Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie sieci neuronowej do optymalizacji czasu analizy obrazów MR na podstawie krzywych czasów relaksacji T1 i T2 wycinka guza prostaty

Aebisher David, Truszkiewicz Adrian, Osuchowski Michał, Wojtas Łukasz, Dynarowicz Klaudia, Bartusik-Aebisher Dorota

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 3

241--246

PL

Sztuczne sieci neuronowe stanowią jedną z najszybciej rozwijających się metod przetwarzania danych. W diagnostyce obrazowej znajdują one zastosowania do analiz obrazów uzyskiwanych w różnych systemach diagnostycznych. Rezonans magnetyczny wydaje się być najbardziej obiecującym źródłem danych ze względu na różnorodność uzyskiwanych obrazów. W niniejszej pracy została zaprezentowania metoda analizy i segmentacji obrazu na podstawie kształtu funkcji opisującej zależności intensywności sygnału od czasów repetycji (TR) oraz czasu echa (TE). W pierwszym przypadku krzywa opisywała zmienność sygnału dla określania czasu relaksacji podłużnej (T1), natomiast w drugim krzywa odpowiadała relaksacji poprzecznej (T2). W pierwszej części pracy zaprezentowano wyniki analizy obrazu fantomu składającego się z trzech probówek zawierających różne wodne roztwory CuSO4. Druga część to próba zastosowania metody do badania wycinków tkanek nowotworowych prostaty. Do analiz wykorzystano pakiet programowy MATLAB (prod. The MathWorks). Zaimplementowano w nim zarówno odczyt danych bezpośrednio z plików DICOM, jak również zaproponowaną sieć neuronową. Za wykorzystaniem tegoż oprogramowania przemawiały ogromne możliwości pakietu, jak również względna łatwość implementacji kodu. We wnioskach zapisano, iż zaproponowana sieć neuronowa w sposób zadowalający dokonała segmentacji obrazu. Zastosowanie sieci neuronowej wydatnie skróciło obliczenia z uwagi na pominięcie pikseli obrazujących przestrzenie upowietrznione. Ograniczeniu uległy również elementy obrazu prezentujące całkowicie zafałszowane wartości czasów relaksacji, a więc artefakty.

EN

Artificial neural networks are one of the fastest growing image processing methods. In diagnostic imaging, they are finding applications for analyzing images obtained by various diagnostic systems. Magnetic resonance imaging (MRI) seems to be the most promising source of data - images due to the variety of images obtained. This paper presents a method of image analysis and segmentation based on the shape of a function describing the dependence of signal intensity on repetition times (TR) and echo times (TE). In the first case, the curve described the signal variation for determining the longitudinal relaxation time (T1), while in the second case the curve corresponded to transverse relaxation (T2). The first part of the paper presents the results of image analysis of a phantom consisting of three test tubes containing different aqueous CuSO4 solutions. The second part is an attempt to apply the method to the examination of prostate cancer tissue ex vivo. The MATLAB software package by The MathWorks was used for the analyses. It implemented both the reading of data directly from DICOM files and the proposed neural network. The huge capabilities of the package as well as the relative ease of code implementation were in favor of using the software. In conclusion, it should be said that the proposed neural network satisfactorily performed image segmentation. The use of the neural network significantly shortened the calculations due to the omission of pixels depicting aerated spaces. Also reduced were the image elements presenting completely falsified values of relaxation times and thus artifacts.

2

Składowe ośrodka jako czynnik zakłócający wynik pomiaru czasu relaksacji T1

Truszkiewicz Adrian, Aebisher David, Bartusik-Aebisher Dorota

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 6

391--395

PL

Niniejsza praca ukazuje jedno z wybranych źródeł błędów, jakie znacznie powiększają niepewność wyniku określania czasu T1. Autorzy skupili się na wpływie ośrodka, w którym znajduje się badany obszar, na wartość czasu relaksacji. Pokazano na przykładzie fantomu, jak może się zmieniać wartość mierzonego parametru w zależności od właściwości składowych ośrodka. Założeniem każdej tomografii pozwalającej na obrazowanie dowolnych obiektów ze skończoną rozdzielczością przestrzenną jest to, iż piksel na całej swej powierzchni ma jednakową gęstość czy też skład chemiczny. W znakomitej większości przypadków jest to daleko posunięte uproszczenie, które pominięte w czasie analizy może doprowadzić do bardzo poważnych błędów interpretacji wyników prowadzonej diagnostyki czy też bardziej ogólnie badań.

EN

This paper shows one of the selected sources of errors that significantly increase the uncertainty of the result of determining the time T1. The authors focused on the influence of the center in which the studied area is located on the value of the relaxation time. It was shown on the example of a phantom how the value of the measured parameter can change depending on the properties of the medium components. The assumption of each tomography that allows imaging of any objects with finite spatial resolution is that the pixel has the same density or chemical composition on its entire surface. In the vast majority of cases, it is a far-reaching simplification which, omitted during the analysis, may lead to very serious errors in the interpretation of the results of the diagnostics or, more generally, tests.

3

Rotation, initial stress, gravity and electromagnetic field effect on P wave reflection from stress-free surface elastic half-space with voids under three thermoelastic models

Abo-Dahab S. M., Rida S. Z., Mohamed R. A., Kilany A. A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 1

313--328

EN

The present paper is devoted to investigate the influence of the rotation, thermal field, initial stress, gravity field, electromagnetic and voids on the reflection of P wave under three models of generalized thermoelasticity: Classical and Dynamical coupled model (CD), Lord-Shulman model (LS), Green-Lindsay model (GL), The boundary conditions at stress-free thermally insulated surface are satisfied to obtain Algebraic system of four equations in the reflection coefficients of various reflected waves. It is shown that there exist four plane waves; P1, P2, P3 and P4. In addition, the reflection coefficients from insulated and isothermal stress-free surface for the incident P wave are obtained. Finally, numerical values of the complex modulus of the reflection coefficients are visualized graphically to display the effects of the rotation, initial stress, gravity field magnetic field, thermal relaxation times and voids parameters.

4

Modelowanie rozkładu temperatury w piecu koksowniczym

Kardaś D., Polesek-Karczewska S., Mertas B.

Karbo

|

2009

|

Nr 3

151-155

PL

Analiza transportu ciepła w piecu koksowniczym ma istotne znaczenie z punktu widzenia modelowania procesu koksowania, gdyż jakość koksu oraz żywotność baterii koksowniczej zależy przede wszystkim od dynamiki zmian pola temperatury w warstwie wsadu węglowego. Koksowanie jest procesem, któremu towarzyszą nie tylko zjawiska chemiczne, jak piroliza czy reakcje pomiędzy składnikami uwolnionych gazów, ale i zjawiska fizyczne związane z przepływem gazów pirolitycznych, wymianą ciepła i przemianami fazowymi produktów procesu. Kompletny opis wymagałbyzatem zastosowania bardzo złożonych modeli. Prostszym podejściem do zagadnienia modelowania procesu koksowania jest opis wybranego zjawiska. W niniejszej pracy skupiono się na transporcie ciepła. W ogólności, w procesie koksowania udział biorą trzy mechanizmy wymiany ciepła - przewodzenie, konwekcja i promieniowanie. Do celów przedstawionej analizy przyjęto, że transport ciepła odbywa się jedynie na drodze przewodzenia. Zaproponowano uproszczony jednowymiarowy model transportu ciepła w komorze koksowniczej, oparty na konstytutywnym równaniu Cattaneo-Vernotte'a, wiążącym gęstość strumienia ciepła z gradientem temperatury. Warstwę węgla potraktowano jako ośrodek dwuskładnikowy typu ciało stałe-gaz, wprowadzając jego uśrednione (efektywne) własności termofizyczne na podstawie przyjętej porowatości. Postawione zagadnienie brzegowo-początkowe rozwiązano stosując metodę objętości kontrolnych dla równania energii oraz metodę różnic skończonych dla równania ewolucji strumienia. Uzyskane rezultaty wskazały na falowy charakter transportu ciepła w złożu węgla i są jakościowo zgodne z danymi pomiarowymi zamieszczonymi w literaturze.

EN

Due to the fact that coke quality, as well as the coke oven battery life depend mainly on the dynamics of temperature field changes in the coal layer during the coking process, the analysis of heat transfer problem in a coke oven plays a significant role in view of modelling the process. Coking is a process accompanied not only by chemical phenomena such as pyrolysis or reactions between the released gases components, but also by physical ones connected with flow of pyrolytic gases, heat transfer and phase transitions of process products. Thus, complete description would involve application of complex models. The simpler approach is to model coking process basing on the description of chosen phenomenon. Studies reported in the paper focus on the heat transfer problem. Generally, three mechanisms of heat exchange - conduction, convection and radiation - take part in the coking process. For the purpose of presented analysis it was assumed that heat is transferred only by conduction. The one-dimensional model of heat transfer in a coking chamber, based on the constitutive Cattaneo-Vernotte equation for the heat flux density, is proposed in the paper. Coal charge was treated as a two-component medium of type solid-gas and its averaged (effective) thermophysical properties, based on assumed porosity were introduced. Considered boundary-initial value problem was solved applying the Finite Volume Method for the energy balance equation and Finite Difference Method for heat evolution equation. Obtained results indicate on the wavy character of heat transport in a bed of coal and are in qualitative agreement with the measurement data presented in the literature.

5

Relaksacja naprężeń rozciągających w LDPE

Sterzyński T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2007

|

Nr 4

247-253

PL

Pomiar relaksacji naprężeń dla próbek o stałym odkształceniu, pozwala na wyznaczenie charakterystycznego czasu relaksacji materiału i czasowej zależności szybkości relaksacji. Pomiary relaksacji prowadzono w próbie jednoosiowego rozciągania, dla LDPE z różną zawartością talku jako napełniacza, stwierdzając około 30% obniżenie poziomu naprężenia. W oparciu o pomiary relaksacji wyznaczono jej szybkość zmieniającą sic w zakresie od 0.5 MPa/s do 10-4 MPa/s, po czasie pomiaru w granicach l0-4 s, co odpowiada stanowi, w którym nie obserwuje się dalszych istotnych zmian naprężeń. Porównując wyniki pomiarów dla próbek o różnej grubości stwierdzono nieznacznie wyższy poziom szybkości relaksacji dla próbek o grubości 3 mm, co może świadczyć o stabilizującym naprężenie stanie orientacji, wywołanym jako wynik procesu przetwórczego, w próbkach o mniejszej grubości (l mm).

EN

The measurements of stress relaxation realized for samples under a constant tensile deformation, allow 10 determine the characteristic relaxation time and the time dependent stress relaxation rate. The relaxation experiments were performed by an uniaxial tensile for LDPE samples with talc as a filler. A total value of stress relaxation measured in these experiments was about 30% of the initial stress valueBased on the relaxation test, the stress relaxation rate was found in the range between 0.5MPa/s and 10-4 MPa/s, for the experimental time of about 104 s, corresponding to the state when no significant changes of the stress are observed any more. A somehow higher stress relaxation rate was found for the LDPE sample with a higher thickness (of 3 mm), relative to samples with a thickness of 1 mm. This effect may signify that the processing induced macromolecular orientation, produced during flow in the injection mold with a small flow section, may lead to increased stress stabilization, due to higher flow induced macromolecular order.

6

Propagation of thermoelastic waves at liquid-solid interface in the presence of circular cracks

Singh B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2007

|

Vol. 12, no 3

799-811

EN

Liquid-solid interface is considered for studying the reflection-refraction phenomenon where a liquid medium is assumed thermally conducting and a solid medium is assumed thermally conducting with circular cracks. The boundary conditions are satisfied to obtain reflection and refraction coefficients. A numerical example is considered to show the effects of circular cracks on the reflection-refraction process.

7

29Si and 13C Solid State NMR as a Tool to Study Thermal Processes in Epoxy-Silica Hybrids

Potrzebowski M., Ciesielski W., Ganicz K., Głuszek J., Szczygieł B, Kucharczyk B., Masalski J.

Polish Journal of Chemistry

|

2006

|

Vol. 80, nr 7

1185-1194

EN

29Si CP/MAS and 13C CP/MAS measurements were carried out for epoxy-silica hybrids treated at 200 graduate C and 300 graduateC. For each sample, the 29Si spin lattice relaxation time was evaluated and compared with the corresponding values for reference samples prepared under the same conditions but without epoxy compound. This work clearly shows the sensitivity of the 29Si T1 to the morphology of composite materials. The mechanism of thermal decomposition is proposed on the basis of 13C CP/MAS experiments and analysis of changes of the 29Si T1 relaxation time.

8

Distribution of Relaxation Times in Viscoelastic Inhomogeneous Media

Soczkiewicz M.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2003

|

Vol. 24

161-168

EN

Applying Ter Haar, Alfrey, and Gross approximations, we have calculate distributions of viscoelastic relaxation times for relaxation functions given by Schiessel et al. Fractional derivatives calculus has been applied to Maxwell model of viscoelasticity and it has been proved by means of the Gross formula that fractional derivatives brought about appearance od continous spectrum of viscoelastic relaxation frequencies. The width of this spectrum depends on the value of the fractional parameter alfa.

9

Diffusion controlled relaxation time and acceleration of velocity of sol-gel transformation for cross-linked metal alginate ionotropic gel comlexes

Khairou K. S., Al-Gethami W. M., Hassan R. M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Chemistry

|

2003

|

Vol. 51, No. 3-4

207-220

EN

The rate of gel-growth for spherical ionotropic metal alginate gel droplets has been studied. Experimental observations have shown that the relaxation time of the metal alginate ionotropic gel complexes of the droplet shapes decreased in the order Hg > Cd > Sn > Pb-alginates, whereas the velocity of sinking under gravitational acceleration decreases in the same order. The factors which affect the relaxation time and velocity of acceleration, such as the concentration and viscosity of the alginate sol, the nature and radius of the metal ion as well as the density and pH of the electrolyte solution have been examined. The activation energies indicated that the stability of these metal alginate gel complexes follows the order Hg > Cd > Pb ~ Sn alginates. A mechanism consistent with the experimental results has been discussed.

10

Non-classic constraints in protein structure determination

Ejchart A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Chemistry

|

2000

|

Vol. 48, No. 1

1-11

EN

Recently, three new types of structural constraints have been introduced into the procedures of protein structure determination. Application of residual dipolar cou-plings, interference effects, and dependence of heteronuclear relaxation times on rotational diffusion anisotropy opens new perspectives for the functional and structural NMR studies of proteins.

11

Large-scale relaxation processes and translational mobility of macromolecules in orientational ordered polymer systems

Maximov A. V., Maximova O. G.

Applied Mechanics and Engineering

|

1999

|

Vol. 4, no spec.

79-84

EN

Large-scale relaxation properties of multichain models of two- and three-dimensional (2d and 3d, correspondingly) polymer systems with interchain orientational interactions are investigated. The relaxation times of cooperative bending motions increase (in 2d- systems) or, on the contrary, decrease (in 3d- systems) with increasing of the orientational order. The proposed orientational models allow estimating the coefficients of translational diffusion of the macromolecule as the whole in orientational ordered polymer systems. It is shown that the interchain ordering leads to the decreasing of their translational mobility comparatively with that of isolated chain. The theoretical consideration for 3d- systems with the long-range orientational order confirms the interesting effect of the anisotropy of translational mobility of chains relatively the order axis (director), discovered earlier by experimental methods for the systems of LC type. The effective coefficients of translational diffusion of the chain as the whole along the director increases, while its diffusion capacity across this direction decreases with the increasing of interchain ordering.