锥形束重构解析算法的研究历程及内在联系

本文提出了锥形束重构解析算法研究历程中的主要问题,阐述了锥形束重构领域相关数学理论和数值计算方法建立与发展的脉络,剖析了锥形束重构研究过程中各算法的内在联系。指出了该领域今后研究工作的某些关键问题。     

良性对称性脂肪瘤病的影像诊断

目的探讨Madelung`s病的CT及MR表现。资料与方法结合文献回顾分析16例良性对称性脂肪瘤病患者的临床资料。回顾性分析2003年5月～2005年12月间我院影像及临床科室证实的Madelung`s病16例。男性15例,女性1例。应用GE Process F-II型多层螺旋CT扫描机以及XGY OPER-0.35T永磁性磁共振扫描仪。行颈部及下颌部扫描。磁共振扫描常规应用脂肪抑制序列。结果16例病人中4人表现为颈后部、双侧肩部皮下脂肪过度堆积;9例患者表现为双侧颌下脂肪层增厚、双侧咽旁间隙、腮腺周围间隙脂肪过度堆积;3例病人表现为双侧颌下、颈前部、双侧锁骨上窝深浅筋膜间隙脂肪组织过度堆积。CT及MR增强扫描未见异常强化,其内血管分布与走行未见异常。磁共振压脂像显示为正常脂肪组织,未见其它异常信号显示。     

恶性肿瘤背景下胃壁增厚的CT观察

目的:探讨恶性肿瘤及恶性肿瘤化学治疗与胃壁增厚的关系。材料与方法:胃以外身体其它部位恶性肿瘤患者140例,均行腹部CT扫描,男性81例,女性59例。140例中,化疗病人110例。原发肿瘤为肺癌,肝癌,结肠癌,乳腺癌,血管肉瘤,小肠恶性间质瘤,子宫颈癌等。当日晨禁食、扫描前口服2%-3%的泛影葡胺300ml～500ml或清水300ml～500ml后行腹部CT扫描。结论:通过对140例恶性肿瘤和化学治疗背景的患者胃壁厚度的分析,胃以外身体其它部位患有恶性肿瘤的患者,胃壁往往增厚。胃壁增厚与恶性肿瘤及与化疗存在正关联的关系。     

医用PET系统技术概述

PET(正电子发射成像)是当今高层次的核医学技术。它综合了核技术、核电子学、计算机、数据处理等领域中的尖端技术,是当前医学界最先进的大型医疗诊断成像设备之一,在肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的临床诊断中发挥着越来越重要的作用。本文以国产32环高档临床PET为例,较详细地介绍了PET设备的工作原理、总体基本结构及各子系统基本功能,对PET整机性能及其临床应用也做了简述。     

伽师近场观测地震资料的三维Q值成像

为了研究震源区介质的物性特征,利用振幅谱拟合和有限差分三维Q值成像方法处理了伽师地震区临时台网的地震波形资料,获得了该地震区上地壳的S波三维Q值图像。结果表明:不同深度的Q值图像都存在低Q值带,主要展布方向为EW向、NNE向和NNW向,与研究区的柯坪断裂、羊达曼断裂和麦盖提断裂有一定的对应关系,并且NNE向的低Q值带与强震群分布和余震分布的条带位置接近,推测低Q值带可能是震源区的几条深部断裂。     

Preliminary results of 4-D water vapor tomography in the troposphere using GPS

Slant-path water vapor amounts (SWV) from a station to all the GPS (Global Positioning System) satellites in view can be estimated by using a ground-based GPS receiver. In this paper, a tomographic method was utilized to retrieve the local horizontal and vertical structure of water vapor over a local GPS receiver network using SWV amounts as observables in the tomography. The method of obtaining SWV using ground-based GPS is described first, and then the theory of tomography using GPS is presented. A water vapor tomography experiment was made using a small GPS network in the Beijing region. The tomographic results were analyzed in two ways: (1) a pure GPS method, i.e., only using GPS observables as input to the tomography; (2) combining GPS observables with vertical constraints or a priori information, which come from average radiosonde measurements over three days. It is shown that the vertical structure of water vapor is well resolved with a priori information. Comparisons of profiles between radiosondes and GPS show that the RMS error of the tomography is about 1–2mm. It is demonstrated that the tomography can monitor the evolution of tropospheric water vapor in space and time. The vertical resolution of the tomography is tested with layer thicknesses of 600 m, 800 m and 1000 m. Comparisons with radiosondes show that the result from a resolution of 800m is slightly better than results from the other two resolutions in the experiment. Water vapor amounts recreated from the tomography field agree well with precipitable water vapor (PWV) calculated using GPS delays. Hourly tomographic results are also shown using the resolution of 800 m. Water vapor characteristics under the background of heavy rainfall development are analyzed using these tomographic results. The water vapor spatio-temporal structures derived from the GPS network show a great potential in the investigation of weather disasters.     

地震层析成像LSQR算法的并行化

讨论了地震层析成像的LSQR算法(最小二乘QR分解). 在建立偏导数矩阵方程组时,对区内地震在方程中保留震源项,引入正交投影算子进行参数分离,对区外远震采用传统的平滑处理方式,用LSQR法求解联立的方程组. 由于区内地震的正交分解处理和区外远震的平滑处理,使得偏导数矩阵中的非零元素成倍增加,对于大型反演问题,这些非零元素常常达到几十GB到几百GB的数量级,巨量的内存占用成为LSQR算法的瓶颈. 针对这一问题,本文研究了偏导数矩阵中非零元素的分布规律,设计出合理的存储结构,采用分布式存储进行矩阵计算,提出了LSQR算法的并行化方案,并在联想深腾6800超级计算机上实现. 导出了LSQR算法的并行效率估算公式. 对两个地区的实际地震层析成像数据进行了效率测试.     

速度差对井间走时层析成像质量的影响及其改进方法

在井间地震初至走时层析成像中,随着相邻地质体速度差的增大,使得射线分布不均匀,以及网格剖分不合适,导致层析成像结果不理想.物理和数值模型的井间走时层析成像表明：当速度差超过300%时,层析结果畸变较大;在300%～150%之间时,层析结果较好;低于150%时,层析结果好.在此基础上,提出了井间多尺度初至走时层析成像方法,即对同一模型采用多种网格剖分来同时进行层析成像,以获得研究区域的速度图像.数学和物理模型的井间多尺度走时层析结果表明：该方法很好地兼顾了层析成像的分辨率和精度,极大地改善了井间地震层析成像的质量.即使速度差超过30%,其多尺度的层析结果仍然较好.因此,这种方法具有实际应用的潜力.     

全球地幔垂直流动速度研究

用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料,计算地幔垂直流动形式及流动速度,得到全球地幔流垂直运动模式.从全球尺度来看,地幔流基本可划分为以下几个区域：欧亚大陆—澳大利亚、北美洲—南美洲为两个大规模下降流区域,西印度洋—非洲及大西洋、中南太平洋及东太平洋为两个大规模地幔上升流区域.地幔上升流起源于核幔边界,主要表现在地幔中部和上地幔下部.地幔垂直流动速度约每年1～4cm.地幔流动对地表板块运动、海洋中脊和中隆、俯冲带和碰撞带的分布起着控制作用.地幔上升流与地表现代热点有密切关系.从东亚尺度看,地幔流大体分为三个区域：东亚边缘裂谷系和西太平洋边缘海为上升流、西伯利亚地幔深度表现为物质下降流、青藏高原—缅甸—印度尼西亚特提斯俯冲带地幔下降流,这三个区域地幔流动与地表的西太平洋构造域、亚洲构造域和特提斯构造域相吻合.勾勒出南海地区构造特征：从上到下的大体结构是上部呈“工"字型、中间为圆柱型、底部呈盾形的地幔上升流.     

青藏高原东北缘地壳三维速度结构

本文用1980—2000年M≥1.5的2 032个天然地震事件的38 052个〖AKP-〗、〖AKS-〗、Pm、Sm、Pn和Sn震相到时及人工地震测深给出的Moho面形态资料,利用地震层析技术反演了32°~40°N, 100°~108°E区域内地壳地震波速度结构.从层析成像图象中可以得到,本区的地壳可分成4个层位.第1层（埋深约在0~3 km）为沉积层, 速度梯度约为0.2 s-1;第2层（埋深约在3~17 km）为上地壳, 其顶部速度梯度约为0.1 s-1, 下部速度横向变化较大且存在低速块体;第3层（埋深约在17~36 km）为中地壳, 速度梯度约为0.03 s-1;第4层（埋深约在36 km—Moho）为下地壳, 是一个契形层,总的趋势是西厚东薄,青藏高原较厚逐渐向鄂尔多斯地块和扬子准地台方向变薄,各处的地震波速度梯度不尽相同.