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基于长短期记忆网络和梯度提升的高血压患者RR间期时间序列预测方法

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中国医疗器械杂志 2024年第4期48卷 392-395页

作者：喻文杰陈宏文齐宏亮潘智林李翰威胡德斌南方医科大学生物医学工程学院广州市510515 南方医科大学南方医院广州市510515

目的对高血压患者的RR间期进行预测,帮助临床医生对患者心脏状况进行分析和预警。方法以8位患者数据为样本,通过长短期记忆网络(LSTM)和梯度提升树(XGBoost)分别对患者的RR间期进行预测,将2个模型的预测结果通过方差倒数法进行组合,... 详细信息

目的对高血压患者的RR间期进行预测,帮助临床医生对患者心脏状况进行分析和预警。方法以8位患者数据为样本,通过长短期记忆网络(LSTM)和梯度提升树(XGBoost)分别对患者的RR间期进行预测,将2个模型的预测结果通过方差倒数法进行组合,克服单一模型预测的劣势。结果提出的组合模型相较于单一模型在8位患者RR间期的预测上具有不同程度的改善效果。结论 LSTM-XGBoost模型为高血压患者RR间期预测提供了方法,具有一定的临床价值。

关键词： RR间期长短期记忆网络梯度提升时序预测高血压

基于知识图谱的国内大型医疗设备配置研究现状分析

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现代仪器与医疗 2024年第3期30卷 34-39页

作者：喻文杰廖伟光齐宏亮李翰威胡德斌陈宏文南方医科大学南方医院医学工程科

目的对国内大型医疗设备配置的发展现状进行分析，利用知识图谱对设备配置的有关文献进行可视化处理，对学科知识进行归纳总结。方法以“大型医疗设备配置”或“大型医用设备配置”为主题，在CNKI数据库收集相关期刊文献，利用Citesp... 详细信息

目的对国内大型医疗设备配置的发展现状进行分析，利用知识图谱对设备配置的有关文献进行可视化处理，对学科知识进行归纳总结。方法以“大型医疗设备配置”或“大型医用设备配置”为主题，在CNKI数据库收集相关期刊文献，利用Citespace和VOSviewer软件对文献的作者、机构、关键词等内容进行可视化分析。结果关于大型医疗设备配置的发文量呈波形上升趋势；学科研究以医疗卫生方针政策与法律法规研究为主，融合生物医学工程等多学科交叉研究；对关键词进行分析，得到4个聚类，分别是大型医疗设备配置规划、医院大型医疗设备配置绩效评价与效益分析、大型医疗设备配置公平性分析、大型医疗设备配置管理；对高被引用量文献分析，得到配置现状分析、配置公平性分析、设备绩效评价三类重点研究方向。结论大型医疗设备配置领域受到了越来越多的关注，呈现出跨学科研究的趋势，研究者在配置领域关注着不同方面的问题，未来的研究应深化跨学科合作，进一步完善评价体系和指标，以提高大型医疗设备的利用效率和服务水平。

关键词：大型医疗设备配置知识图谱现状

激光脉冲啁啾影响双色激光场诱导气体产生太赫兹辐射特性的理论研究

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物理学报 2024年第6期73卷 140-150页

作者：李翰楠彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研... 详细信息

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研究了双色泵浦激光的啁啾参数对飞秒激光场辐射产生太赫兹波的影响.研究结果表明,在激光脉宽为飞秒量级时,以40 fs的情况为例,当啁啾参数在与激光脉宽处于相同的飞秒量级尺度上时,其对太赫兹波的振幅与频谱都产生显著影响.在双色飞秒激光场中,基频波和倍频波的啁啾各自起到不同的作用:基频波的啁啾主要影响太赫兹波的时域波形,而倍频波的啁啾则决定了太赫兹辐射的振幅大小、中心频率与频谱宽度.研究表明,激光啁啾作为一种可控的参数,对所辐射的太赫兹波属性具有多重调制效果,且相关啁啾的作用规律随双色激光的初始相位也呈现规律性变化.这些结果为研究太赫兹辐射的产生与调控提供了新的思路与依据.

关键词：太赫兹辐射双色激光脉冲啁啾调控

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CT多功能检测模体设计与3D打印制作研究

放射学实践 2023年第9期38卷 1189-1194页

作者：张新明李翰威王浩文凌庆庆齐宏亮陈宏文南方医科大学生物医学工程学院广州510515 南方医科大学南方医院医学工程科广州510515

目的:设计研制一种用于CT质量控制检测的新型模体,实现CT扫描系统多功能成像性能检测,为国产化CT模体研制提供参考。方法:使用3D打印技术制作模体,与Catphan500模体进行对比实验,并测试包括均匀度、碘密度、金属伪影等参数指标。结果:... 详细信息

目的:设计研制一种用于CT质量控制检测的新型模体,实现CT扫描系统多功能成像性能检测,为国产化CT模体研制提供参考。方法:使用3D打印技术制作模体,与Catphan500模体进行对比实验,并测试包括均匀度、碘密度、金属伪影等参数指标。结果:本研究制作的模体均匀性测量数值为1.695 HU,检测结果相较Catphan500模体的均匀性数值1.71 HU有所改善;其碘密度测量值与真实值之间的均方误差为0.019,Pearson相关系数为1.0,结果相关性显著;金属伪影评价功能结果合理,结果显示在60 keV以上的单能图像以及单能加金属伪影去除算法能够有效抑制金属伪影。结论:本研究所设计的3D打印模体在均匀性方面达到与进口模体功能相近水平,在碘密度测量和金属伪影评价功能方面实现了对传统模体的补充,模体的研制可为医院开展CT质量控制检测提供支持。

关键词： CT模体 3D打印性能检测质量控制体层摄影术,X线计算机

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基于3D建模的MRI模型制作及选材研究

设备管理与维修 2023年第20期 159-162页

作者：李翰威王屹辰王浩文南方医科大学南方医院广东广州510515 莱尼电气线缆(中国)有限公司江苏常州213022

基于实体MRI设备进行3D模型绘制,将3D建模过程分为4个步骤:尺寸的测量及估算;实物结构绘制、分析及装配;模型尺寸复盘及修改;采用专业布局进行最后修改。阐述不同建模工艺的优缺点,选用合适的建模方式,对各种3D打印材料进行优缺点分析,... 详细信息

基于实体MRI设备进行3D模型绘制,将3D建模过程分为4个步骤:尺寸的测量及估算;实物结构绘制、分析及装配;模型尺寸复盘及修改;采用专业布局进行最后修改。阐述不同建模工艺的优缺点,选用合适的建模方式,对各种3D打印材料进行优缺点分析,并对3D建模及模型制作的发展前景进行展望。

关键词： 3D建模 3D打印材料 MRI

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锥形束CT系统几何伪影校正技术研究

锥形束CT系统几何伪影校正技术研究

作者：李翰威南方医科大学

学位级别：硕士

计算机断层成像技术(Computed Tomography, CT)是当今最先进的成像技术之一,凭借其非接触、无破坏性、高分辨率、无影像重叠等优点成为临床医学,工业,材料,生物等领域中不可或缺的重要技术,CT主要是一种通过对物体不同角度的射线投影测... 详细信息

计算机断层成像技术(Computed Tomography, CT)是当今最先进的成像技术之一,凭借其非接触、无破坏性、高分辨率、无影像重叠等优点成为临床医学,工业,材料,生物等领域中不可或缺的重要技术,CT主要是一种通过对物体不同角度的射线投影测量获取物体在扫描范围内所有横截面断层信息的成像技术。其中,锥形束CT(Cone-beam CT, CBCT)相比传统的螺旋CT,具有扫描速度快、空间分辨率高和射线利用率高等优点,能够对人体无破坏的三维成像,成为医学成像诊断领域的新热点和新方向。在锥形束CT系统中,通常采用FDK算法对图像进行重建。但是FDK算法对锥形束CT系统的几何模型要求比较高,其要求有以下两点：第一、射线源焦点与探测器中心点的连线必须经过旋转中心线,且垂直于探测器平面。第二、旋转轴必须与探测器列方向平行。锥形束CT经人工安装定位后,由于机械精度达不到要求,因此整个系统不能严格满足FDK重建算法模型的两个要求,因此实际系统的几何模型和理想的FDK算法重建系统的几何模型会出现一定的几何偏差,由该几何偏差所导致的重建伪影称为几何伪影。几何伪影会降低重建图像质量,影响医生对病情的诊断,降低了医疗质量和安全。因此,几何伪影的较正对锥形束CT系统获取高质量重建图像具有重要的意义。锥形束CT的几何校正算法主要分为解析算法和迭代算法两种。解析方法通常以某些理想条件为前提,只校准系统的部分参数,从而降低问题的复杂度,但会缩小几何校正的应用范围。而迭代方法则是以投影信息或者重建图像质量作为约束标准,利用优化算法求解系统的几何参数。传统的解析几何校正方法通常需要制作一个精确的标定体模,测量体模上标记点的信息作为已知条件,然后在多角度下获取标定体模的投影数据,从标定体模的投影数据中提取锥形束CT系统中的几何参数。由于解析算法标定时间短,标定体模制作简单,应用性强,解析几何校正算法中很大一部分研究成果被当作专有技术或商业机密使用,是现代锥形束CT系统几何校正的主流算法。通过对几何校正方法的原理进行分析,目前针对标定体模的投影信息数量的研究趋势由多角度向单角度发展,对于结构较为简单的标定体模而言,需要对标定体模在大角度范围内采集足够多的投影数据,才能达到求解方程的条件;对于结构比较复杂的标定体模,只需要少角度或者单角度就能解出所有的几何参数。伴随着计算机技术的进步,迭代算法得到较大的发展,它克服了传统方法需要制作标定体模的缺点,仅依靠被检测物体的投影数据作为几何参数自标定的数据集,建立几何参数与约束函数关系的数学模型。目前迭代算法根据约束函数的分类可以分为以下两种：第一类是基于被检测物体的投影图像的特性直接求解出几何参数,第二类是基于重建图像中的几何伪影特性构建出量化几何伪影的目标函数,通过优化算法寻找最小几何伪影对应的几何参数最优解来达到标定的目的。迭代算法的优点是求解精度较高,但是往往会遇到棘手的初始值选取、局部最优和标定速度慢等问题,因此该类方法尚不是目前锥形束CT系统标定的主流算法。在迭代算法中往往需要重建一部分断层图像进行量化评估,因此CT的重建速度是一个值得关注的问题,随着计算机软件和硬件的进步,计算行业正在从只使用中央处理器CPU (Central Processing Unit)的“中央处理”转向CPU与图形处理器GPU(Graphics Processing Unit)的“协同处理”,NVIDIA公司推出一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)的GPU产品,CUDA具有强大的并行计算功能以及巨大的存储器支持其进行高速并行计算,其工作原理是：由主机发送命令到显卡,在显卡中的GPU对任务进行并行运算,最后将处理结果返回主机,这样的工作过程大大节省了计算时间。本文主要工作针对锥形束CT系统中的几何校正问题展开研究,设计并制作了校正方法需要的专用标定体模,通过标定体模的投影信息以及体模的先验知识计算得出锥形束CT系统中的几何误差,并在重建算法中加以校正,有效改善了CBCT图像的成像质量。本文首先介绍几何校正的意义以及研究现状,其次介绍锥形束CT系统的成像原理和锥形束FDK重建算法,以及建立锥形束CT成像系统几何模型,然后重点介绍锥形束CT系统中的几何伪影校正技术,改进和实现了以下三个方法：第一,针对现有的锥形束CT设备,改进并实现了一种基于图像锐度的自标定几何校正方法。该算法以重建图像的锐度为目标函数建立优化模型,利用现有的解析方法计算出来的几何参数作为初始值以减少搜索范围。该算法在每次迭代中,利用当次迭代下的几何参数校正重建图像的几何伪影,采用量化评估后的特定层重建图像的锐度值作为目标函数,改变几何参数,再进入下一次迭代,直到满足迭代终止条件。因为最优的几何参数解会落在解析初始值

关键词：计算机断层成像技术锥形束CT 机械误差几何校正几何伪影

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基于傅里叶梅林变换的图像配准方法

中国医学物理学杂志 2023年第5期40卷 562-567页

作者：李翰威崔飞易凌庆庆李作家夏景涛齐宏亮陈宏文南方医科大学南方医院医学工程科广东广州510515

目的:提出一种新的配准框架用于图像引导放射治疗系统中的2D/3D图像配准,有效降低传统方法迭代搜索时间,同时保证放射治疗要求的配准精度。方法:利用傅里叶梅林变换方法对正侧位kV图像与对应方位参考CT图像生成的数字重建放射影像(DRR)... 详细信息

目的:提出一种新的配准框架用于图像引导放射治疗系统中的2D/3D图像配准,有效降低传统方法迭代搜索时间,同时保证放射治疗要求的配准精度。方法:利用傅里叶梅林变换方法对正侧位kV图像与对应方位参考CT图像生成的数字重建放射影像(DRR)进行粗配准,根据傅里叶梅林变换计算得到的二维平移向量以及放射治疗系统的机械几何参数反推出参考CT图像的三维空间位置偏差,更新正侧位的DRR图像,最后通过正侧位kV图像与DRR图像的相似度进行精配准达到临床需求。结果:采用临床金标准数据验证方法的配准性能,实验结果表明,配准误差为0.5765 mm,平均运行时间为3.34 s。结论:该方法鲁棒性强,对图像的噪声不敏感,人工干预少,可满足临床应用的需求。

关键词：图像配准傅里叶梅林图像引导放射治疗

BP-203RPEⅢ型动脉硬化检测仪故障分析及维修

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设备管理与维修 2023年第24期 81-83页

作者：胡德斌李翰威万伟权王浩文南方医科大学南方医院广东广州510515

BP-203RPEⅢ型动脉硬化检测仪是无创性动脉硬化检测的重要设备。根据其基本结构及工作原理,分析常见故障原因,并给出故障排查方法。

关键词：动脉硬化检测仪故障分析工作原理

BVI 9400超声膀胱容量测量仪故障分析及维修

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设备管理与维修 2022年第18期 65-66页

作者：邓素芬邹金华邓源刘欢欢李翰威南方医科大学南方医院广东广州510000

便捷式膀胱容量扫描仪BVI9400是放射治疗前的重要设备,根据其基本结构及工作原理,分析使用过程中的故障成因,给出常见故障的排查处理方法,以保证其检测的精准性和为患者顺利完成治疗提供保障。

关键词：膀胱测量仪故障分析维修保养