三维电阻抗成像系统激励模式仿真分析

为克服电阻抗成像(electrical impedance tomography, EIT)信息量少,正、逆问题计算时由于实际三维场近似到二维时引入误差等弊端,在开放式EIT基础上改进一维电极阵列为二维电极阵列,拓展求解域到整个三维场,以增加信息量,消除模型误差。针对目前EIT的几种激励模式,运用有限元法求解不同模式下的正问题,以区分度和表面投影成像的方法评估各种激励模式对三维场域内扰动的敏感度。结果表明背电极方式在探测深度、精度上具有明显优势,临床应用简便,可为下一步三维EIT的研究提供参考。     

单电流注入的三维MREIT快速重建及实验

磁共振电阻抗成像（MREIT）是将磁共振成像（MRI）与传统电阻抗成像（EIT）技术相结合的一种电导率成像技术,通过提供成像体精确的几何信息与成像体内部的磁通密度值,改善了电阻抗成像的病态性,使得电导率图像的分辨率显著提高．针对MREIT系统的快速成像问题,在分析磁共振电阻抗成像的数学模型和正逆问题的基础上,提出利用单次电流的磁通密度分量即可进行电导率图像重建的方法,缩短了测量时间,并降低了电极间的电磁干扰;将灵敏度矩阵法扩展到三维MREIT,采用半解析法计算灵敏度矩阵,使得图像重建速度得到提高;并通过仿真与仿体实验验证了该方法的有效性．结果表明获得的电导率分布图像具有较高的分辨率和图像质量,测量与重建时间的缩短为MREIT的临床应用奠定了基础．     

生物电阻抗成像的数值模拟

生物电阻抗成像(EIT)是一种新型无创成像技术.本文在给出EIT的数学物理模型的基础上,利用 计算机的数值模拟得出自适应电流模式下的阻抗成像图.该结果说明这种电流模式和算法的设计能够较清晰的 对目标定位成像.     

MNR算法参数分析

电阻抗断层成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT)是一种有着广泛应用前景的医学成像技术。论文在介绍了EIT测量原理的基础上,给出了修正的Newton-Raphson迭代算法步骤,讨论了影响MNR算法结果的两个参量。最后通过仿真实验表明,迭代步长和正则化参数均对MNR算法结果有着一定的影响,在进行逆问题研究时应综合考虑,获得最优结果。     

基于单电极激励模式的颅脑电阻抗图像重建方法研究

作为一种新兴的可视化技术,电阻抗层析成像(EIT)能够根据人体组织病理变化对其电导率分布进行图像重建,为疾病检测提供了一种选择.在基于EIT的脑部疾病检测中,为了改善被测区域的灵敏度分布并解决电阻抗成像中典型的不适定问题,在单电极激励数据采集模式下,提出了k阶有限差分L₁正则化目标函数,并采用增广拉格朗日和交替方向算法对目标函数进行求解,实现电导率分布的重构.研究了单电极激励模式下,外接电阻对敏感场的影响;针对脑出血和脑缺血两种病情,对比了Landweber方法、Newton-Raphson方法、Tikhonov方法、广义总变分方法(TGV)和本文方法的图像重建性能.结果表明,在脑出血和脑缺血的图像重建中,采用单电极激励模式的ALAD-LR方法可有效提高图像重建质量,并具有较强的鲁棒性.     

基于里德堡原子EIT的微波电场感知

基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的微波电场感知是当前微波信号精密测量和成像领域的研究热点之一。分析了里德堡原子微波电场计的测量原理,介绍了腔内EIT效应增强的微波电场测量方案,光学腔耦合效应压窄光谱线宽,提高了系统的探测灵敏度和鲁棒性;介绍了基于双EIT效应的强度和频率感知微波电场的方法,利用双EIT系统干涉效应压窄光谱线宽,提高了测量精度,而且考虑原子气体多普勒效应后,微波电场的探测灵敏度提高了大约10倍;进一步分析了双EIT系统色散特性,发现暗态间相互作用可以显著提高EIT窗口处的色散,通过相位检测方法感知微波电场信号,具有信噪比高、灵敏度强等特点;最后,介绍了基于双EIT的微波电场非线性测量方案,双EIT系统干涉效应可以大大提高其光学非线性,非线性光谱线宽远小于线性情况,将最小可探测微波电场强度提高一个数量级以上,并用缀饰态理论很好地解释了光谱变化特性。     

基于Walsh函数的电阻抗成像激励信号分析

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术是一种利用生物组织与器官的电特性,提取与人体生理和病理状况相关信息的医学检测技术。研究了一种基于Walsh函数的同时多频激励信号,分析了该激励信号的数学原理、优势和合成方法。通过能量分析验证了该信号用于EIT系统的可行性。采用Verilog HDL硬件描述语言,在Quartus II平台对以f(5,t)和f(7,t)为例的两个不同信号进行了仿真,结果和理论计算值一致。经过理论计算和实验仿真得出结论:基于Walsh函数的同时多频信号主谐波分量能量占信号总能量的大部分,符合EIT频率要求,是一种可以用于EIT系统的有效激励信号。     

变间隙不接触三电极薄膜材料介电参数的测量

利用自行研制的高精度变间隙不接触三电极系统，研究了在薄膜材料（厚度小于30μm）相对电容率（εr）和介质损耗角正切（tanδ）测量中的相关技术问题，包括试样厚度测量的准确度，薄膜多层总厚度的合理选择，试样与电极间预留空气间隙的大小等．此外，还对两种不接触电极方法（变间隙法和变电容法）作了比较，分析了各自的优缺点及适用范围．研究结果表明，空气介质的变间隙不接触电极方法可成功应用于板材和薄膜试样εr和tanδ的测量，εr的测量值误差可控制在5％以内，tanδ可测到10^-5数量级．     

双曲正弦平方高斯光束通过EIT介质的传输特性

为了研究双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式推导双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输解析公式,并利用该公式分析双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输特性。研究发现,通过改变偏心参数或者四能级EIT介质控制光的拉比频率就可以实现对不同传输位置的光束进行整形,同时发现了一种调控双曲正弦平方高斯光束光强的新方法。     

利用复合型介质透镜的毫米波成像研究

毫米波焦平面成像技术有广泛的应用前景.本文采用一种复合型介质透镜,将其用于主动式毫米波成像系统,测量了透镜材料的折射率,对金属板进行成像,得到了轮廓较为清晰的图像.     

脑水肿与脑出血的动态阻抗测量和阻抗成像基础研究

利用电阻抗成像技术,分别从一维阻抗测量、二维断层成像、三维立体成像等三个方面对颅内脑水肿、脑出血进行仿真研究,并对一维电阻抗成像进行了临床实验,同时还对电流的透颅效果进行了动物实验和仿真研究。研究结果表明：低频电流能够穿过颅骨;从一维颅表测量的电阻抗变化,可以反映颅内出血和水肿的动态过程;利用二维电阻抗断层成像可以反映颅内出血的变化情况;三维电阻抗重建图像对目标定位准确,可以分辨出多个成像目标。以上研究结果为脑水肿与脑出血的图像实时监护奠定了理论基础,积累了临床实践经验。     

基于工作过程系统化教学模式下《化学基础》课程改革的思考

通过基于工作过程系统化模式下《化学基础》课程改革的思考，探讨实际教学模式存在的问题，结合教学实际，在课程构建、教材编写等方面提出具体措施与建议。     

基于双层自适应遗传算法的机器人参数辨识

激励轨迹的选取和优化是机器人动力学参数辨识的重要基础.为了提高机器人动力学参数的辨识精度,以SCARA机器人为研究对象,设计了基于双层自适应遗传算法的机器人激励轨迹优化方案.运用Newton-Euler法建立了机器人的动力学模型,并对机器人的动力学模型进行线性分离,得到了机器人的最小惯性参数集和对应的观测矩阵.分析机器...     

医用电阻抗成像系统的模块化设计

电阻抗成像是一种新的无损伤的功能成像技术．采用模块化设计,建立一种基于物理模型的医学电阻抗成像硬件系统．该系统主要有恒流源模块、驱动模块、测量模块、信号处理模块、控制和成像模块组成．该系统通过测量被测目标表面电信号并进行分析和处理,再通过逆问题求解,重构出电阻抗分布图像．实验表明,该系统设计合理,工作稳定,具有实时检测、使用方便及扩展性强等特点．     

三色场驱动和任意强度单色场探测三能级系统的非线性响应

讨论了三色驱动级联型三能级模型电磁诱导透明(EIT)现象。首先研究了级联型三能级模型在三色驱动场和单色探测场作用下原子的跃迁情况,据此写出了密度矩阵所满足的方程。通过数值求解,得到了探测场的吸收色散谱并对它进行了分析,发现了两个重要的结论:一个是三色驱动的吸收谱能通过驱动场的相位控制在探测场中心频率处产生透明窗口;另一个是改变驱动场的两个边频的拉比频率相对于中心频率的位相之差能够改变吸收色散曲线的形状。     

钾原子双光子电离光电子成像光谱分析

基于光电子角分布成像光谱技术的基本原理,以钾原子为例,在理论上讨论单光子共振双光子电离方法获得的光电子成像光谱.光电子空间角分布与电离过程中的干涉作用有关,最后分析干涉图与原子能态信息的关系.     

汉语语音的基音快速提取算法

根据汉语语音信号的特点．该文提出一种简化的自相关基音提取的方法，算法具有简便、快速、准确和易于实现等特点。此方法不仅可用于孤立字．更适用于提取二字词的声词。实验表明，所得到的１５种二字词声调的基本模式和轻声变调等都与已有的研究报导相符。含有清声母音节时，二字词声调能提供音节分割和声韵分离的准确信号．基音提取成功率高于９０％。     

基于电阻抗成像的土壤测控系统

土壤水分盐分是植物生长和评估环境的重要指标,为了解决传统检测方法不能反映土壤水分盐分的空间分布、破坏土壤结构等弊端,本课题提出了基于电阻抗成像(EIT)的土壤电阻抗成像(SEIT)系统,文中主要工作是SEIT系统的仿真研究及其测控系统。首先通过建立数学物理模型,设置边界条件,进行SEIT正问题和逆问题的仿真分析。然后通过对测控系统功能分析,提出了整体框架,并选择合适的芯片完成硬件的设计,并提出了控制程序的流程。最后将硬件电路和控制程序相结合进行调试,验证了SEIT测控系统的硬件电路设计的正确性和控制程序的合理性。