三维CT层间图像超分辨重建与修复

CT图像在疾病诊断、癌症精准放疗阶段发挥着重要的作用.然而,受X射线剂量的限制以及现有医疗设备等因素的影响,三维CT图像成像采样间距较大,层间分辨率远低于层内分辨率.为提高CT图像的层间分辨率,避免因相邻层CT图像之间存在较大差异对超分辨率重建造成干扰,提出一种在相邻CT图像序列切片间利用上下层的配准信息插值出一个新的中间切片,并对插值得到的中间切片进行修复的方法.首先,利用CLG-TV光流估计模型配准算法估计相邻2幅CT图像之间的像素运动,得到一个稠密的光流场,从而获得2个连续切片之间精确的像素对应关系,并依据新切片位置对速度矢量进行缩放;然后,利用计算出的速度场在连续2幅图像之间生成初始插值图像.由于相邻切片之间的像素难以一一对应,插值后的图像通常存在像素缺失现象.最后利用序列图像的帧间非局部自相似性,通过求解最优化问题以修复插值图像中像素丢失的区域.在DIR-Lab实验室和山东省医学影像学研究所提供的数据集上的实验结果表明,与其他经典方法相比,文中方法能够生成高质量的中间CT切片,在定量和定性上提高了层间分辨率.     

基于深度强化学习的多模态医学图像配准

传统图像配准方法中,图像特征的表示和相似性测度的选择易受到人为因素的影响,不能准确地表征图像特征和配准图像的相似度,从而对配准结果产生较大误差.针对此问题,借助端到端的强化学习方法,对这2个部分进行隐式的表达,从而避免人工设计的缺陷.具体而言,设计了一个人工智能体模型,由策略网络和价值网络2部分组成,用以指导浮动图像朝着参考图像的方向正确移动,进而实现图像配准.提出使用异步表演者-评论家方法进行模型训练,以避免经验回放操作,降低模型训练对存储容量的要求并加快模型的收敛;同时提出一种奖赏函数,能够给予每个时间步上图像配准动作估计更为准确的奖励.此外,在测试阶段,使用了蒙特卡罗前向推理策略,进一步提高配准参数的准确性.在MR和CT的临床医学图像配准数据集上进行实验,与传统基于尺度不变性配准算法、基于深度学习配准算法等进行对照分析,实验结果表明,所提出的方法目标配准误差可以减少30%左右,同时能够更好地处理具有大幅度形变的配准问题.     

无限级压裂固井滑套及关闭工具的研制

分段压裂技术已成为低渗致密油气藏提高产量的有效技术手段,尤其是液压式分段压裂技术能实现无限级层段压裂施工改造,改造后可保持原套管通径。为了解决现有固井滑套只能采用液压开启,后期无法关闭,且现有的关闭工具不具备强制脱手功能而无法满足油气藏安全开发的技术问题,研制了无限级压裂固井滑套及其配套的关闭工具,并对固井滑套和关闭工具的关键部件进行了有限元分析,验证了工具结构的合理性。测试结果表明,该固井滑套可承受60 MPa压差,液压开启压力约为16 MPa,结构简单,性能可靠;关闭工具在不低于1 MPa的压差下开关块完全突出,可有效进行固井滑套的关闭动作,其强制脱手拉力约为4 kN。研制的无限级压裂固井滑套可实现液控开启和机械关闭,关闭工具具备强制脱手功能,可有效避免在固井滑套关闭过程中因拉力过大造成的连续管拉断风险。     

轨道交通对沿线建筑物不同楼层的振动影响分析

列车经过轨道交通高架桥时会对沿线区域带来振动干扰,为探究轨道交通对沿线区域建筑物不同楼层的振动影响特性,以某一城市轨道交通沿线4层楼建筑为研究对象,在振动评价理论基础上,对该建筑物1楼及3楼进行了振动测试,并通过数据分析,对两个楼层分别进行了振动加速度频域特性分析及振动加速度级1/3倍频程分析。研究结果表明,振动加速度方面:对于1楼,主要集中在0~100 Hz范围内,全局峰值在50 Hz附近取得,局部峰值在70 Hz附近取得;对于3楼,主要集中在0~150 Hz及650~750 Hz范围内,全局峰值在60 Hz附近取得,局部峰值在130 Hz及700 Hz附近取得。振动加速度级1/3倍频程方面:对于1楼,在50 Hz处达到全局峰值,为70~74 dB,在1 000 Hz处达到局部峰值,为55~59 dB;对于3楼,在63 Hz处达到全局峰值,为76~78 dB,在125 Hz及1 000 Hz处达到局部峰值,分别66~68 dB及68~69 dB。     

钢渣复合取代矿粉、砂和石用作混凝土掺合料与骨料及其性能分析

用风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石制备混凝土，分析了混凝土的内照射指数、外照射指数、f-CaO含量、沸煮膨胀值、比表面积、密度、含水率、容重、含泥量、泥块含量、坍落度、抗压强度及其化学组成、矿物组成与微观形貌，研究了钢渣的安全性与稳定性及风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石与钢渣复合取代矿粉、砂和石对混凝土性能的影响。结果表明，风淬渣粉、电炉渣砂和电炉渣石的安全性与稳定性满足国标要求，可用于混凝土。当风淬渣粉取代20wt%矿粉、电炉渣砂取代10wt%混合砂和电炉渣石取代20wt%碎石时，混凝土的性能最优。钢渣复合取代矿粉、砂和石的比例合适，可改善混凝土的界面结构密实度，尤其能提高混凝土养护后期的强度。     

旋转流场式陶瓷干法制粉造粒立柱直径对粉体级配的影响

基于CFD方法构建旋转流场式陶瓷干法制粉混料过程欧拉-欧拉双流体模型,模拟分析粉体体积分布情况,确定旋转流场式陶瓷干法制粉造粒立柱直径对粉体级配的影响。结果表明:当造粒立柱直径φ为70 mm时,粉体体积分布约为51%,轴向云图粉体堆积度最大为0.50,径向云图粉体最大堆积度为0.45,堆积范围最小,制粉室内无明显堆积现象,粉体级配最均匀;有效粉体占坯料粉体的比例最大为87%,且有效粉体粒径呈正态分布,此时粉体级配最为均匀。