基于超声红外热成像的缺陷检测与定位研究

超声红外热成像以超声作为激励源,能够用于检测多种工件,但是由于热传导效应及空气的散射,检测结果中缺陷边缘较为模糊,成像对比度不高,并且会有温度分布不均引起的"散斑噪声"。为解决以上问题,提出了一种对超声红外热成像结果进行缺陷检测和定位的方法,使用限制对比度自适应直方图均衡(contrast limited adaptive histogram equalization,简称CLAHE)方法对图像进行对比度增强,用巴特沃斯滤波器进行降噪,根据图像的局部方差特征判断是否有缺陷,并通过形态学处理对缺陷中心进行定位。实验表明,根据局部方差可以对图像进行有效判断,经过形态学处理之后能够准确定位。该研究为通过超声红外热成像实现缺陷检测及定位提供了一种便捷有效的方法。     

一种超声乳腺图像中提取肿瘤边缘的方法

乳腺肿瘤边缘的提取是基于肿瘤超声图像特征进行良恶性诊断的基础.为此提出一种基于小波变换和动态规划从超声乳腺图像中提取肿瘤边缘的方法.先采用小波变换法提取乳腺肿瘤超声图像的初始边缘,再结合图像梯度的动态规划法对初始边缘进行修正,提取更为准确的乳腺肿瘤边缘.通过对临床采集的30例超声乳腺图像肿瘤边缘的提取和分析研究,表明该方法可以有效地用于超声乳腺图像肿瘤边缘的提取.     

一种适用于皮肤荧光的成像检测系统探究

目前皮肤影像手段包括共聚焦激光扫描显微镜、光学相干断层扫描成像技术、高频超声、皮肤镜、荧光显微镜、反射式共聚焦显微镜、皮肤太赫兹成像等成像手段。每种成像手段只能突出皮肤肿瘤的部分特征,如超声能突出肿瘤的解剖结构成像,却不能准确定位肿瘤边缘;荧光成像能突出肿瘤边缘信息,但无法探查肿瘤深度等细节信息。国内目前的研究很少涉及不同皮肤影像手段的交叉研究。因此,本课题希望探究一种预留超声探头整合接口的荧光成像系统,为后续整合超声探头,进一步实现多模态皮肤肿瘤成像系统做贡献。课题研究包括皮肤肿瘤荧光原理探究,针对皮肤荧光的相机参数设计,整合超声探头的相机结构设计等部分,以及皮肤肿瘤荧光图像验证实验。     

乳腺肿瘤超声图像的特征分析

基于乳腺肿瘤良恶性在超声图像的不同特征,利用计算机自动识别,作为医生的辅助诊断.方法的步骤为本文先在常用超声仪上获得乳腺肿瘤超声图像,接着从图像中自动提取肿瘤边缘,然后自动提取不依赖于超声仪系统的特征参数,用特征选择器选择出最优特征矢量,最后经分类器判别乳腺肿瘤的良恶性.实验基于200例病例随机划分为训练集和测试集各半进行测试,获得结果Accuracy为0.960,Sensitivity为0.982,Specificity为0.935,PPV和NPV分别为0.946和0.977,结果表明本文方法泛化能力强,可以作为识别乳腺肿瘤良恶性的一种辅助手段.     

基于形态特征判别超声图像中乳腺肿瘤的良恶性

乳腺肿瘤超声图像的形态特征对判别肿瘤的良恶性具有重要的价值。为提高乳腺肿瘤超声诊断的准确率,提出一种基于其形态特征进行分类判别的计算机辅助诊断系统。该系统首先采用灰度阈值分割和动态规划相结合的方法提取超声图像中乳腺肿瘤的边缘,然后对所得边缘计算相应的三种形态参数,最后分别采用Fisher线性判据、误差反向传播神经网络和径向基函数神经网络对形态参数进行分类。该系统在157幅乳腺肿瘤(包括良性81例、恶性76例)超声图像上训练和测试,三种分类器均能取得较高的判别精度,其中误差反向传播神经网络和径向基函数神经网络的判别准确率、敏感性和特异性分别高达94.95 %、95.74%和94.23%。结果表明,基于乳腺肿瘤超声图像的形态特征建立的神经网络系统对肿瘤的良恶性具有较好的判别能力。     

复合材料低速冲击损伤超声红外热波检测能力评估

为评估超声红外热成像对复合材料低速冲击损伤的检测能力,提出了评估流程和评估标准。设计并制作了复合材料层合板,分别采用超声红外热成像和超声C扫描两种方法对不同冲击能量下的冲击损伤进行了检测研究,以超声C扫描结果作为参照,对比分析了超声红外热成像的检测结果并对损伤大小进行了定量识别。结果表明:超声红外热成像不仅能够对冲击损伤进行准确的定位,还能有效地检测出冲击引起的纤维断裂、基体开裂和分层等具体的损伤形式,检测速度快,非常适合用于在线检测;与超声C扫描相比,超声热成像方法对冲击损伤大小的识别误差小于6%,检测精度较高,满足检测要求。     

红外图像处理技术在金属表面缺陷检测中的应用

红外热成像技术用于金属材料产品表面缺陷检测时,具有图像对比度低、噪声较大、缺陷目标小等特点,因此图像处理是进行红外热成像无损检测的重要基础.本文在含缺陷钢制试件红外热像检测实验的基础上,利用直方图均衡化、高频强调滤波、区域生长等多种图像处理技术,实现了裂纹、圆孔等不同类型缺陷时缺陷几何特征信息的提取与识别,并考虑了腐蚀因素的影响.论文的研究为最终开发出基于红外热成像技术的缺陷自动检测和识别系统奠定了基础,对于应用红外热成像技术进行产品质量控制和结构健康监测具有良好的参考价值.     

超声乳腺肿瘤图像中种子点的自动定位研究

利用种子区域增长对超声乳腺肿瘤图像进行分割是一种常用的计算机辅助诊断方法。为实现种子点的自动快速定位,满足实时在线分割图像的需求,根据超声乳腺肿瘤图像的结构特征,综合图像的灰度因素和空间因素,提出了一种基于迭代四叉树分解的算法。该算法将满足特定阈值的图像分裂转化为寻找种子区域,以实现种子点的自动定位。对105幅超声乳腺肿瘤图像进行了实验验证,结果表明,该算法准确率能够达到94.28%,平均耗时2.97 s,不但满足了种子点的自动定位于图像肿瘤内部,而且需要调整的参数少,其定位效率要高于人工选择。     

基于相位和GGVF的水平集乳腺超声图像分割

提出一种基于相位和广义梯度矢量流(generalized gradient vector flow,GGVF)的水平集分割方法,并用于乳腺超声图像的肿瘤分割。首先,在频域空间,用Cauchy核替代Log-Gabor作为正交滤波器对图像进行滤波,提取来自于单演信号的多尺度图像特征,引入相位一致的思想将多尺度特征结合起来进行边界检测;然后,在此基础上,利用相位一致梯度图定义了一个基于相位的速度停止项函数,同时改进了GGVF;最后,将得到的速度停止项和梯度矢量流融入到水平集演化方程中来控制曲线的演化,获得乳腺肿瘤的边界。实验结果表明,使用该分割方法可获得比现有方法更好的乳腺肿瘤分割结果。     

红外热成像检测技术研究现状及发展趋势

红外热成像检测技术具有非接触、直观、操作方便、安全、单次检测面积大等诸多优点。在分析红外热成像检测技术理论基础上,介绍了根据加热激励源方式不同,脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术的特点、工作原理及研究现状,概括了红外热成像检测技术在航空航天、电气、土木工程、医学等领域的应用情况,并展望了未来红外热成像检测技术的定量化、多种检测技术融合、检测设备便携化与简单化的发展趋势。     

不同肿块类型MDE与IDC,DCIS的彩超影像分析

目的 分析不同肿块类型乳腺导管扩张症(MDE)与浸润性导管癌(IDC)、导管原位癌(DCIS)在彩色多普勒超声(CDFI)下的影像表现.方法 回顾性分析我院2017年4月至2019年3月收治的经病理证实为MDE的62例患者的临床资料进行研究(MDE组).另分析同期经病理证实为乳腺癌患者95例的临床资料,其中IDC51例...     

有序金纳米棒阵列的超分辨成像

显微成像技术受限于光学成像系统的衍射极限，无法分辨亚波长尺度的结构。通过饱和散射抑制成像技术已经实现了单个纳米颗粒的超分辨成像，但是涉及到纳米颗粒集合，需要考虑纳米颗粒间的耦合作用。利用超越衍射极限的双光束方法，可以在有序金纳米棒阵列上实现远场超分辨光学成像。本文设计了纳米棒长径比为2的5×5金纳米棒阵列，通过矢量光场理论和热扩散理论计算了金纳米棒阵列在连续波激光下的热分布，并模拟了双光束激光即脉冲激发光和连续波抑制光下的散射成像。仿真结果显示，连续波激光能够有效抑制金纳米棒阵列对脉冲激光的散射，双光束方法实现了80 nm横向特征尺寸的超分辨成像。     

BI-RADS联合UE技术对小乳腺癌的诊断价值分析

目的 分析乳腺影像报告与数据系统(BI-RADS)联合超声弹性成像(UE)技术对小乳腺癌的诊断价值.方法 以我院乳腺科2018年1月～2020年2月收治的274例乳腺肿块患者为研究对象,所有患者均进行病理检查,根据病理检查结果分为乳腺增生患者(165例)和小乳腺癌(109例)患者,比较乳腺增生患者和小乳腺癌患者BI-R...     

高风险肝癌经皮热消融治疗中的辅助技术

随着医疗设备的发展和技术的进步,经皮热消融已成为肝癌治疗领域不可或缺的重要手段,超声是最常用的热消融引导技术,在因多种不利因素导致常规超声显示不清肝癌病灶或病灶位于极易引起严重并发症的危险部位时,经皮热消融在肝癌治疗中的应用范围受到限制。近年来一些新的辅助技术被用于克服这些高风险或困难因素,已取得了良好疗效,扩大了热消融在肝癌治疗中的适应症。本文就近年来在超声引导下对高风险肝癌进行经皮热消融治疗时所使用的辅助技术进行综述。     

TOFD超声成像检测技术在压力容器检验中的应用

介绍了TOFD超声成像检测技术的基本工作原理,详细阐述了其在压力容器检测中的各项要求,对TOFD超声成像检测仪器的调校方法,以及软、硬件中主要检测参数的设置进行了研究,分析了检测数据的处理方法,并举例说明了TOFD超声成像检测技术在压力容器检验中的应用,最后对TOFD超声成像检测技术的优点进行了论述。     

超声弹性成像实验系统的研制

研制了一套超声弹性成像实验系统。该系统包括B型超声诊断仪、高速采集卡、螺旋挤压装置和脉冲接收器等装置。利用该系统进行了超声体模实验和高强度聚焦超声（HIFU）及微波治疗热损害检测的动物组织实验。结果表明，超声弹性成像能够很好地检测出组织内部的弹性模量差异，而B超成像不能检测出，从而证明了该系统的可行性。     

复合材料曲面构件缺陷超声三维成像方法

针对目前复合材料曲面结构缺陷检测技术存在的检测结果不直观、效率低等问题,提出一种基于超声相控阵的缺陷三维成像方法。使用三维激光扫描仪获取曲面的点云模型,通过平行截面法规划检测路径,然后使用相控阵轮式探头采集超声图像数据。利用均匀三次B样条函数拟合检测路径与曲面,根据扫查步长和图像序列关系计算超声图像数据点的空间位置以生成超声点云集。最后利用体素化降采样方法对超声检测结果进行重建,实现复合材料内部缺陷的三维成像。实验结果表明,本文方法的缺陷成像结果与CT检测结果的平均误差为1.14 mm,能够快速准确地重建缺陷的位置、形状与尺寸信息,实现复合材料曲面样件内部缺陷的精确表征。     

近红外显微图像的主成分法图像处理

介绍主成分分析算法在近红外显微图像分析中的应用,用该方法成功地提取出样品成分相关特征信息,并通过不同主成分的得分图像来描述样品的显微结构特征和特定化学成分分布。     

缺陷散射对相控阵超声全聚焦成像的影响研究

相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号,具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点,是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而,目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像,无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此,采用有限元仿真相控阵传感器的全阵列采集(FMC)过程,在全矩阵数据的基础上设计全聚焦成像程序,对圆孔和裂纹两种典型缺陷进行TFM成像,研究典型缺陷的TFM成像规律,从缺陷散射的角度分析影响相控阵超声全聚焦成像的因素。结果表明,实际检测中相控阵超声传感器只能接收到缺陷的部分散射信息,而相控阵超声在缺陷处的散射场分布与缺陷的类型、尺寸、角度及入射波类型、入射角度等因素有关,因此能否接收到缺陷散射的主要能量是影响全聚焦成像精度的关键。