国家教育部博士点基金(20114307110022)
- 作品数：7 被引量：5H指数：2
- 相关作者：刘培国张亮丁亮张子义何建国更多>>
- 相关机构：国防科学技术大学第四军医大学更多>>
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- 相关领域：生物学理学电子电信医药卫生更多>>
- 磁感应法检测肝脏铁过载的原理分析与仿真被引量：3
- 2013年
- 目的:研究磁感应法检测肝脏铁过载的基本原理和可行性,以及前人对磁感应线圈系统进行理论分析中的不足之处,为磁感应线圈系统的设计和改进提供理论指导。方法:通过分析肝脏组织磁化率测量原理建立肝脏铁浓度与肝脏磁化率的关系;将磁感应线圈系统模型进行简化给出由介质磁化效应所引起相对磁场扰动的完整推导过程;结合实际测量情况指出先前研究中将激励线圈视为磁偶极子存在的理论缺陷,计算激励线圈的实际空间磁场分布;借助电磁场仿真软件仿真圆盘形介质的磁化率、几何尺寸以及球形、椭球形介质的磁化率与接收线圈信载比实部的关系曲线。结果:将激励线圈视为磁偶极子会导致激励线圈的空间z向磁场分布值比实际值偏小;圆盘形介质、球形介质和椭球形介质的磁化率与接收线圈信载比实部均基本成线性关系变化;接收线圈信载比实部随圆盘形介质半径的增大逐渐减小、但与圆盘形介质厚度没有明确的变化关系。结论:理论分析与仿真结果证实了磁感应法检测肝脏铁过载的可行性,说明前人的分析存在理论误差,对今后更为深入的研究有一定帮助。
- 张子义刘培国张亮丁亮
- 关键词：磁化率磁感应
- 金属圆柱腔体中使用非均一背景增强微波断层成像
- 2014年
- 针对基于圆柱金属腔体的微波断层成像系统,提出了一种利用非均一背景增强系统获取目标信息能力的方法.该方法通过在腔体内放置已知物体构成非均一背景,这样不但能利用背景的先验信息,而且可以增加等效辐射源对目标进行探测.首先,利用矩量法计算圆柱金属腔体内非均一背景的格林函数和离散积分算子,并对离散积分算子进行奇异值谱和条件数分析,在理论上证明该方法的可行性;然后,利用基于有限元的对比源逆成像法对均一背景、有耗非均一背景和无耗非均一背景三种情况进行仿真研究;最后对仿真结果进行了误差分析和比较.仿真结果表明,该方法可以提高反演收敛速度和结果准确度,有耗非均一背景略优于无耗非均一背景.该方法可以在不改变硬件系统和算法的情况下得到更准确的反演结果,可应用于医学成像与工业无损探测.
- 丁亮刘培国何建国Amer ZakariaJoe LoVetri
- 关键词：逆散射格林函数
- 1MHz-120MHz生物活性组织介电特性测量与分析方法被引量：2
- 2015年
- 目的:研究生物活性组织高频段介电特性测量手段以及建模分析方法 ,为人体活性组织介电特性研究提供指导。方法:在1 MHz^120 MHz频段上利用终端开路同轴探头对家兔肝脏、肌肉与肾脏组织进行单端口反射测量,并通过相位相消法解决工作频段下同轴探头的相位标校问题。根据简化后的等效电路模型对测量结果进行分析计算,最后得出被测组织在各频点下的介电特征参数,并将结果与阻抗测量得到的数据进行对比。同时,利用Cole-Cole方程对被测组织介电特性进行数据拟合分析。结果:通过与阻抗测量得到的数据对比证明,终端开路同轴能够在高频段内对生物组织介电特征参数进行很好的检测。同时,相位相消能够解决终端开路同轴探头在工作频段内相位标校问题,得到较好的测量结果。实验结果表明,含水量相当的组织介电特性在高频段内比低频段内更为接近,从一个方面验证了高频段组织内部水的极化与介电色散对组织介电特性分布的影响;此外,根据测量数据的Cole-Cole方程曲线拟合结果推测:不同生物同种类型组织的介电特性差异主要体现在Cole参数的弛豫部分。结论:通过理论分析与实测结果证实了终端开路同轴探头测量生物活性组织介电特性,并且利用Cole-Cole方程进行数据拟合进而分析生物组织介电特性的可行性,对今后更为深入的研究具有一定帮助。
- 张亮董秀珍刘培国史学涛
- 关键词：介电特性色散
- 一种基于静态场磁化原理的肝脏铁过载检测方法
- 2014年
- 磁感应法通过测量肝脏组织磁化率来实现无创检测肝脏铁过载。为解决涡流效应对磁化率测量干扰的问题,针对线圈系统提出一种基于静态场磁化原理的改进方法:即采用直流激励方式消除涡流效应影响,通过旋转接收线圈获得感应电压。计算了圆柱形介质由于磁化效应产生的磁场,推导了接收线圈最大感应电压相对变化量表达式。对改进的线圈系统建模仿真,得到了介质磁化率与接收线圈最大磁通量、最大感应电压和最大感应电压相对变化量的关系,并将仿真结果与理论计算结果进行对比。结果表明,仿真结果与理论计算结果能够较好吻合,该方法可以有效消除涡流效应影响。
- 张子义刘培国张亮丁亮林晓烘
- 关键词：磁化率
- 非线性最优化方法在医学电磁逆问题中的应用
- 2012年
- 医学电磁逆问题多属于非线性电磁逆问题。非线性最优化方法作为解决非线性逆问题的有力工具,被广泛应用到医学电磁逆问题的求解中。本文简要叙述了非线性最优化方法的基本理论,并在脑电(磁)逆问题、心电(磁)逆问题、乳腺肿瘤成像、脑水肿成像等四个医学领域介绍了非线性最优化方法的应用。
- 张子义丁亮张亮刘培国
- 基于CST的乳腺癌组织介电常数成像探究
- 2014年
- 目的:研究乳腺癌组织的介电常数成像的可行性及成像效果,并初步确立合适的成像参数。方法:根据已有文献中正常乳房组织与乳腺癌组织介电常数的数据差异,利用CST微波工作室软件建立正常乳房组织、乳腺癌组织及原测量同轴探头仿真模型,通过改变癌变组织半径及在正常乳房组织中的深度这两个参数,得到不同条件下的散射参数,并将其转化为阻抗信息后进行成像,通过分别固定癌变组织半径和深度,对另一参数下得到的不同成像图形进行比较分析,最终确定扫描成像的最优分辨率及深度。结果:在0.5 GHz^9.5 GHz频段,对本文所建立的乳腺癌组织模型进行介电常数成像可以得到清晰的成像图像,其分辨率为1 mm;其中,阻抗值实部的成像效果要明显优于阻抗值虚部的成像效果,在频率为5.89 GHz时,最佳的成像参数为:乳腺癌组织半径r=2 mm,距正常乳房组织表面深度h=1 mm。结论:本文分析了乳房X线照相术与超声检测的优缺点,并对乳腺癌组织仿真模型进行介电常数成像,成像结果具有较高的分辨率,验证了介电常数成像的可行性,为乳腺癌组织检测提供了新的思路。
- 雷衡东刘培国张亮张子义
- 关键词：乳腺癌组织介电常数散射参数
- 一种金属腔体中微波断层成像的最优分层非均一背景
- 2014年
- 针对基于金属腔体的微波断层成像系统,提出了一种最优分层非均一背景的设计方法.该方法使用一种新的微波断层成像积分算子评价方法和模拟退火法等最优化方法.首先,介绍了一种基于有限元法的微波断层成像积分算子计算方法.然后,提出一种新的微波断层成像积分算子度量,该度量可以综合评价整个积分算子奇异值谱,并通过一组仿真研究证明该度量与反演结果的误差具有相关性;该度量用一个数值综合评价一个积分算子,可以方便地应用于最优化算法中;利用模拟退火法选择圆形金属腔体中分层非均一背景的每一层介质的相对介电常数,从而获得一个最优分层非均一背景.最后,对尺寸小于半波长的圆柱目标和"凹"字形复杂目标进行仿真研究,仿真结果证明该最优分层非均一背景可以提高微波断层成像算法的收敛速度,提高反演结果的准确性.
- 丁亮刘培国何建国Joe LoVetri
- 关键词：逆散射
