电阻抗测量在脑水肿检测中的应用

生物电阻抗是反映生物组织、器官、细胞或整个生物机体电学性质的物理量,生物电阻抗分析法应用于人体组成成分检测是近年来才发展起来的一种新方法.该技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种无损伤检测技术.具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点,医生和病人易于接受.目前无创性脑电阻抗双道检测系统和脑电阻抗地形图系统已经进入了临床实验阶段,非接触磁感应断层成像作为一种新的、更为有效的测量方式被广为关注.     

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。     

MDEIT中电流密度成像替代电导率成像的可行性分析

针对新型磁探测电阻抗成像技术的正问题,利用有限元方法求解得到目标体内部的电压和电流密度分布,然后根据Biot-Savart定律获得目标体外部的磁感应强度数据,并且分析了有限元方法计算正问题的精度.结果表明,其足以用于磁探测电阻抗成像的电导率图像重建.在此基础上,通过仿真实验发现环形电极模式避免了电流的扩散效应,远离电极部分的z方向电流密度图像与电导率图像一致,以电流密度成像替代电导率成像,使得磁探测电阻抗成像简化为磁探测电流密度成像,缩短了数据测量时间和图像重建时间,为快速成像奠定了基础.     

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．     

乳腺电阻抗扫描成像数值分析

针对已有的电阻抗扫描成像分析模型与临床实际情况存在较大差异的问题,结合女性乳房结构、中国女性乳房实际大小、电参数及检测探头结构,构造了一个更加接近于实际情形的电阻抗扫描成像模型.采用有限元方法求解模型的静态电场方程并结合方差分析(Yates方法)对电阻抗扫描成像的相关参数进行统计分析.结果表明,当乳房中存在癌灶时,由于癌灶组织与周围正常组织在电参数上存在差异,乳房表面电流会存在相应的扰动.电流扰动程度受乳房大小、癌灶深度、大小以及周围组织电导参数及其交互因素的影响.如能通过测量夹具控制乳房大小,减少癌灶深度,可进一步提高电阻抗扫描成像的乳腺癌检测性能.     

基于压缩感知的MIT图像重建方法

针对目前磁感应成像技术(MIT)的图像重建质量存在精度较低的问题,提出了一种基于压缩感知原MIT图像重建方法.将MIT系统电压数据的采集过程视为压缩感知的线性测量过程,通过对灵敏度矩阵进行补零拓展和行向量随机重组操作重新设计了测量矩阵;采集到的电压向量也用相同的方式处理,作为压缩感知的测量信号.然后利用压缩感知信号重构算法恢复原始信号.最后进行了仿真实验,实验结果表明,利用本方法获得的重建图像误差和相关系数比传统图像重建算法要好.由此可见,这是一种精度较高的MIT图像重建方法.     

双目红外热成像定位技术研究与应用

文章基于数字图像技术提出了交叉成像算法,通过将2台红外热成像摄像机拍摄的图像进行交叉计算,提高了所拍摄图像的分辨率.将海上的船舶作为对象,通过对图像的分离、海平面的映射以及船舶的识别,得到了目标图像的高精度定位.其测量精度能够很好地满足监测需要.高分辨率的热红外图像在工程监测和测量中有着重要的意义,这也将扩展红外热成像技术在实际工程测量中的应用.     

基于磁感应的呼吸信号测量的可行性实验

基于磁感应测量生物阻抗变化的原理,提出了一种通过测量胸腔电导率变化来检测呼吸信号的方法.首先根据呼吸运动的特点,假定人体胸腔为电导率均匀的球体,建立磁感应测量呼吸信号的理论模型;通过仿真研究,分析阻抗与胸腔容积变化的关系,以及线圈传感器半径对测量结果的影响;最后通过实验研究探讨线圈传感器参数、盐溶液电导率和容积、测量距离、呼吸行为对测量电路的影响.实验结果表明,基于磁感应的呼吸信号测量为非接触式、长期的呼吸信号测量提供一种解决方案,具有进一步研究价值.     

融合边界条件的电阻抗图像重建仿真研究

结合成像目标的边界结构信息,提出一种新的改善电阻抗图像重建质量的方法.在生物医学电阻抗断层成像中,将传统采用圆形场域的重建模型改进为与人体胸腔边界近似的八边形场域,建立正问题数学模型,求解得到灵敏度系数矩阵,经等位线滤波反投影算法获得感兴趣区域的仿真分布图像.针对成像目标在场域中的不同分布情况,采用面积占空比对两种重建模型下的成像效果进行评价.图像及数据分析结果表明,改进方法重建图像伪影明显减少,面积占空比也更接近真实分布,提高了图像空间分辨率,达到了改善电阻抗重建图像质量的目的.     

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．     

开放式电阻抗成像中变差正则化重构算法

采用单排固定电极模式的开放式电阻抗成像(open electrical impedance tomography, OEIT)克服封闭式电阻抗成像在临床运用中重构模型适应性差、电极定位误差大以及操作简便性差等弊病。针对OEIT逆问题求解中更加严重的病态性问题,提出以变差函数作为罚函数项的变差正则化算法获得适定的重构解。仿真实验和水槽实验表明：变差正则化算法可有效求解OEIT重构的逆问题,重构图像能够正确反映位于电极下浅表层区域的目标位置、大小,并在一定程度上反映电导率的相对值。OEIT以其简便快速而更具潜在的临床实用价值。     

车用转向泵电机控制系统研究

针对应用于汽车的无刷直流电机控制准确,简单、稳定的要求,提出了基于TMS320LF2407A DSP处理器为核心对四相永磁无刷直流电机控制系统的研究。实现了永磁无刷直流电机位置信号检测电路,驱动电路,保护电路硬件和软件设计。经一台汽车转向泵四相永磁无刷直流电机试验,表明该系统结构简单,成本低,运行平稳。     

船用电磁检测系统的研发

为了使船舶无损检测工作更加方便进行,以漏磁检测理论为基础,根据磁化方式的特点、磁化强度的要求以及局部磁化等,设计了以C8051F020单片机为核心的数据采集模块.利用C语言编写了检测系统的液晶显示、采集处理、通讯、按键和打印子程序.开发了阵列式电磁检测仪,能定性无损检测船舶设备的缺陷.通过对实验室钢板缺陷的测试,验证了本仪器的优越性     

Vehicle Positioning Method Based on RFID in Vehicular Ad-Hoc Networks

With the rapid development of vehicular ad hoc network( VANET) technology,VANET applications such as safe driving and emergency rescue demand high position accuracy,but traditional GPS is difficult to meet new accuracy requirements. To overcome this limitation,a new vehicle positioning method based on radio frequency identification( RFID) is proposed. First RFID base stations are divided into three categories using fuzzy technology,and then Chan algorithm is used to calculate three vehicles' positions,which are weighed to acquire vehicles' accurate position. This method can effectively overcome the problem that vehicle positioning accuracy is not high resulting from the factors such as ambient noise and base distribution when Chan algorithm is used. Experimental results show that the performance of the proposed method is superior to Chan algorithm and 2-step algorithm based on averaging method,which can satisfy the requirements of vehicle positioning in VANETs.     

计算机视觉检测技术的发展及应用研究

图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一，本文就图像分割的具体内容及常见的图像分割方法进行了综述。介绍了计算机视觉技术的研究内容、研究方法，说明了计算机视觉技术在图像采集系统、立体视觉测量系统、汽车车身视觉检测系统及逆向工程中的典型应用，分析了计算机视觉技术发展过程中存在的问题。