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摘要： In this work, we present a fully differentiable fluid simulation and rendering framework that propagates gradient from rendered 2D images to 3D simulation and rendering parameters. We implement a differentiable grid-based fluid simulator using both Jax and PyTorch to solve the Navier-Stokes equation, and evaluate and compare between the two packages in the context of fluid simulation. We also present the rendering scheme that transforms the 3D simulated output grid into a mesh and computes the accumulative direct absorption. We conduct experiments to show that even with the loss of information by projecting 3D grids to 2D images, the gradient information can still be propagated throughout the whole pipeline properly. We will show how this gradient information can be used to solve inverse control problems through optimization techniques in a fast and automated fashion.

关键词： 原发性失眠   脑白质   扩散张量成像  

摘要： 目的 探讨原发性失眠(PI)患者脑白质微结构的改变及其与临床症状的相关性.方法 使用基于纤维束示踪的空间统计学方法(TBSS)定量分析25例PI患者(PI组)与23例健康志愿者(对照组)的扩散张量成像(DTI)相关指标的差异,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析有差异指标鉴别PI组与对照组的诊断效能.进一步提取感兴趣区(ROI)的扩散参数与患者的量表评分进行相关分析.结果 PI组右侧放射冠、内囊以及大脑脚的各向异性分数(FA)低于对照组(P＜0.05);右侧内囊前肢及上放射冠的FA值鉴别PI组与对照组的曲线下面积(AUC)最大,为0.751(P＜0.05).相关分析表明,上述纤维束的FA值与匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分之间存在显著负相关(P＜0.05).结论 PI患者脑白质微结构完整性的降低主要位于右侧放射冠、内囊以及大脑脚区域,为研究PI的神经病理学特征提供了影像学依据.

摘要： The curing characteristics of photopolymer resin determine the relationship between the vat polymerization (VP) process parameters and the layer thickness, geometric accuracy, and surface quality of the 3D printed specimen. Dispersing filler material into the photopolymer resin changes its curing characteristics because the filler scatters and absorbs light, which modifies the curing reaction. However, the ability to cure photopolymer resin with high filler volume fraction is important to 3D print material specimens for specific engineering applications, e. g. structural polymer composite materials, electrical and thermal conductive materials, and ceramic materials for biological and high-temperature environments. We methodically measure the curing characteristics of diacrylate/epoxy photopolymer resin with dispersed glass microspheres. The experiments show that the curing depth, degree-of-cure, and surface roughness depend on both the light exposure dose and the filler fraction. We determine that the degree-of-cure increases with increasing filler fraction for constant exposure dose, and approaches 90% with increasing exposure dose, independent of the filler fraction. The geometric accuracy of the 3D printed specimens decreases with increasing exposure dose and with increasing filler volume fraction due to so-called profile broadening. Finally, we show that the average surface roughness of the 3D printed specimens decreases with increasing exposure dose and filler fraction. This work has implications for VP of photopolymer resins with high filler fraction.

关键词： 光纤布拉格光栅   碳刷   温度   在线监测   集电环   水力发电机  

摘要： 集电环系统是发电机励磁系统的重要组成部分,其碳刷和滑环之间存在相对位移和滑动摩擦,是整个励磁系统中最薄弱的环节,故障率高。对碳刷或滑环进行在线温度监测能够及时发现发电机组运行中存在的问题,然而碳刷和滑环的在线温度监测存在测点多且有强电压的难题。采用光纤布拉格光栅温度传感器对碳刷温度进行监测,提出了一种基于碳刷架恒压簧的传感器安装方法,实现了富春江水力发电厂某机组碳刷在线温度监测。该技术可同时应用到发电机组风冷器等场景的在线监测。

关键词： 婴儿,新生   脑白质   结构偏侧性   扩散张量成像  

摘要： 目的应用MRI扩散张量成像(DTI)参量各向异性分数(FA)探讨新生儿脑白质结构偏侧性特征。方法回顾性收集2011年1月至2013年6月西安交通大学第一附属医院头颅MRI表现正常的88例新生儿,日龄1~14(7.7±0.3)d,胎龄31~42(37.5±0.3)周。根据出生胎龄,将新生儿分为早产儿组(37例)和足月儿组(51例)。对DTI图像进行处理,生成FA参量图,采用基于纤维束空间统计(TBSS)方法获得全脑脑白质偏侧性结果。在双侧对称性白质纤维束放置感兴趣区,白质纤维束包括双侧丘脑前辐射、双侧皮质脊髓束内囊后肢段(CST-IC)、双侧皮质脊髓束放射冠段、双侧扣带回海马部(CGH)、双侧下额枕束(IFOF)、双侧下纵束(ILF)、双侧上纵束(SLF)、双侧钩束、双侧上纵束颞部(SLF-temp),测量FA值并计算偏侧性系数(AI)。早产儿组与足月儿组间各纤维束AI的比较采用两独立样本t检验或Mann-Whitney U检验。采用偏相关系数分析新生儿胎龄及出生指标与脑白质纤维束AI的相关性。结果TBSS结果显示,新生儿脑白质左侧偏侧性区域主要分布在皮质脊髓束、外囊、胼胝体膝部,右侧偏侧性区域主要分布在视辐射、胼胝体压部。早产儿组与足月儿组运动(CST-IC)及语言功能(ILF、SLF、SLF-temp)相关纤维束均呈左侧偏侧性。早产儿组与足月儿组CGH均呈右侧偏侧性,AI分别为-0.086±0.114和-0.140±0.108,差异有统计学意义(t=2.27,P=0.026),其余纤维束AI差异均无统计学意义(P>0.05)。胎龄与ILF(r=0.234,P=0.033)、SLF(r=0.259,P=0.018)、SLF-temp(r=0.252,P=0.022)、CST-IC(r=0.235,P=0.033)的AI存在相关性,出生体质量、头围、身长与AI均无明显相关性(P>0.05)。结论出生2周内的新生儿脑白质已存在偏侧性,运动与语言功能相关的纤维束以左侧偏侧性为主。

关键词： 光栅   铌酸锂   质子交换   粗波分复用   阵列波导光栅  

摘要： 提出一种将质子交换技术和刻蚀技术结合的体铌酸锂波导和器件加工方案,基于质子交换的铌酸锂晶体相变特性改变,降低了质子交换区直接刻蚀难度,结合质子交换的纵向折射率改变和刻蚀波导的横向结构改变,波导尺寸显著降低,采用粒子群算法优化波导尺寸,最小可达2.5μm。基于该工艺方案设计了中心波长为1550 nm、四通道且通道间隔为400 GHz的阵列波导光栅,该阵列波导光栅的传输损耗约为6 dB,相邻通道间串扰均低于22 dB,整体尺寸仅为850μm×620μm,在高密度铌酸锂光子集成互连等场景具有较大的应用潜力。

关键词： 期末考试   小聪明   刻苦   顺利  

摘要： 期末考试就在眼前,你准备好了吗?你是要小聪明型,还是刻苦用功型?是习惯临时抱佛脚,还是功夫都用在平时呢?看看你属于哪一种,期末考试又能否顺利通过。

关键词： 扩散张量成像   张量场估计   3D U-Net   Rician噪声   图像去噪  

摘要： 目的为从少量的低信噪比扩散加权(DW)图像中估计得到准确的扩散张量成像(DTI)量化参数,本文提出一种基于3D U-Net和DTI模型约束的扩散张量场估计网络(3D DTI-Unet)。方法3D DTI-Unet的输入为有噪声的扩散磁共振成像(dMRI)数据(包含1幅非扩散加权图像与6幅不同扩散编码方向的DW图像),通过3D U-Net网络预测得到降噪后的非扩散加权图像以及准确的扩散张量场,并通过DTI模型重建得到dMRI数据,将其与dMRI数据的真实值进行比较来优化网络,从而保证dMRI数据与扩散张量场的物理模型一致性。为验证所提方法的有效性,与Marchenko-Pastur主成分分析(MP-PCA)和基于全局指导下的局部高阶奇异值分解(GL-HOSVD)这两种扩散加权图像去噪算法进行实验对比。结果从DW图像、扩散张量场以及DTI量化参数的定量分析结果以及视觉效果来看,所提方法均优于MP-PCA与GL-HOSVD。结论本文所提方法能够从1幅非扩散加权图像和6幅DW图像得到准确的DTI量化参数,可减少临床采集时间,提高临床量化诊断的可靠性。

关键词： X射线成像   光栅干涉仪   三角形相位光栅   条纹可见度  

摘要： X射线光栅干涉仪成像需要高条纹可见度以获得高信噪比图像.最近的报道证实,X射线双矩形相位光栅干涉仪实验测量的条纹可见度较低.为此,提出了基于双三角形相位光栅X射线干涉仪的条纹可见度研究.利用X射线双相位光栅干涉仪的强度变化规律,对比研究了单色照明和不同多色照明下,双三角形相位光栅X射线干涉仪与双矩形相位光栅干涉仪的条纹可见度随光栅间距的变化规律.结果表明:无论是单色照明还是多色照明,双三角形相位光栅X射线干涉仪的条纹可见度的峰值随相移量的增加而增大.当相移量为5π/2时,双三角形相位光栅X射线干涉仪的条纹可见度在单色照明下比双矩形相位光栅干涉仪的条纹可见度提高约21%,在多色照明下提高至少23%.而在多色照明下,随着X射线平均能量偏离光栅设计能量的增加或光源焦点尺寸的增加,双相位光栅干涉仪条纹可见度的峰值均会单调下降.这些结果可作为X射线双相位光栅干涉仪的参数设计和性能优化的理论指导.