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基于磁共振深度学习图像重建算法的心肌延迟强化在未识别心肌梗死中的应用

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磁共振成像 2024年

作者：陆雪芳闫玉辰龚威权光南刘薇音查云飞武汉大学人民医院放射科通用电气医疗(中国)有限公司

目的探讨基于磁共振深度学习重建（deep learning reconstruction, DLR）算法的心肌延迟强化（late gadolinium enhancement, LGE）在提高临床未识别心肌梗死（unrecognised myocardial infarction, UMI）患者识别率的诊断价值。材料与方法前瞻性纳入2022年4月至2023年8月于我院就诊的可疑UMI并完成心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）检查的患者98例，分析常规LGE(original LGE, LGEO)及通过DLR算法获得的LGE(DLR LGE, LGEDL)短轴位图像。测量两组图像心肌的信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）、对比噪声比（contrast-to-noise ratio, CNR）、标准差（standard deviation, SD）。采用2～5倍标准差（2SD～5SD）法以及全宽半高（full width at half maximum, FWHM）法进行强化面积百分比（percentage of enhanced area, Parea）分析。评估心肌整体各测量值的组内及组间一致性。以临床诊断UMI为金标准计算LGEDL和LGEO的诊断效能。结果SNRDL和CNRDL均较SNRO和CNRO提高超过2倍（P0.05）。整体心肌SNR、CNR、不同阈值法Parea测量值组内及组间一致性好[组内相关系数（intra-class correlation coefficient,ICC）>0.600,P均<0.001]。受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线分析显示，每种SD方法在检测UMI方面都表现出良好的诊断效果，其中以5SD Parea-DL法最优（P<0.001）。结论 DLR能显著提高LGE的图像质量。当LGEDL和LGEO的信号阈值与参考平均值（signal threshold versus reference mean, STRM）分别≥4SD和≥3SD时，对UMI的诊断效果较好。

关键词：未识别心肌梗死诊断效能深度学习重建钆延迟强化磁共振成像

核磁共振系统用电子监控单元可靠性热设计及其仿真与试验验证

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中国医疗器械杂志 2024年第1期48卷 65-69页

作者：刘庭伟张存礼王亚红董怀宇金月寒通用电气核磁共振MR北京研发中心北京市100176

核磁共振系统用电子监控单元作为系统的重要单机,在全寿命周期内面临着很高的热风险。该文从结构设计、器件降额设计2个维度保证电子模块热设计的高效与可靠。为降低电子模块的热设计风险,全面验证电子模块热设计的有效性,采用仿真与试... 详细信息

核磁共振系统用电子监控单元作为系统的重要单机,在全寿命周期内面临着很高的热风险。该文从结构设计、器件降额设计2个维度保证电子模块热设计的高效与可靠。为降低电子模块的热设计风险,全面验证电子模块热设计的有效性,采用仿真与试验相结合的方法开展设计验证。在仿真环节,通过建立电路板级的热仿真模型,数值计算得到核心器件的结壳温度,并将该指标分别与热设计指标值以及测试值进行比对,一方面验证仿真模型的正确性,另一方面验证热设计的有效性;在测试环节,通过搭建产品模块的热测试平台,获取模块在极限电气工况下,核心器件的热特性测试值,并通过相应的折算方法,预测产品在不同海拔下的热性能与热设计裕度。结果表明,产品模块在结构设计、核心器件降额设计等方面,均能满足热设计要求,可以确保电子模块在核磁共振系统全寿命周期内安全、可靠地工作。

关键词：核磁共振电子模块热设计可靠性设计降额设计热测试有限元仿真

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C波段高效率同轴渡越时间振荡器的仿真研究

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2220-2227页

作者：朱丹妮孟进邓秉方王海涛崔言程袁玉章海军工程大学军用电气科学与技术研究所湖北武汉430033 湖北东湖实验室湖北武汉430033

C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景,工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法,设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial tra... 详细信息

C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景,工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法,设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial transit-time oscillator,CTTO),有利于实现低频段高功率微波器件的轻小型化。在调制腔前设计合适的反射腔可以有效预防横电磁波模式(transverse electromagnetic mode,TEM)反向传输到阴极区域,同时能预调制电子束,有效提升器件转化效率。经模拟优化后的典型结果表明:当二极管电压458 kV、电流9.6 kA及外加导引磁场1.05 T时,在中心频率6.37 GHz处获得了功率1.83 GW、转化效率41.6%的微波输出。

关键词：同轴渡越时间振荡器 C波段高效率粒子模拟

深度学习图像重建算法在门静脉CT血管成像中的应用研究

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中华放射学杂志 2024年第6期58卷 653-660页

作者：张悦蒋伟郭月飞郭焯欣张可马昆孟占鳌中山大学附属第三医院放射科广州510630 通用电气医疗中国CT影像研究中心广州510623

目的探讨深度学习图像重建(DLIR)在100 kV门静脉CT血管成像(CTPV)降低辐射剂量且提高图像质量的可行性,并与传统120 kV CTPV进行图像质量比较。方法前瞻性纳入中山大学附属第三医院2021年6月至2022年12月行上腹部CTPV检查的患者,分为120... 详细信息

目的探讨深度学习图像重建(DLIR)在100 kV门静脉CT血管成像(CTPV)降低辐射剂量且提高图像质量的可行性,并与传统120 kV CTPV进行图像质量比较。方法前瞻性纳入中山大学附属第三医院2021年6月至2022年12月行上腹部CTPV检查的患者,分为120 kV标准剂量组(S组)和100 kV低剂量组(L组)。S组采用自适应统计迭代-Veo算法(ASIR-V)及中等强度的DLIR(S-DM)进行重建,ASIR-V的权重分别采用40%、60%和80%(S-AV40、S-AV60和S-AV80)。L组采用60%和80%2种权重的ASIR-V(L-AV60和L-AV80)和中、高强度的DLIR(L-DM和L-DH)进行重建。2名医师分别进行客观指标测量,包括门静脉主干(MPV)、门静脉右支(RPV)、门静脉左支(LPV)、肝实质和右侧竖脊肌的CT值和SD值,并且计算信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。3名医师分别对8组图像进行5分盲法评价。记录两组容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算有效剂量(ED)。采用单因素方差分析对客观指标、Kruskal-Wallis H检验对主观评分进行统计分析。结果共纳入100例患者,标准剂量组(S组)和低剂量组(L组)各50例。L组的有效剂量比S组减少了51%。MPV、RPV、LPV的SD、SNR和CNR在8组图像之间差异有统计学意义(P值均0.05),但显著低于其余6组(P值均0.05)外,3支门静脉的SNR和CNR在L-DH组均高于其他组,差异具有统计学意义(P值均<0.001)。L-DH组的主观图像质量评分最高(4.61±0.16),除和S-DM组(4.31±0.19)外的其余6组差异均有统计学意义(P值均<0.001)。医师间的客观指标测量和主观图像质量评分均具有良好的一致性(ICC=0.584~0.960)。结论与常规120 kV CTPV相比,100 kV结合DLIR算法可显著降低CTPV 51%的辐射剂量,并在降低噪声的同时保持更高的SNR、CNR和主观评分。高强度DLIR算法获得的100 kV CTPV图像质量最佳。

关键词：体层摄影术,X线计算机自适应统计迭代重建-Veo 深度学习图像重建门静脉CT血管成像辐射剂量

CT影像组学联合临床及CT特征预测胸腺上皮肿瘤TNM分期

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中国介入影像与治疗学 2024年第3期21卷 150-154页

作者：刘晋尹平王思聪洪楠北京大学人民医院放射科北京100044 通用电气医疗(中国) 北京100176

目的观察CT影像组学联合临床及CT特征预测胸腺上皮肿瘤(TET)TNM分期的价值。方法回顾性分析216例经手术病理证实的单发TET患者,以其中151例TNMⅠ期为早期组,将27例TNMⅢ期及38例Ⅳ期归为晚期组(n=65)。采用单因素分析组间临床资料及胸... 详细信息

目的观察CT影像组学联合临床及CT特征预测胸腺上皮肿瘤(TET)TNM分期的价值。方法回顾性分析216例经手术病理证实的单发TET患者,以其中151例TNMⅠ期为早期组,将27例TNMⅢ期及38例Ⅳ期归为晚期组(n=65)。采用单因素分析组间临床资料及胸部CT表现。分别基于平扫(NECT)及增强CT(CECT)提取并筛选最佳影像组学特征,建立预测TET TNM分期的影像组学模型RM_(NECT)、RM_(CECT),联合组间差异有统计学意义的临床及CT特征构建RM_(NECT-临床)、RM_(CECT-临床)及RM_(NECT-临床-CT)、RM_(CECT-临床-CT)。按7∶3比例将患者分为训练集(n=151)及验证集(n=65),采用重复5折交叉验证法于训练集训练模型,并于验证集验证其效能。结果组间临床症状及CT所示病灶周围脂肪浸润、纵隔淋巴结肿大、胸腔积液差异均有统计学意义(P均<0.05)。分别基于NECT及CECT筛选出2个及9个最佳影像组学特征,以之构建相应模型。验证集中,RM_(NECT-临床)-CT预测TET TNM分期的AUC(0.864)高于RM_(NECT)及RM_(NECT-临床)(AUC=0.634、0.721,Z=3.081、2.937,P=0.002、0.003),RM_(CECT-临床-CT)的AUC(0.920)高于RM_(CECT)及RM_(CECT-临床)(AUC=0.689、0.751,Z=2.698、2.390,P=0.007、0.017)。结论CT影像组学联合临床及CT特征能有效预测TET TNM分期。

关键词：胸腺肿瘤肿瘤分期体层摄影术 X线计算机影像组学

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分焦平面式偏振相机偏振误差分析及偏振定标

光子学报 2024年第9期53卷 28-39页

作者：汪伟张海裕柯链宝康晴李健军毕海季华实验室佛山528200 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230026

分析了相机结构和测量原理,建立了相机响应模型,理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率,采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角,最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明,经... 详细信息

分析了相机结构和测量原理,建立了相机响应模型,理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率,采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角,最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明,经过偏振定标后,偏振度测量误差约为0.44%。该检测方案可以定标分焦平面式偏振相机性能,定标精度高,能够为分焦平面式偏振相机高精度应用奠定基础。

关键词：遥感分焦平面偏振相机测量相对透过率偏振方位角偏振定标误差分析

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新能源大规模并网环境下变电站防孤岛技术研究

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 161-171页

作者：耿新马文恒武琼王临宁翟君毅赵建军国网河南省电力公司平顶山供电公司河南平顶山467000 河南平高通用电气有限公司河南平顶山467000

针对新能源规模化并网给变电站带来的孤岛运行风险,研究基于电网拓扑和纵向通信的全站孤岛识别技术及相关切机策略。针对现有变电站新能源联切回路错综复杂的现状,基于电网拓扑模型,设计以联切矩阵为主的回路优化策略,建立联切间隔与新... 详细信息

针对新能源规模化并网给变电站带来的孤岛运行风险,研究基于电网拓扑和纵向通信的全站孤岛识别技术及相关切机策略。针对现有变电站新能源联切回路错综复杂的现状,基于电网拓扑模型,设计以联切矩阵为主的回路优化策略,建立联切间隔与新能源间隔之间的映射关系,大幅降低新能源间隔扩建时电网在运设备配合传动频率及后期运维难度。针对区域孤岛问题,提出基于多站信息融合的孤岛广域判别技术。采集并分析开关量、功率突变等关键信息,结合就地电气量变化得出可靠判别结果,避免新能源出力与孤岛负荷大体平衡时因无法快速识别孤岛带来的备自投及重合闸误动风险。研究表明,以联切矩阵为主的回路优化策略能大幅降低现场新能源联切回路数量,基于多站信息融合的孤岛广域判别技术可解决新能源出力与孤岛负荷大体平衡时孤岛识别问题。结合电网侧过/欠压及过/欠频等判据,形成完备的电网侧变电站反孤岛解决方案。

关键词：新能源并网联切孤岛矩阵

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磁阵列微波放电中和器的电子引出机制

物理学报 2024年第11期73卷 231-236页

作者：付瑜亮张思远孙安邦马祖福王亚楠西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049

微波放电中和器作为微波离子推力器系统的重要组成部分,在维持航天器电位平衡、中和羽流方面发挥着重要作用,其电子引出性能直接关系到电推力器系统的工作状态.在磁阵列微波放电中和器的磁场结构定型实验中,发现调转磁阵列朝向后引出电... 详细信息

微波放电中和器作为微波离子推力器系统的重要组成部分,在维持航天器电位平衡、中和羽流方面发挥着重要作用,其电子引出性能直接关系到电推力器系统的工作状态.在磁阵列微波放电中和器的磁场结构定型实验中,发现调转磁阵列朝向后引出电流的伏安特性曲线差异极大.由于磁阵列微波放电中和器的放电室直径仅10 mm,介入式探针诊断对等离子体干扰大,本文采用了一体化粒子模拟方法对中和器的工作过程进行仿真,仿真结果与实验现象相符合.通过对比不同磁场结构、工作电压下的等离子体参数分布,发现引出孔附近的电势分布决定着中和器的电子引出能力;并进一步揭示了离子在中和器电子引出过程中发挥的关键作用,阐明了磁场结构对中和器电子引出能力的影响机制.最后,本文总结了微波放电中和器有效引出电子的两个必要条件:1)磁场梯度指向引出孔,引导等离子体迁移;2)引出孔附近有足够的离子抬升电势,降低或打破电势阱.

关键词：电子回旋共振中和器电子引出

金属微粒影响三电极气体火花开关击穿过程的仿真研究

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物理学报 2024年第1期73卷 248-257页

作者：周鑫淼张博雅陈立李兴文西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049

气体火花开关在脉冲功率技术中得到了大量应用,但由于脉冲功率技术大电流高电压的特点,气体火花开关在使用过程中很容易对电极表面造成烧蚀,烧蚀产生的金属微粒会显著影响开关的稳定性和可靠性.本文首先针对大气压氮气环境下的三电极气... 详细信息

气体火花开关在脉冲功率技术中得到了大量应用,但由于脉冲功率技术大电流高电压的特点,气体火花开关在使用过程中很容易对电极表面造成烧蚀,烧蚀产生的金属微粒会显著影响开关的稳定性和可靠性.本文首先针对大气压氮气环境下的三电极气体火花开关放电过程进行建模,对触发极边缘高场强区域的电离系数进行修正,使用场致电子发射电流模拟初始电子产生的过程,深入探究开关导通的物理机理,详细叙述开关击穿过程各阶段的放电形态.接着研究了金属微粒对于击穿过程的影响,研究表明金属微粒的存在增强了触发极附近的电场,加速了初始电子云的产生,同时金属微粒与触发极之间会率先击穿,并成为后续流注发展的源头.除此之外,金属微粒对于流注的传播具有阻碍作用,使放电通道产生分支.最后本文讨论了不同形状以及尺寸的金属微粒对于放电过程的影响,这些都为进一步研究三电极气体火花开关放电过程以及金属微粒诱发开关击穿的物理机理提供了理论支撑.

关键词：流注放电气体火花开关金属微粒场致发射

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