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全脑CT灌注成像在侧枝循环评估中的辐射剂量和临床应用价值

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中华放射医学与防护杂志 2024年第1期44卷 47-52页

作者：刘青李伟粟王娇娇张宗望徐士杰韩锦涛许建辉天津市北辰医院放射科天津300060 上海联影医疗科技股份有限公司上海201800

目的探究一站式全脑CT灌注成像(CTP)在急性缺血性脑卒中(AIS)患者侧枝循环评估中的辐射剂量和临床应用价值。方法回顾性收集32例AIS患者的全脑CTP图像和数字减影血管造影(DSA)图像。通过固定管电压(100 kVp)、分段设置管电流的方式优化... 详细信息

目的探究一站式全脑CT灌注成像(CTP)在急性缺血性脑卒中(AIS)患者侧枝循环评估中的辐射剂量和临床应用价值。方法回顾性收集32例AIS患者的全脑CTP图像和数字减影血管造影(DSA)图像。通过固定管电压(100 kVp)、分段设置管电流的方式优化CTP采集同时获得的CT血管成像(CTA)的图像质量。记录容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP), 计算有效剂量(E), 与文献进行比较。患者核心梗死区域和对侧半脑健康区域脑灌注参数比较采用配对t检验。一名放射科医师分别基于CTP、多时相CTA联合CTP两种模式, 采用5分法评估患者侧枝循环状态。由另外一名放射科医师基于DSA图像采用同样的5分法进行评分。以DSA结果作为参照, 计算其余方法评估结果的准确率。评分结果的相关性采用Pearson相关系数分析, 一致性采用Kappa分析。结果平均CTDIvol为184.18 mGy, 和文献报道相当(184.19 mGy)。相较于文献报道的CTP和CTA联合扫查, 一站式全脑CTP检查的平均有效辐射剂量降低了39% (6.1vs. 10 mSv)。核心梗死区域和对侧半脑健康区域脑血容量(CBV)、脑血流量(CBF)、平均通过时间(MTT)、达峰时间(TTP)和残余函数达峰时间(Tmax)的差异均有统计学意义(t=-6.11、-7.47、8.58、12.34、10.05, P联合CTP和DSA的评分相关系数为0.98 (95%CI:0.96~0.99, P联合CTP评估的Kappa值为0.88 (t=9.99, P联合CTP评估的准确率则为90.6%。结论固定管电压、分段设置管电流的一站式全脑CTP能够同时提供可靠的CTP和多时相CTA, 合理降低患者辐射剂量。借助多时相CTA联合全脑CTP能够准确判断颅内血管有无侧枝循环及脑组织状态, 有助于临床中AIS患者诊断和治疗方案的制定。

关键词：脑卒中全脑灌注辐射剂量 CT血管成像

低辐射剂量与低对比剂剂量在肥胖患者冠状动脉CT血管成像中的应用研究

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中华放射医学与防护杂志 2024年第1期44卷 41-46页

作者：狄爱辉宁春芳王莹李静韩锦涛张艳北京大学第三医院放射科北京100191 上海联影医疗科技股份有限公司上海201800

目的探讨降低辐射剂量和对比剂用量的双低技术在I级肥胖患者冠状动脉CT血管成像(CCTA)中的可行性。方法前瞻性收集2022年8月至2023年3月于北京大学第三医院放射科行冠状动脉CTA检查的57例肥胖受检者(体重:85~119kg且体质量指数BMI:30~38... 详细信息

目的探讨降低辐射剂量和对比剂用量的双低技术在I级肥胖患者冠状动脉CT血管成像(CCTA)中的可行性。方法前瞻性收集2022年8月至2023年3月于北京大学第三医院放射科行冠状动脉CTA检查的57例肥胖受检者(体重:85~119kg且体质量指数BMI:30~38kg/m^(2)),分为对照组20例和试验组37例,分别采用常规剂量和低剂量方案。对照组和试验组CCTA的管电压、碘对比剂的碘流率(IDR)分别为:120kVp、2.2gI/s与100kVp、1.5gI/s。对照组与试验组使用原始数据分别重建为混合迭代4级与8级的图像,其余扫描和重建参数均一致。测量并比较主动脉根部、左前降支(LAD)近段及右冠状动脉(RCA)远段管腔的CT值及噪声,计算左前降支及右冠状动脉的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),并采用4分法对冠状动脉18节段的图像质量进行主观评价。记录并比较两组受检者的有效辐射剂量E和碘对比剂用量。采用独立样本t检验、Mann-WhitneyU检验或x²检验分析以上指标组间差异的统计学意义。结果对照组和试验组受检者BMI分别为31.89(30.77,33.81)和31.22(30.46,32.83)kg/m^(2),差异无统计学意义(P>0.05)。两组CCTA图像在主动脉根部、左前降支近段及右冠状动脉远段管腔的CT值及噪声值,左前降支近段及右冠状动脉远段管腔的SNR和CNR值,差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组图像冠状动脉各节段主观评分值均分都≥3分,符合诊断标准,两组间的主观图像质量整体评分差异无统计学意义(P>0.05)。对照组和试验组受检者CCTA检查的有效剂量E分别为7.58与4.49mSv(Z=-5.46,P影响图像质量的情况下降低辐射剂量和碘对比剂用量。

关键词：冠状动脉CT血管成像肥胖低剂量碘流率对比剂

联合人工智能模型迭代重建和70kV超低管电压大幅度降低肺动脉CTA辐射剂量的研究

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放射学实践 2024年第10期39卷 1361-1366页

作者：曹建新朱卓张清韩锦涛陈颖许炜武汉科技大学附属普仁医院放射科武汉430081 上海联影医疗科技股份有限公司上海201800

目的:探讨联合人工智能模型迭代重建(AIIR)和70kV超低管电压在大幅度降低肺动脉CTA(CTPA)辐射剂量中的应用价值。方法:100例疑似肺动脉栓塞或肺动脉栓塞复查的患者随机分成A组(100 kV管电压)和B组(70 kV管电压)行CTPA检查,A组采用混合... 详细信息

目的:探讨联合人工智能模型迭代重建(AIIR)和70kV超低管电压在大幅度降低肺动脉CTA(CTPA)辐射剂量中的应用价值。方法:100例疑似肺动脉栓塞或肺动脉栓塞复查的患者随机分成A组(100 kV管电压)和B组(70 kV管电压)行CTPA检查,A组采用混合迭代重建(HIR),B组采用HIR和AIIR。评估A、B两组辐射剂量。评估A组HIR图像、B组HIR图像和AIIR图像背景噪声、肺动脉信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),并采用5分法对CTPA图像质量进行评分。结果:100例患者中10例存在呼吸运动伪影或大量胸腔积液被排除,最终A组和B组分别有50例和40例患者纳入。A、B两组有效辐射剂量(ED)分别为(4.3±0.8)mSv和(1.3±0.2)mSv,与A组相比B组ED下降69.8%(P联合AIIR和70kV超低管电压在大幅度降低CTPA辐射剂量的同时,图像质量相对于100kV管电压HIR图像更优。

关键词： CT血管造影术人工智能图像处理,计算机辅助图像增强辐射剂量体层摄影术,X线计算机

扇形束CT引导的在线自适应放疗在宫颈癌中的临床实践

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中华放射医学与防护杂志 2024年第4期44卷 262-271页

作者：马辰莺郭建蒋华李治斌王世梅李秉桓贾乐成曹然章卫徐晓婷周菊英苏州大学附属第一医院放疗科苏州215006 上海联影医疗科技股份有限公司上海200232 深圳市联影高端医疗装备创新研究院深圳518125

目的探讨人工智能(AI)辅助联合低剂量扇形束计算机断层扫描(FBCT)引导的在线适应性放疗(OART)治疗宫颈癌的可行性及安全性。方法在联影uCT-ART平台予11名宫颈癌(10名术后辅助,1名根治性放疗)患者行高年资放疗医师主导触发的OART。分析A... 详细信息

目的探讨人工智能(AI)辅助联合低剂量扇形束计算机断层扫描(FBCT)引导的在线适应性放疗(OART)治疗宫颈癌的可行性及安全性。方法在联影uCT-ART平台予11名宫颈癌(10名术后辅助,1名根治性放疗)患者行高年资放疗医师主导触发的OART。分析AI辅助低剂量FBCT引导的OART治疗宫颈癌的可行性,包括评估自动分割轮廓质量、自动放射治疗计划、OART在线剂量学分析、OART流程时长;以及11名宫颈癌患者的放疗相关不良反应分析。结果在297个分次治疗中,经高年资放疗医师判断,共启动81次OART,人均启动OART 7.4次。OART流程平均总时长为18.97 min OART调整平均时长为15.87 min。11例患者在定位CT上经AI辅助勾画工具自动分割感兴趣区域(ROI),得到ROIauto经高年资放疗医师修改及审核后得到ROIedit,其中临床靶区(CTV)的Dice相似系数为0.85±0.04,不劣于前期模型0.89±0.02(P>0.05),95%豪斯多夫距离为(5.64±1.60)mm,优于前期模型构建的(6.28±2.31)mm(t=-2.34,P影像引导放疗(IGRT)计划;适形指数CI与均匀性指数HI优于手动计划。在OART过程中,分次间靶区体积变化范围主要集中在±5%的范围内,而OAR体积变化范围波动较大,且无明显规律。消化系统、泌尿系统、造血系统发生急性不良反应均为PRO-CTCAE 1~2级,未见3级及以上的不良反应发生。结论本研究描述了基于uCT-ART的OART系统在宫颈癌放疗的成功实施,证实了OART临床应用的可行性与安全性。

关键词：宫颈癌在线自适应放疗扇形束CT人工智能图像引导放疗

考虑频率耦合的MMC序阻抗建模及附加陷波器阻抗重塑方法

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 46-58页

作者：张宇华周璟王育飞薛花郜登科李鸿彪上海电力大学电气工程学院上海200090 上海科梁信息科技股份有限公司上海200030

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进... 详细信息

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进而分析系统稳定性。在此基础上提出一种基于陷波滤波器的MMC阻抗优化方案,解决弱电网互联系统的稳定问题。在分析MMC传统阻抗建模不能有效发现实际低频段振荡的原因基础上,研究频率耦合在MMC建模中的产生机理和影响程度。根据频率耦合的产生机理,建立小信号模型及变量关系,推导出频率耦合下的MMC全阶阻抗模型。依据全阶模型,提出一种基于陷波器的系统阻抗优化方案,有效解决了MMC弱网互联系统的低频振荡及稳定分析问题。仿真结果验证了耦合下MMC全阶阻抗模型的准确性及低频振荡阻抗优化的可行性。

关键词： MMC 频率耦合弱电网序阻抗陷波器

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人工智能辅助压缩感知技术在肩关节MRI中的应用

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中国临床医学影像杂志 2024年第7期35卷 503-507页

作者：袁颖程天馨钟朝辉韦捷于丹徐辉首都医科大学附属北京友谊医院放射科北京100050 上海联影医疗科技股份有限公司上海201800

目的:探讨人工智能辅助下的压缩感知(Artificial intelligence compressed sensing,ACS)技术在肩关节MRI成像中对图像质量和缩短扫描时间的应用价值。方法:招募健康志愿者27例,应用联影3.0T MR行肩关节MRI扫描,对受试者均应用并行采集技... 详细信息

目的:探讨人工智能辅助下的压缩感知(Artificial intelligence compressed sensing,ACS)技术在肩关节MRI成像中对图像质量和缩短扫描时间的应用价值。方法:招募健康志愿者27例,应用联影3.0T MR行肩关节MRI扫描,对受试者均应用并行采集技术(PI)以及ACS技术扫描肩关节横轴位PDWI、矢状位PDWI、冠状位T2WI、冠状位T1WI序列,4个序列使用PI技术的综合加速因子分别为1.77、1.72、1.60、1.87,使用ACS技术的综合加速因子分别为3.23、3.01、2.81、2.86。由两名医师从关节图像结构显示情况、脂肪抑制情况、伪影及图像整体情况四方面进行评分。在两组图像相同层面位置测量冈上肌、肱骨头均匀组织的信号强度(SI)和噪声值(SD),计算冈上肌和肱骨头SNR和CNR。采用配对样本t检验和Mann-Whitney U检验对主观评分和客观评价指标进行统计学分析。结果:PI在横轴位PDWI、矢状位PDWI、冠状位T2WI、冠状位T1WI的主观评分别为4.89±0.33、4.85±0.46、4.85±0.46、4.85±0.46,ACS为4.92±0.27、4.92±0.27、4.88±0.33、4.92±0.27,差异无统计学意义(P>0.05)。PI在横轴位PDWI、矢状位PDWI、冠状位T2WI、冠状位T1WI测量冈上肌SNR分别为25.08±4.08、30.40±6.93、10.37±1.95、17.53±3.17,低于ACS的31.77±6.83、38.95±7.05、13.22±2.47、20.09±5.95,差异有统计学意义(P<0.05)。ACS组总扫描时间为241 s,较PI组(438 s)比较,减少了45%。结论:应用ACS技术扫描肩关节MRI,可以在保证图像的质量的前提下,大幅减少扫描时间,为临床提供高效的检查。

关键词：肩关节磁共振成像人工智能

不同加速方式的三维T1WI对脑区分割应用价值研究

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中华放射学杂志 2024年第10期58卷 1006-1014页

作者：姚刚周竹青石峰曹泽红宋潇鹏张卫军沈雯雯宁波大学附属康宁医院(宁波市康宁医院)精神科宁波上海联影智能股份有限公司研发部上海上海联影医疗科技有限公司中央研究院上海

目的探讨并行采集技术、联合压缩感知(uCS)技术、智能光梭成像(ACS)技术三维T1WI结构像对于脑区分割的价值。方法该研究为横断面研究。前瞻性连续收集2023年7至9月在宁波大学附属康宁医院接受颅脑MRI检查的50例患者。男25例、女25例, 年... 详细信息

目的探讨并行采集技术、联合压缩感知(uCS)技术、智能光梭成像(ACS)技术三维T1WI结构像对于脑区分割的价值。方法该研究为横断面研究。前瞻性连续收集2023年7至9月在宁波大学附属康宁医院接受颅脑MRI检查的50例患者。男25例、女25例, 年龄13～87岁。对患者进行头颅MRI扫描, 采集无加速因子三维T1WI(3D-T1WI组), 加速因子为3的并行采集技术三维T1WI(3D-T1WI-PI-3组), 加速因子为4.5、6.9的uCS技术三维T1WI(3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-uCS-6.9组), 加速因子为3、5的ACS技术三维T1WI(3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组)及T2WI液体衰减反转恢复(FLAIR)图像, 并采用主观评分(脑灰质、白质清晰度评分, 脑白质变性病灶与周围白质的清晰度评分和Gibbs伪影评分)和客观指标[信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)、脑脊液信号均匀度、峰值信噪比(PSNR)、结构相似性指数(SSIM)和自然图像质量评价器(NIQE)]评价图像质量。利用uAI Research Portal图像分析工具对109个脑区进行分割并测量体积。采用Kappa或组内相关系数(ICC)评价3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-uCS-6.9组、3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组与3D-T1WI组主客观评价指标的一致性, Kappa或ICC值>0.70为一致性良好。结果 3D-T1WI组、3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-uCS-6.9组、3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组扫描时间分别为527、204、169、95、133、90 s。主观评价:3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组脑灰质、白质清晰度评分例数分布分别与3D-T1WI组一致性良好(Kappa值均为1.000);3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-ACS-3组脑白质病灶与周围白质的清晰程度评分例数分布分别与3D-T1WI组一致性良好(Kappa值分别为0.775、0.701、0.777);3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组Gibbs伪影评分的例数分布与3D-T1WI组一致性良好(Kappa值均为1.000)。客观评价:3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-uCS-6.9组图像CNR与3D-T1WI组一致性良好(ICC分别为0.720、0.759、0.752):图像PSNR、SSIM在3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-uCS-6.9组、3D-T1WI-ACS-3组、3D-T1WI-ACS-5组间一致性良好(PSNR:ICC=0.854;SSIM:ICC=0.851);3D-T1WI-PI-3组、3D-T1WI-uCS-4.5组、3D-T1WI-ACS-3组图像NIQE与3D-T1WI组一致性良好(ICC分别为0.866、0.727、0.753)。3D-T1WI-PI-3、3D-T1WI-uCS-4.5、3D-T1WI-uCS-6.9、3D-T1WI-ACS-3、3D-T1WI-ACS-5组图像上分割的各脑区体积与3D-T1WI分割结果的ICC值逐渐降低, 但ICC均≥0.62。结论 uCS和ACS技术3D-T1WI在脑分割中与3D-T1WI分割结果有较高的一致性, 且可以显著缩短扫描时间、图像质量较好, 具有重要的应用价值。

关键词：磁共振成像并行采集技术压缩感知技术人工智能脑区分割

复杂受荷下盾构隧道原型结构试验平台的研发与实证

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岩土工程学报 2024年第5期46卷 927-937页

作者：柳献刘震叶宇航姚鸿梁同济大学地下建筑与工程系上海200092 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510000 上海同禾工程科技股份有限公司上海200092

盾构隧道结构在全寿命周期中往往将面临诸多复杂荷载状态,如注浆、偏载、偏转等非对称偏不利工况。为验证结构在这些复杂荷载状态下的适用性,探究结构力学性能,开展足尺原型结构试验研究往往是最为直接而有效的手段。既有原型试验主要... 详细信息

盾构隧道结构在全寿命周期中往往将面临诸多复杂荷载状态,如注浆、偏载、偏转等非对称偏不利工况。为验证结构在这些复杂荷载状态下的适用性,探究结构力学性能,开展足尺原型结构试验研究往往是最为直接而有效的手段。既有原型试验主要关注隧道结构在简单对称荷载条件下的力学性能,鲜有关注复杂非对称荷载状态。为拓展原型试验的适用范围,提出了适用于不同断面盾构隧道结构的原型试验平台和用于模拟复杂荷载状态的试验荷载设计方法。该方法适用于任意加载点布置和液压站分组的试验系统,可对注浆、偏载、偏转等复杂荷载状态下结构响应进行精确模拟。通过类矩形盾构隧道、双圆隧道和圆形隧道的偏载原型结构试验研究,验证了试验平台和试验荷载设计方法的适用性。进一步针对试验关键参数的分析表明,控制目标权重系数的调整能有效满足不同的试验模拟要求;基于试验荷载设计方法优化的迭代算法能有效考虑计算模型或边界支承条件的非线性;环箍钢绞线和千斤顶的组合加载模式能将拟合误差水平降低至千斤顶加载模式的1/5,但需要删去部分加载点使试验荷载合理且适用;对于越复杂的结构和荷载,精确模拟结构状态需要的试验系统独立荷载组数越高,对试验平台的要求也越高。

关键词：复杂受荷状态原型试验试验平台试验荷载设计断面形式

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大行程磁阻驱动微定位平台及其轨迹跟踪控制

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2852-2861页

作者：张旭陆晓伟赖磊捷上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 华立科技股份有限公司杭州310023

麦克斯韦磁阻驱动器克服了传统压电陶瓷驱动器行程小及音圈电机推力密度和效率低等难题,在大行程高速微纳米定位中具有极大的应用潜力。设计了一种基于麦克斯韦磁阻驱动的大行程二自由度柔顺微定位平台,并对其进行了高性能轨迹跟踪控制... 详细信息

麦克斯韦磁阻驱动器克服了传统压电陶瓷驱动器行程小及音圈电机推力密度和效率低等难题,在大行程高速微纳米定位中具有极大的应用潜力。设计了一种基于麦克斯韦磁阻驱动的大行程二自由度柔顺微定位平台,并对其进行了高性能轨迹跟踪控制。该定位平台由2个永磁偏置的麦克斯韦磁阻驱动器和二自由度并联解耦柔性导向机构组成,平台利用磁阻驱动器的非线性负刚度来部分补偿柔性导向机构的弹性恢复力,有效提高了运动行程和能量传递效率,使其在±2 mm行程范围内的所需推力从±120 N减少至±24 N。轨迹跟踪控制方面,为补磁阻驱动器偿驱动器软磁材料冲磁带来的磁滞非线性,利用逆Prandtl-Ishlinskii磁滞模型构建了率相关磁滞补偿控制器并将其置于前馈回路中。为解决平台低阻尼谐振及动力学模型不一致等问题,设计了含分数阶相位超前环节的PI反馈控制器以完成对系统开环频率特性的灵活调整,实现了对平台的高精度轨迹跟踪控制,有效减小了系统的跟踪误差。对2 mm幅值、1 Hz和10 Hz频率的三角波信号进行轨迹跟踪所得到的均方根误差分别为0.013 mm和0.017 mm。

关键词：微纳米定位麦克斯韦磁阻驱动器柔性机构磁滞分数阶控制轨迹跟踪控制