结果分别为87.9、92.5、87.1、92.5、93.0、90.2 dB(A),输电工程瓦工及变电工程的瓦工、普工3、筑路工1、筑路工2接触手传振动的4 h时间等能量频率计权振动加速度分别为5.36、5.21、5.28、10.71、5.22 m/s 2,输电工程和变电工程电焊工肢体电焊弧光有效辐照度分别为401.19、319.68 μW/cm 2,均超过职业接触限值要求。各岗位化学性有害因素、高温及热辐射接触水平均符合职业接触限值要求。 结论:输变电工程施工过程多个岗位存在职业病危害因素接触水平超标情况,应落实用人单位职业病防治主体责任,有针对性采取综合措施降低劳动者职业病危害因素接触水平。
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编辑人员丨4天前
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高性能歼击机飞行员座舱噪声暴露与防护
编辑人员丨4天前
目的:调查飞行员飞机座舱噪声暴露情况,提出高性能歼击机座舱噪声防护防控措施建议。方法:在3种型号高性能歼击机(歼-A、歼-B、歼-C)地面试车发动机达到最高转速后5~180 s 时,用声级计测量座舱中飞行员(假人)耳位处以及飞机尾喷口右侧与纵轴夹角60°、距离2.5 m处的总声压级、A声级,以及31.5、63、125、250、500、1 000、2 000、4 000、8 000 Hz噪声的线性声压级。选取听力正常的青年男性志愿者10名,采用125、250、500、1 000、2 000、4 000、8 000 Hz倍频程中心频率窄带信号,分别测试其裸耳,佩戴甲、乙、丙(分别为进口、现役、新研制)3种型号飞行头盔有源降噪状态及无源降噪状态时的听阈,并计算甲、乙、丙各型号飞行头盔的声衰减值(裸耳听阈和佩戴飞行头盔听阈测量差值)。结果:歼-A、歼-B、歼-C地面试车发动机最大工作状态时的座舱飞行员(假人)耳位处噪声总声压级分别为102.2、100.4、111.2 dB;歼-B、歼-C尾喷口噪声总声压级分别为134.4、148.0 dB。歼-C飞机座舱噪声高于GJB 565A—2009的限值标准。经10名受试者测试,除4 000 Hz外,不同型号的飞行头盔在其他频率上的声衰减值差异均有统计学意义( H=35.49、38.93、32.37、33.50、23.96、27.81, P均<0.001)。歼-A、歼-B、歼-C飞机座舱噪声经乙型头盔的有源状态衰减后噪声暴露的总声压级分别为87.3、84.1、89.3 dB。 结论:高性能歼击机座舱噪声仍使飞行员处于较高声压级,对其听力健康和飞行效能构成潜在威胁。头盔降噪需进一步研究。头盔的主动衰减,降低噪声源的噪声水平仍然是防噪的主要目标。
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编辑人员丨4天前
