刺激调制下的低频自发振荡信号时空分析

利用光学功能成像技术研究了刺激条件下SD大鼠体感区低频自发振荡信号的时空规律, 发现了左、右脑体感区的低频振荡信号在刺激后具有幅度增强、相位发生改变、趋于同步的现象, 并据此讨论了低频自发振荡的产生机理, 认为细小动脉的舒缩对绿光((546±10) nm)下皮层中的自发振荡贡献很大. 此外, 还研究了动脉、静脉与皮层三处的低频振荡信号的相对相位关系, 发现红光((605±10) nm)下静脉和皮层的低频振荡信号有明显的相位差别, 皮层领先静脉0.6~1.0 s; 绿光下, 动脉、静脉和皮层三处的相位差别不明显, 三者基本同步. 分析认为, 绿光下在血管处采集的振荡信号与皮层处采集的振荡信号的形成机理可能不同.     

基于超声造影剂中包膜微气泡非线性振动的次谐波和超谐波研究

次谐波和超谐波与基波和二次谐波相比, 有更好的组织比(CTR), 在医学诊断领域显示了广阔的应用前景. 给出了基于Church模型的包膜气泡非线性振动的频率响应, 解释了频率偏移现象, 并且讨论了次谐波和超谐波产生的最佳频率. 此外, 在理论和实验上研究了次谐波和超谐波与外加声压的变化关系, 结果显示, 次谐波和超谐波的变化都经过3个阶段: 产生、增长和饱和, 但超谐波的产生略早于次谐波.     

微波致热超声成像原型系统

相对微波和超声成像系统, 微波致热超声扫描成像(MITAT, microwave-induced thermo-acoustic tomography)技术在对比度和分辨率方面具有明显优势, 因此该技术在生物组织成像领域受到了越来越多的关注. 介绍了一个完整的MITAT原型系统, 并利用该系统对埋入脂肪中的高含水量生物组织目标进行了一些基础性的实验. 在这些实验中, 通过由截面为毫米尺度的猪肌肉组织样条所产生的热超声波信号, 获得了同时具有高对比度和高分辨率的MITAT图像. 为了验证MITAT的优势, 一个商用的超声线阵成像系统也对同一实验目标进行了超声成像对比实验研究; 两种系统的成像结果表明所搭建的MITAT原型系统在对类肿瘤的高含水目标探测方面具有良好的性能.     

2003年6月中下旬长江口外海区冲淡水和赤潮的观测及分析

2003年6月中下旬应用多参数环境监测系统YSI6600和取水样分析对长江口外海区进行了多学科综合观测. 观测期间长江冲淡水以双峰状向外扩展, 一股朝东南, 一股朝东北, 主轴朝东北方向扩展. 长江口外海区发生了严重的大面积赤潮现象, 水体呈褐色, 叶绿素的分布在近口门侧也呈双峰结构, 位置和形状与冲淡水的扩展基本一致. 水样分析表明, 长江冲淡水携带的大量营养盐造成水体严重的富营养化是赤潮爆发的主要原因. 大部分测点赤潮生物优势种为中肋骨条藻. 叶绿素a的分布存在3个高浓度的中心, 分别位于(122.45°E, 31.5°N), (122.4°E, 30.8°N)和(123.25°E, 30.0°N). (122.45°E, 31.5°N)处的赤潮位于长江冲淡水主峰和高浊度的水中, 生物优势种为具齿原甲藻, 密度为2.23×106个/L. 122.4°E, 30.8°N处的赤潮位于长江冲淡水次峰和低浊度的水中, 生物优势种为中肋骨条藻, 密度为107个/L. 123.25°E, 30.0°N处的赤潮生物优势种为异甲藻, 密度为2×106个/L, 为首次发现该生物在长江口外海区形成赤潮.     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

中国北部及西北部三次尘暴的研究——矿物气溶胶中微量元素源区特征及在大气搬运过程中的变化

一、采样及实验 利用单孔巴托耳型分级撞击式采样器(美国国际质子激发X荧光(PIXE)公司)采集了1990年4月三次尘暴期间及尘暴后气溶胶样品。第一次是4月6日在西安(34.3°N 108.9°E)(尘暴Ⅰ);第二次是4月10日在宁夏沙坡头(37.5°N 104.9°E),北京(39.9°N 116.4°E)和11日在西安(尘暴Ⅱ);第三次是4月25日在北京(尘暴Ⅲ)。据陕西省气象局提供的极轨     

鄂尔多斯大面积冰楔群的发现及20 ka以来中国北方多年冻土南界与环境

此前, 中国晚更新世晚期多年冻土南界的研究有两点不足, 一是限于中国北方东段, 二是年代数据不够系统. 通过对中国北方晚更新世晚期冰缘现象的研究, 认为中国北方高纬度多年冻土南界基本上沿38°~40°N(东段)和37°~39°N(西段)延伸, 并第1次绘出分布图. 同时, 综合其他方面的研究成果, 重建了晚更新世晚期以来纬度冻土带南界的变迁, 并提出26和23~13 kaBP有两次寒冷期, 年均温在不同地段较今降低8~12℃.     

[La(NOTMA)(H_2O)_3]·4H_2O的合成及晶体结构

核磁共振成像技术已成功的应用于肿瘤的临床诊断。此技术的发展促进了新药剂的研究。而新药剂使病变组织与正常组织的图像产生足够的反差。由水的质子核磁共振信号构成的~1HNMR图像强度依赖于氢核的弛豫时间。顺磁性过渡金属和稀土离子配合物通过偶极相互作用缩短其核附近质子的弛豫时间。作为核磁共振成像反差增进剂,稀土氮杂大环多羧酸配合物很有应用前景。本文合成了新的氮杂大环多羧酸稀土配合物[La(NOTMA)(H_2O)_8]·4H_2O,测定了其晶体结构。     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论．在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量Ｂ／Ａ值进行了实验测量．     

三次谐波碘分子稳频Nd:YVO4激光器

采用饱和吸收三次谐波检测方法, 在微型NdYVO4倍频激光器调谐范围内, 观测到碘分子超精细结构光谱, 用该光谱信号实现了激光频率的锁定. 锁定误差信号分析表明 微型NdYVO4倍频激光器在532 nm处频率稳定度有可能达到3.0×10-13(1 s积分时间).     

Cu-Ni单相合金的深过冷定向凝固过程研究

利用过冷度的遗传性 ,提出将合金熔体深过冷与传统定向凝固相结合的深过冷定向凝固 (SDS)技术 ,并在自制的实验装置上 ,对SDS技术进行了探索性研究 ,实现了Cu Ni合金的深过冷定向凝固 .结果表明 :( 1 )SDS技术获得的定向生长组织与LMC (GL=2 5K/mm ,V =5 0 0μm/s)法相当 ,且一次枝晶间距约为 30 μm ,二次分枝被抑制 ,一次枝晶主干挺直、细密 ,与试样轴向偏差约为 5 .8°;( 2 )建立了描述SDS过程过冷度与凝固速率之间的数学模型 ,即T T模型 ,利用此模型可以解释SDS试样上微观组织的演化情况     

磁共振弹性图中压电陶瓷驱动的横波成像

磁共振弹性图成像(magnetic resonance elastography, MRE)是一种测量生物组织弹性模量的非侵害性技术. MRE技术除了需要磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)系统以外, 一个不可缺少的硬件是激发组织内部产生横波的机械振动器. 本研究开发一种新型的和磁共振成像系统电磁兼容的机械振动器. 该振动器由压电陶瓷驱动. 振动器和琼脂糖制成的仿体一同放入头线圈中, 送入磁共振成像系统的磁体腔中, 振动器和波动成像序列同步工作, 对横波进行磁共振成像. 波动成像序列由FLASH (fast low angle shot)序列修改而成, 是一种对运动敏感的相位对比度序列. 在实验过程中考察了仿体硬度、振动器频率、运动敏感梯度参数以及病床振动对波动图像的影响.     

腔内全耦合出净二次谐波的激光器

一般低损耗激光谐振腔内的光强度(单位面积的单程功率)是腔外光强的(1-R)~(-1)倍,R是输出反射镜的反射率。所以为了充分利用基波功率产生光学二次谐波,采用腔内产生二次谐波的方案是最有成效的。典型的腔内产生二次谐波的方案是同轴式的,其中Geusic等人的工作是最有成效和有代表性的,他们报道了使用自孔径选模和装在腔内的Ba_2Na(NbO_3)_5     

脂质体与(Na~++K~+)-ATP酶重组体系ST-EPR波谱低场参数的修正方法

ST-EPR技术特别适用于研究运动速率很慢的生物体系,其τ_c值达10~(-7)—10~(-3)s。Thomas等提出:ST-EPR实验记录二次谐波异相吸收信号,并按ST-EPR波谱的诊断参数L″/L,C′/C和H″/H推断τ_c值。实验证实,低场参数L″/L对慢速运动速率的变化很灵敏,对应的信号幅值较大,测量方便,常为研究者采用。     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上,提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法;测量了差频声波的指向性,并对若干生物样品进行了实验成像,获得了满意的结果,为医学超声提供了一个新的成像方法.     

微波左手材料的反射率和相位随频率的变化特性

利用矩形波导法首次由实验研究了微波垂直入射到由铜六边形开口谐振环(split ring resonators, SRRs)和铜杆组成的左手材料(left-handed metamaterials, LHMs)样品表面时, 其反射率和反射相位随频率的变化特性. 实验结果表明: 单层SRRs的LHMs样品在左手频段内出现了一个深度为−3.3 dB的反射峰, 即其反射率为47%. 在左手频段内, 反射波相位随微波频率的变化关系与透射波相位变化不同, 而且反射波相位曲线在反射峰频率处出现一个拐点. 对于三层SRRs的LHMs样品, 其反射峰的深度随样品排数的增加而增加, 即不反射能力增强, 且反射峰与左手透射峰有一个相对频移, 认为不同层间SRRs的相互作用是导致其频移的原因.     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上, 提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法; 测量了差频声波的指向性, 并对若干生物样品进行了实验成像, 获得了满意的结果, 为医学超声提供了一个新的成像方法.     

扬子鳄盛衰与环境变迁

中国特有珍稀濒危动物--扬子鳄的分布范围由历史上的18°～44°N、87°～122°E缩小到今天的30.5°～31.5°N、117.5°～120°E,这种盛衰状况受扬子鳄自身特性与气候、生态环境、人类活动等内外因素制约,它们相互印证这一变迁过程.只有注意保护扬子鳄的生态环境,统筹保护与合理开发、利用,才是积极的态度.     

显微高光谱成像的生物组织定量检测机理及方法研究

将显微镜技术与高光谱成像技术相结合, 研制出了推帚式显微高光谱成像系统. 介绍了系统原理和实现的关键技术, 并对系统的性能进行了分析. 对显微高光谱数据的预处理方法进行了研究, 提出了一种利用空白显微高光谱图像进行光谱响应校正的算法. 对校正后的数据进行了归一化处理, 反演出了生物组织的透射率光谱曲线. 使用该系统采集了大鼠视网膜组织切片的显微高光谱数据, 获得了视网膜切片的单波段图像和3波段伪彩色合成图像, 并提取出了透射率光谱曲线. 初步试验表明, 显微高光谱成像系统在生物样本的检测和分析中具有良好的应用前景.     

金纳米棒:性能、制备、修饰、生物成像技术及应用

随着生物医学的发展,对生物成像技术和成像分辨率的要求越来越高,纳米材料和技术被越来越多地应用到生物医学领域.各向异性的金纳米棒由于具有较高的电子密度、较大的吸收截面、特殊的表面等离子共振光学特性、优良的生物相容性和化学稳定性而被广泛应用于生物成像领域.本文结合本课题组在该领域的研究经验,综述了金纳米棒的制备方法、光学性能和表面修饰方法;并从金纳米棒局部等离子共振特性出发,综述了金纳米棒的暗场散射成像、双光子荧光成像、光声断层成像、光学相干断层扫描、X射线计算机断层扫描、表面增强拉曼散射成像等生物成像技术.同时阐述了金纳米棒在生物成像、医学诊断和联合治疗等领域中的应用进展.