扫频源光学相干断层扫描血管成像在眼科临床中的应用进展

扫频源光学相干断层扫描血管成像(SS-OCTA)检查是近几年提出的一种新型血管成像技术,具有非侵入性、快速、高分辨率、自动化血管分层成像等优势,在眼科相关疾病的早期诊断、疗效评估及监测疾病进展等方面具有很高的价值。基于OCTA的基础,SS-OCTA采用快速调谐的激光器和1050 nm的波长,穿透力更强,对视网膜和脉络膜微血管系统进行无创深度分辨成像,加深了对多种眼部疾病(眼底病变、青光眼、神经退行性疾病等)特征的认识。此外,SS-OCTA也可用于研究眼前节结构,如角膜新生血管的深度和密度、虹膜新生血管治疗前后的变化等。该技术为眼科临床实践提供了一种新的手段。本文就SS-OCTA技术在眼科临床的应用进展进行综述。

基于等效单自由度的涡轮扫频振动研究

针对有限元方法对扫频工况下涡轮振动求解出现的困难,提出了基于等效单自由度的涡轮结构振动扫频算法,并对涡轮扫频振动特征进行分析.建立了涡轮流固耦合计算模型,使用非线性谐波法得到了涡轮表面的气动激励,使用谐响应方法分析了涡轮的稳态振动特性.基于能量原理,建立了涡轮等效单自由度计算模型,通过与稳态振动结果的对比,验证了方法的可行性与正确性,并利用所建立模型分析了涡轮的扫频振动特征.结果表明,涡轮在扫频工况下响应峰值、半功率带宽以及响应曲线形状等特征与稳态工况存在差异.等效单自由度算法与有限元方法计算得到的涡轮响应误差小于10%,共振峰偏移率小于1%.

基于扫频OCT测量的术前晶状体界面位置对于白内障术后人工晶状体真实位置的预测价值

目的 探讨基于扫频OCT(SS-OCT)技术的光学生物测量仪IOLMaster 700获得的晶状体界面位置(IIP)对白内障术后人工晶状体(IOL)的真实位置(ALP)的预测价值。方法 回顾性描述性研究。选取2021年7月至2022年7月于苏州大学附属第一医院眼科接受白内障手术的年龄相关性白内障患者208例208眼为研究对象。根据植入的IOL不同分为2组:IQ组(80眼)术中植入IQ IOL;ZCB组(128眼)术中植入ZCB IOL。使用基于SS-OCT的生物测量仪IOLMaster 700在术前和术后3个月对患眼进行生物学参数的测量,获取ALP、术后前房深度(ACD)、IOL厚度等参数,并计算IOL位置误差。结果 白内障术后,208眼的绝对屈光度预测误差(ARPE)为(0.43±0.35) D,134眼(64.4%)的ARPE<0.50 D。与IQ组相比,ZCB组患眼的ALP和ALP2值更大(均为P<0.001)。与IQ组相比,ZCB组ARPE≥0.50 D患眼的IIP显著降低(P=0.028);在ZCB组患者中,与ARPE<0.50 D相比,ARPE≥0.50 D患眼的IIP显著降低(P=0.041)。两组患者的ALP与IIP均具有较好的相关性(IQ组:r=0.815,P<0.001;ZCB组:r=0.757,P<0.001);ALP2与IIP也均具有较好的相关性(IQ组:r=0.797,P<0.001;ZCB组:r=0.743,P<0.001)。通过IIP和术前参数可以获得线性表达式来预测ALP(IQ组、ZCB组的R^(2)分别为0.70、0.68)。结论 基于SS-OCT技术的IOL Master 700测量的IIP位置与白内障术后的ALP相关,可用于优化IOL度数计算。

基于稀疏恢复的调频引信抗扫频干扰方法

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏,建立基于稀疏正则项的差频信号重构优化方程,并提出基于交替方向乘子法的迭代重构算法;通过仿真和实测数据验证方法的性能。研究结果表明:该方法能够在信噪比-15 dB,置零样本率不高于70%的情况下,抑制扫频干扰的影响,准确实现目标距离-速度信息的获取,提高了调频引信抗扫频干扰能力。

密集扫频干扰下调频连续波引信响应特性

密集扫频干扰作为一种典型的压制式干扰方式,在实际战场使用中对调频连续波引信产生巨大威胁。针对调频连续波引信在密集扫频干扰下容易失效的问题,在分析调频连续波引信工作原理的基础上,推导密集扫频干扰下的调频连续波引信响应过程,进一步分析采用时域干扰样本归零抗干扰方法后的等效干扰效果,并进行相关的仿真分析及实验验证。仿真及实测实验结果表明:密集扫频干扰信号与引信信号越相似,在差频信号时域样本中的有效干扰比例就越大;进行时域干扰样本归零处理后,将产生对调频连续波引信真实目标信号的间歇采样转发干扰效果,距离维包络上将产生多个假目标,假目标的分布与归零处理后的等效占空比及干扰频率相关,导致调频连续波引信的炸点散布显著增大。

基于扫频电阻法的变压器绕组材质辨识方法及实验验证

变压器生产中“以铝代铜”现象危害电力系统运行安全,为了简单有效地辨别变压器绕组材质,提出了一种基于扫频电阻法的辨识方法和实验方案,并根据该方案搭建了一套变压器绕组材质检测系统。首先对基于扫频电阻法的辨识方法进行了相关理论推导和证明,之后对基于该方法的检测系统性能进行了测试,最后对不同类型变压器进行了实验验证。实验结果表明该方法能够快速高效地辨别变压器绕组材质,具有较高的工程实用价值。

基于DQN和功率分配的FDA-MIMO雷达抗扫频干扰

频率分集阵列(Frequency Diversity Array,FDA)雷达由于其阵列元件的频率增量产生了许多新的特性,包括其可以通过发射功率分配进行灵活的发射波形频谱控制。在以扫频干扰为电磁干扰环境的假设下,首先,通过引入强化学习的框架,建立了频率分集阵列-多输入多输出(Frequency Diversity Array-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)雷达与电磁干扰环境交互模型,使得FDA-MIMO雷达能够在与电磁环境交互过程中,感知干扰抑制干扰。其次,本文提出了一种基于深度Q网络(Deep Q-Network,DQN)和FDA-MIMO雷达发射功率分配的扫频干扰抑制方法,使得雷达系统能够在充分利用频谱资源的情况下最大化SINR。最后,仿真结果证实,在强化学习框架下,FDA-MIMO雷达能够通过对发射功率分配进行优化,完成干扰抑制,提升雷达性能。

几种扫频方案的比较

介绍微波扫频技术发展经历的3个阶段,即从开环式扫频、锁滚式扫频发展到锁相扫频,分析比较各种扫频方案的内在机理和优缺点,阐述了微波合成扫源中锁相扫频的工程化实现方法与设计要点。

基于Root-MUSIC算法的激光扫频干涉测量方法研究

玻璃的厚度作为工业生产中的一项重要的指标,如何对其快速的测量成为了研究热点。提出采用激光扫频干涉测量方法,将采样的信号进行插值拟合,校正其拍频非线性,再通过频谱估计法获取距离信息。当测量厚度较小的玻璃时,FFT算法因受栅栏效应和频谱干涉的影响,导致难以在频谱图中将玻璃前后表面的频率区分出来。为解决该问题,采用Root-MUSIC算法处理信号,实验结果表明在FFT算法分辨临近目标频率失效的情况下,Root-MUSIC算法可以进行有效区分,运算效率也远高于MUSIC算法,且精度可达50微米左右,为解决玻璃厚度测量问题提供了思路。

高速扫频源光学相干断层血流成像不同扫描宽度对糖尿病视网膜病变病灶检测率的影响

目的探讨高速扫频源光学相干断层扫描血流成像(SS-OCTA)不同扫描宽度对糖尿病视网膜病变(DR)病灶检测率的影响。方法纳入2021年10月至2023年10月于四川省人民医院眼科就诊的糖尿病(DM)患者126例213眼,接受包括24 mm×20 mm高速广域SS-OCTA扫描方案在内的全面眼科检查。从24 mm×20 mm的OCTA图像中提取一个中心区域记为“12 mm×12 mm中心区”,其余区域记为“12~24 mm环区”。记录并比较使用不同扫描区域的DR病灶检测率。结果共纳入126例参与者的213只眼(54只眼糖尿病无DR,53只眼轻度至中度非增殖性糖尿病视网膜病变(NPDR),54只眼重度NPDR,52只眼增殖性糖尿病视网膜病变(PDR))。24 mm×20 mm OCTA图像无灌注区(NP)检测率显著高于12 mm×12 mm中心区(P<0.05);12~24 mm环区的缺血指数(ISI)中位数明显高于12 mm×12 mm中心区(P<0.05);7眼视网膜新生血管(NV),10眼视网膜内微血管异常(IRMA)病变仅存在于12~24 mm环区域。结论高速广域SS-OCTA单次扫描可捕获24 mm×20 mm视网膜血管图像,更宽的扫描范围可以提高视网膜缺血程度检测的准确性和NV、IRMA的检测率。

扫频雷达双频连续波伪信号干扰效应

为掌握典型雷达双频电磁辐射伪信号干扰的效应规律,揭示双频伪信号干扰效应机理,以某型Ku波段扫频测距雷达为试验对象,开展双频连续波伪信号干扰效应试验,分别揭示了二阶互调射频干扰、二阶互调低频干扰和三阶交互调低频干扰效应机理,并确定了伪信号电平随干扰场强的变化规律,解释明了伪信号的形态特征和产生位置。试验结果表明:当干扰频差为540~660 MHz时,带外双频二阶互调信号会造成脉冲型伪信号干扰,伪信号产生的位置随机;当干扰频差小于5 MHz时,双频二阶互调信号和三阶交互调信号均会造成冲激型伪信号干扰,伪信号产生的位置固定。

基于扫频检测的微机械陀螺耦合误差系数辨识

为减小微机械陀螺阻尼耦合、刚度耦合、力耦合误差的影响,提出一种基于扫频检测的微机械陀螺耦合误差系数辨识方法。首先,拓展了微机械陀螺动力学方程并建立误差模型,表明耦合误差造成陀螺输出不稳定且难以消除。其次,推导了耦合误差系数辨识方法,通过数值仿真分析了幅值、相位检测误差对辨识精度的影响,并给出不同误差系数下辨识结果的理论相对误差分布。结果表明,所提方法对耦合误差系数的辨识范围存在局限性;测量误差对辨识结果的影响不可忽略。最后,对某陀螺进行耦合误差系数辨识实验验证,结果表明:该陀螺力耦合系数、阻尼耦合系数、刚度耦合系数的辨识误差分别为0.542 ppm、6.09%、0.205 ppm;辨识曲线的拟合优度为0.99。

基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法

针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号的频域窄带特性,通过极大极小惩罚项和2阶变分惩罚项分别约束中频信号中的目标回波脉冲串分量和干扰分量,设计了基于交替方向乘子法的迭代算法求解优化问题各分量。保留目标回波脉冲串分量,滤除扫频中频分量,从而抑制干扰对雷达的影响,并通过仿真和实测数据验证方法的有效性。研究结果表明:所提抗干扰方法在信干比-20 dB扫频式干扰作用下能够有效抑制扫频式干扰对PD雷达的影响,显著提高PD雷达的抗干扰性能。

基于相参积累激光扫频干涉液位测量方法研究

工业生产中,容器内液位高度的控制是生产运输过程中对确保设备正常运行和维护人员生命安全具有重要意义。本文提出采用激光扫频干涉测量系统对液位进行测量,该方法具有诸多优势,如测量范围大、非接触式测量、响应速度快和操作便捷等。由于液体对红外光的吸收率相对较高,导致测量系统采集到的回光信号非常微弱,同时信噪比也不够理想。为解决此问题,本文引入相参积累方法,并将其与测量系统相结合,以提高液位检测的精准度。在信号的各个周期中,信号携带的有效信息保持一致,噪声信息是则随机的,因此通过相参积累方法处理后,不仅可以增强信号强度,还可以提升信噪比。再通过扩相频率采样法进行信号的非线性校正,最后对数据进行处理就,即可以获得液位信息。实验结果表明,相参积累方法对增加信号强度与信噪比有显著效果,为解决低信噪比下提升测量精度问题提供了思路。

面向变压器绕组复合光纤状态监测的BOTDR扫频策略研究

为提高布里渊光时域反射计(BOTDR)在变压器绕组复合光纤状态监测中的准确性,提出了一种BOTDR扫频范围选择策略。该策略通过仿真生成了具有不同信噪比、扫频范围和扫频不对称系数的布里渊谱,并采用伪Voigt模型谱拟合算法来计算布里渊频移;同时,研究了信噪比、扫频范围和扫频不对称系数这3个因素对布里渊频移提取准确性的影响规律。实验结果表明:当扫频范围围绕布里渊频移对称时,误差达到最小;在扫频点数固定的情况下,随着扫频范围的增大,频移误差先减小后增大,当扫频范围比布里渊频移变化幅值大一个线宽时,误差达到最小值。

扫频源光学相干断层扫描和时域光学相干断层扫描对近视患者房角参数测量的一致性分析

目的:探讨扫频源光学相干断层扫描(SS-OCT)和时域光学相干断层扫描(TD-OCT)在近视患者前房角测量的一致性。方法:回顾性选择2023年1-5月在陆军军医大学大坪医院眼科就诊的46(92眼)近视患者,所有患者均使用SS-OCT和TD-OCT分别对房角参数进行测量,对比分析SS-OCT和TD-OCT两种扫描方法测量中央前房深度(ACD)、房角开放距离(AOD500、AOD750)、巩膜突角度(SSA)、小梁网虹膜面积(TISA500、TISA750)等参数的差异;采用Pearson相关性分析法和Bland-Altman检验,分析测量的相关性和一致性。结果:两种扫描方法测量房角参数ACD比较差异均有统计学意义(t=-6.83,P<0.001);且AOD500、AOD750、SSA500、TISA500和TISA750的鼻侧测量数据差异均有统计学意义(t=-5.16、5.51、-6.51、-4.75、-5.69,P<0.001);颞侧测量数据差异均有统计学意义(t=-5.04、-4.8、-6.06、-3.84、-4.02,P<0.001)。两种扫描方法测量结果呈正相关(r=0.71~0.92),Bland-Altman分析显示2.1%~8.9%测量值在95%一致性界限外。结论:SS-OCT和TD-OCT在近视患者房角参数测量中存在差异,测量结果呈正相关。

扫频OCTA观察不同眼轴近视患者视网膜-脉络膜血流及厚度的变化

目的通过扫频光学相干断层扫描血管成像(SS-OCTA)技术分析不同眼轴长度(AL)近视眼黄斑区、视盘周围视网膜及脉络膜血流和厚度变化。方法共纳入患者120例(212只眼),按照不同的AL分组;所有患者常规进行裂隙灯显微镜、眼压、眼底等检查,然后采用SS-OCTA扫描黄斑区和视盘区,定量分析扫描区域的视网膜、脉络膜血流密度及厚度。结果随着AL的增加,黄斑区视网膜毛细血管血流密度减少;黄斑区浅层视网膜厚度(SRT)表现为减少而深层视网膜厚度(DRT)增加;脉络膜血管指数(CVI)、脉络膜血管体积比(CVV)、脉络膜基质体积比(CSV)均下降,脉络膜基质体积密度(CSI)增加;脉络膜厚度随眼轴增加而减少;视神经纤维层(RNFL)血流密度与厚度均逐渐减少,差异均有统计学意义(P<0.05)。视网膜中央凹无血管区(FAZ)、脉络膜毛细血管血流密度(CCP)、视神经乳头(ONH)参数各组间各象限两两相比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论SS-OCTA技术有助于定量评估近视患者视网膜脉络膜血流及厚度的改变,可用于近视患者常规眼底筛查及随访,便于早期发现近视患者眼底变化的趋势。

电站锅炉声学测温中扫频信号声源特性研究

为了对电站锅炉声学测温中的声源进行选择,借助冷态实验台对扫频信号进行了试验研究,并在国内某300 MW锅炉上进行了热态试验.为了确保其准确性,同时利用热电偶进行了热态温度标定.结果表明：线性扫频信号适合作为电站锅炉声学测温中的声源信号;500~3 000 Hz频率段的扫频信号作为声源最为适宜;扫频信号的频率区间越小,互相关时延估计效果越差;扫频周期取0.1 s最为合适;线性扫频信号成功地在300 MW锅炉声学测温系统中得以应用,可为电厂锅炉声学测温的研究提供重要的参考.

宽带LFMCW扫频源的相对非线性校正方法

提出了一种利用相对非线性实现宽带LFMCW信号扫频非线性校正的方法 ,对该方法的原理进行了推导 ,并进行了计算机仿真和实际系统试验。该方法与以前的方法相比 ,具有不需已知延迟时间参数td 和扫频带宽参数B ,对电调宽带振荡器的原始非线性没有限制 ,其最终的剩余非线性与原始非线性无关等优点。

GSM/TD-SCDMA双模扫频仪的研制

扫频仪是近年来在移动通信网络规划与优化中广泛应用的新型测量仪器,针对GSM(global system of mobile communication)与TD-SCDMA(time division-synchronous code division multiple acess)双网融合优化的新需求,研究了双模扫频仪技术,介绍了其空时频三维盲检测的系统模型、工作流程以及测量速度分析、兼顾接收机与测量仪器双重特性的关键算法,论述了多通道射频前端与基带电路的硬件设计方案,并给出了主要功能与性能指标的测试结果和应用实例。研制的GSM/TD-SCDMA双模五频段扫频仪,可同时进行GSM与TD-SCDMA两个网络的测量,相比传统的单模路测设备,不仅提高了效能,而且降低了成本,结构更紧凑。