正交各向异性磁共振电阻抗成像问题的唯一性

利用电磁学的一系列基本定理和指标理论证明了在至少有两组互不平行输入电流的条件下,  电导率分布为正交各向异性的磁共振电阻抗成像(MREIT)问题的唯一性.     

基于偏微分方程去躁的磁共振电阻抗成像

介绍了医学成像技术中磁共振电阻抗成像(MREIT)的数学模型和调和Bz算法。为克服调和Bz算法的不适定性,提出了一种偏微分方程去躁方法对Bz的躁声数据进行去噪。结合截断奇异值分解(TSVD)正则化方法,给出了基于Mat-lab偏微分方程工具箱的磁共振电阻抗成像的数值算法。用两个数值模拟算例验证了算法的有效性。     

开放式电阻抗成像建模及其仿真

为克服封闭式电阻抗成像电极位置不确定性引入的图像重构误差,采用固定电极阵列的开放式电阻抗成像(open electrical impedance tomography,OEIT)模型。将求解整个开放场域电磁场边值问题,近似转化为局部的虚拟场域。通过仿真实验选取有效边界参数和电极阵列结构。利用有限元法求解OEIT的正问题,采用一步牛顿法进行图像重构。实验结果表明OEIT能够探测到目标位置、区域以及电导率的变化,重构图像较清晰。OEIT在浅层体表具有较好的分辨率和定位准确度,有一定的临床应用价值。     

永磁磁共振成像系统磁体的梯度匀场方法研究

利用梯度线圈进行永磁磁共振成像系统中主动匀场,采用改变梯度线圈电流的方法改善系统中主磁场的均匀性,提出了简单实用的共振峰半高宽测试法作为匀场判断标准. 实验结果表明:半高宽法是判断匀场效果的基本方法,梯度匀场方法在不改变系统硬件的基础上进行主动匀场,匀场效果可以满足一般成像精确度的要求. 该方法已在研制的0.4T永磁磁共振成像系统主动匀场中取得了较好的效果.     

电阻抗成像中有限元法的算法实现

电阻抗成像（ＥＩＴ）技术是当今生物医学工程学研究的热门课题之一,其中有限元法在ＥＩＴ中的快速算法实现是ＥＩＴ同临床医学应用发展的基础性工作,该又将有限元法应用于人体电阻抗层析成像中二维图像重建的特定场合,详细推导了单元特性短阵的形成、总短阵的组装规则以及矩阵方程的求解,全部算法实现基于ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０环境,运行速度很快。     

基于虚拟仪器的生物组织电特性测量

主要介绍了利用虚拟仪器技术检测生物组织电学特性,结合生物组织的频率响应等理论搭建了电压-电流转换电路,运用图形化编程软件组建了测试生物组织电阻抗的虚拟仪器,并测试分析得到了离体生物组织(皮肤)的电阻抗随时间的线性变化关系。     

三维电阻抗成像中混合正则化算法

为解决三维电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)逆问题的病态性和改善重建图像质量,在对比研究Tikhonov正则化和一步牛顿法(Newton’s one-step error reconstructor,NOSER)的基础上,提出基于这2种算法的混合正则化算法。采用归一化均方距离判据和归一化平均绝对距离判据,为判断重构图像和原始图像的差异提供一种量化的客观标准。仿真计算和物理模型实验结果表明：混合正则化算法与Tikhonov正则化、NOSER正则化相比,不仅降低了雅克比矩阵的条件数,使逆问题由病态转为良态,还提高了目标物体的空间分辨率,有效改善了图像质量。该混合正则化算法对三维EIT的图像重构是有效的、可靠的。     

磁共振成像中磁体的匀场线圈设计与磁场计算

根据静磁场的基本特征及有源匀场的方法，分析了具有柱面形状的两类匀场线圈的结构设计与优化方法，并导出线圈磁场的高精度数值算法．以此设计的匀场线圈成功应用于超低场ＭＲＩ的０．０４Ｔ常导磁体的匀场中．     

人体功能成像技术的研究和发展

指出了人体组织和器官的病变中其功能的病变先于形态上的病变．当前临床应用的疾病成像诊断仪均为形态解剖学成像技术,不能对患者的病情进行早期诊断．为了改变这种现状,具有功能成像特性的电阻抗断层成像技术首先进入了科学家的研究领域．鉴于它仍存在的缺陷和不足,保留其优势、又从不同方面改善其缺陷的磁感应成像技术、磁共振电阻抗成像技术、感应式磁声成像技术又先后进入了科学家的研究领域．介绍了几种成像技术的工作原理、系统结构、各自的优势和不足,以及对它们研究的现状和进展情况．     

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。     

利用光泵磁共振测芜湖地区的地磁场

光泵磁共振是利用光抽运效应来研究原子超精细结构塞曼能级间的磁共振．根据光磁共振原理,利用光泵磁共振实验对共振信号进行检测,观测水平磁场和垂直磁场对共振信号的影响．分别通过两种方法测量出地磁场的水平分量和垂直分量,进而将二者合成,得出芜湖地区地磁场强度大小．     

强磁场中两层膜的铁磁共振场研究

在已有的物理模型基础上,对运动方程作线性化处理,求出了共振场随共振频率以及外场相对膜的倾角的变化关系.对(YEuTmCa)3(FeGe)3O12/(YGdLa)3(FeCa)5O12两层膜作计算,其理论计算与实验相符.结果表明:在强磁场中,铁磁共振谱分为两支,这两支均与外场倾角有关,而且两支之间有间隙,外场为50000A/m附近时形成的间隙最小.     

低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的磁性能研究

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样,用X射线衍射仪、透射电镜和交变梯度磁强计(AGM)对处理前后样品的结构和磁性能进行分析和测试。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,晶化相为α-Fe(Si),晶粒尺寸约2~10nm,处理后非晶合金的磁性能有了显著的提高。     

基于COMSOL的电容层析成像系统灵敏度场的计算

电容层析成像技术是检测两相流或多相流的过程检测技术,在工业领域中有着广泛的用途.要实现电容层析成像的图像重建工作必须先获得精确的灵敏度场数据,但是求取电容层析成像系统的灵敏度场矩阵十分复杂,而且编写有限元网格剖分模型的程序也相对繁琐和困难,且设定好的网格不易于快速修改.鉴于此,提出一种利用有限元软件COMSOL和电势分布来求解灵敏度场矩阵的方法.最后通过仿真实验进行了验证.仿真实验结果也证明了这种灵敏度场计算的有效性和可靠性.     

电阻抗层析成像系统"软场"非线性特性 --基于统计的方法

基于图方法与均匀设计方法，分析了电阻抗层析成像系统中的非线性特性．定义了非线性度。研究了圆域内两子区域的参数变化。采用正态图及半正态图方法分析了5因子2水平的情形，采用8因子6水平进行均匀设计，“最坏”情形的非线性度为-93．265％，并采用基于灵敏度矩阵的双共轭梯度法进行图像重建．结果表明，由于灵敏度矩阵法将各区域的电导率变化与测量电压变化存在的非线性关系线性化，忽略了EIT系统中由于“软场”性质引起的耦合效应，导致图像质量降低及迭代次数不确定；由于不同子区域间的耦合效应，尽管控制迭代次数可实现部分补偿，但基于灵敏度定理的迭代重建算法仍有其局限性，难于重建精确图像．     

地磁场对地面核磁共振(SNMR)信号的影响研究

核磁共振（NMR）作为一门新兴学科,随着科学技术的发展,核磁共振现象已由理论研究、试验进入了应用与开发阶段,它广泛应用于物理学、化学、生物学、医学等领域,在地学方面（质子磁力仪、NMR波谱仪、岩芯测试仪以及NMR测井上作）也得到了广泛的应用。用核磁共振技术探查地下水是核磁共振技术在地学中应用的新领域,它为勘查地下水增添了新手段,填补了应用地球物理方法直接找水的空白,开创了应用地球物理方法直接找水的先河。     

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．     

等离子体中高频场对电导率的影响

该文详细探讨了等离子体的电导率在高频调制场的作用下，产生反常电阻的情况，通过求解双流体方程组和Ｚａｋｈａｒｏｖ方程得到了电导率的解析表示。