基于Morris方法的微波消融肺组织温度场参数敏感度分析

为了获取微波消融肺组织温度场中组织特性敏感度,采用有限元方法建立微波消融肺组织计算模型,进行电磁场-温度场的耦合,基于Morris方法获取组织电导率(σ)、相对介电常数(ε)、导热率(k)、密度(ρ)、比热容(Cp)和血液灌注率(ωb)的敏感度,建立二维有限元模型.肺组织的σ、ε、k、ρ、Cp、ωb六个参数各设置4个水平,分别获取在50 W、300 s时的微波消融肺组织的消融面积和中心温度,并采用Morris方法,分析各参数对消融面积和消融形状的影响程度.结果表明,血液灌注率、相对介电常数、电导率是对微波消融肺组织的消融区域和消融形状影响较大的参数.

基于自抗扰控制器的射频消融电极温度控制系统仿真研究

目的将自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)应用于射频电极并探讨温度控制效果。方法在MATLAB Simulink仿真平台,建立基于ADRC的射频电极温度控制系统,进行阶跃信号实验。加入幅值为2的阶跃信号扰动,以模拟不稳定的人体内环境。最后,将温度滞后时间τ、温度转换时间T和增益系数K值增加20%和50%,与同条件比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制性能对比。结果(1)ADRC调节时间(15.38 s)较PID(18.68 s)短且超调为0。(2)τ与T值变化时,PID超调最大增量分别为3.55%和8.55%,但ADRC超调均为0;K值变化时,ADRC虽出现超调,但同参数下的超调均较PID小。(3)各种参数变化下,两者受干扰后均能在30 s内平稳快速达到设定值。结论ADRC控制技术在射频电极温度控制中显示超调小、稳定速度快、一定的抗干扰性及参数变化适应性,具有良好的调节能力。

基于GIS的飞行人机参数三维回放系统设计

目的:为实现飞行员空中飞行数据和生理数据的融合,研制一种基于地理信息系统(geographic information system,GIS)的飞行人机参数三维回放系统。方法:该系统采用浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)架构和微服务架构设计,使用Java语言和Spring Cloud框架开发。整个系统由飞行过程复现、生理态势感知、关键事件标定分析3个功能模块组成。结果:该系统实现了空中飞行数据和生理数据的时间同步及数据融合,时间同步频率为1 Hz,刷新率不低于120帧/s。结论:该系统能够安全稳定、可靠准确开展飞行员空中生理监测及空中飞行数据和生理数据的融合与同步展示,可作为飞行员空中作战训练辅助决策的重要平台。

基本飞行中战斗机飞行员对座舱智能化的使用需求

目的通过调查战斗机飞行员的操作要求、认知特点和使用习惯等,提出基本飞行阶段飞行员对座舱智能化使用需求的具体条目及优先级,提高飞机智能化水平。方法编制《基本飞行阶段飞机座舱智能化使用需求调查表》,随机抽取296名男性飞行员进行调查,要求其回忆各项任务中需要人工观察、判断和计算的信息,在对信息进行分析汇总的基础上提出新型战斗机座舱智能化人机工效设计相关的意见/建议。结果共收集到各类意见/建议3182条,其中座舱智能化意见/建议共计2997条,占比94.19%;从2997条智能化意见/建议中提炼出智能化使用需求条目共计52个,其中受飞行员重点关注的条目共计34个;自动驾驶、智能语音(含告警)、智能避撞和语音操控等4个条目,在起飞前准备、滑出/起飞、进场/着陆、导航和巡航5个任务阶段均被飞行员重点关注,说明飞行员迫切需要将这4个条目的功能实现智能化。结论调查结果可为优化战斗机座舱控制界面的人-机适配性设计、科学合理地增强未来新型战斗机座舱的智能化水平及降低飞行员的工作负荷提供重要参考。

生物组织收缩在微波消融术中的研究进展

微波消融治疗技术具有微创、操作简便、热效率高、患者耐受性好等优点,目前已经成为治疗肿瘤的重要手段。在微波消融过程中,不同生物组织受热会发生不同程度的收缩,影响到消融区域的大小。而生物组织消融区域对评估疗效至关重要,同时在提高临床治疗的有效性和安全性方面也起着重要作用。因此,研究生物组织收缩具有重要的临床意义。本文首先分析生物组织收缩的理论基础;然后对现有生物组织收缩的体外实验和数学模型进行评估和分析;最后总结目前相关生物组织收缩研究中所存在的局限性,并提出今后的研究方向。

微波消融联合液体注射的温度场

为了探讨不同消融功率和肝脏孔隙率条件下,液体注射对微波消融过程中肝脏温度场分布的影响,建立理想的三维对称多孔介质简化模型,模拟微波消融联合液体注射对多孔介质肝脏的作用.在不同的肝脏孔隙率(0.10、0.15、0.20、0.25、0.30)、不同的输入功率(50、60、70 W)和不同的注射液体(生理盐水或无水乙醇)下分析凝固区域.将肝脏孔隙率由0.10增加到0.30,无注射组的消融区域减小,注射生理盐水组的消融区域减小,注射无水乙醇组的消融区域增大,但消融区域变大或减小的趋势并不明显.当消融功率增加(50~70 W),生理盐水组的消融体积比单纯消融组分别增大54.99%、48.73%、32.71%,消融区域的横径由单纯消融组的2.60 cm扩增至3.40 cm;当消融功率增加(50~70 W),无水乙醇组的消融体积比单纯消融组分别增大71.68%、77.99%、73.39%,消融区域的横径由单纯消融组的2.60 cm扩增至3.55 cm,均能达到完全覆盖较大肿瘤(d=3 cm)的目的.对于生理盐水组,逐渐增加消融功率(50~70 W),消融区域的体积分别增大13.89%和6.19%.对于无水乙醇组,逐渐增加消融功率(50~70 W),消融区域的体积分别增大23.06%和15.92%.结果表明:在液体注射联合微波消融的情况下,凝固范围明显扩大.低功率(50 W)注射液体获得的凝固区域优于高功率(70 W)注射液体获得的凝固区域.

基于单片机与晶闸管的智能教室照明系统

本文针对学校教室照明用电浪费严重的现象,提出了一种新型的基于单片机与晶闸管的智能教室照明系统。该系统具有光敏传感器,热释电传感器,双向晶闸管电路和单片机控制电路。该系统不仅可以通过光照强度和教室内是否有人进行照明灯的开关,还可以根据室内光照强度对照明灯亮度进行调节,具有很强的实际应用价值。

目标威胁估计与传感器管理联合方法

在面向目标跟踪的传感器管理问题中,以信息增量作为优化指标的方法未考虑到不同类型目标的影响程度。实际应用中,不同威胁程度的目标应给予不同程度的关注,从而分配不同的传感器资源,因此提出一种目标威胁估计与传感器管理联合方法。利用人工势场法计算各目标的威胁指数,根据目标的威胁指数及其信息增量来构造新的传感器管理目标函数,在概率假设密度滤波(PHDF)算法框架下,通过使得目标函数最大来实现传感器资源的优化分配。仿真结果表明,与仅考虑信息增量最大化的方法相比,该方法能更合理地分配传感器资源。

肾交感神经射频消融术的离体实验研究

为了探究肾交感神经射频消融术在不同消融参数下温度场变化情况,采用3D打印技术打印血管并制备生物体模模拟肾动脉,应用质量分数为0.9%的盐溶液模拟血液流动,构建开环式血液循环系统,执行射频消融术.同时采集消融点上方垂直距离为0~8 mm处及血管液体中心处的温度,研究射频消融对血管壁外围组织和血液的影响.液体流速由0.2 m/s上升至0.4 m/s时,血管外围组织与消融点不同距离下的ΔT均呈下降趋势;射频加热时间由2 min增加至4 min时,血管壁外围组织和液体中心的ΔT值均增加,液体中心的最大ΔT值仅0.29℃;位于外围组织的测温点与消融点垂直距离为0、4和8 mm时平均温升值分别为3.90、5.13、0.59℃;温控温度从65℃变化至75℃时,血管外围组织最高ΔT值为6.67℃,液体中心最高ΔT值为2.76℃.射频消融时,液体的快速流动能够带走部分热量,可以起到一定程度的冷却作用,避免组织和血液热损伤;液体流速在0.2 m/s时,组织的温升值最高为2.67℃,液体流速接近层流速度阈值0.4 m/s时组织的温升最高为1.00℃;相比对照组流速为0时组织最高温升5.02℃而言,冷却作用均较为明显;消融时间从2 min增加到4 min对组织和血液的热量累积均具有一定的叠加效应.但是,对于组织,距离射频电极8 mm测温点处的叠加效应比较微弱,达不到治疗温度,对组织影响较小;血管壁外围组织因远离管内血液而热量散失较慢,位于外围组织的测温点与消融点垂直距离为4 mm时升温6.67℃,可实现位于血管外膜4 mm内交感神经纤维的损毁;时间在4 min内和温控温度小于75℃时,液体最大温升不超过2.76℃,可见对血液温升影响较小.本研究基本验证了血管内执行去肾交感神经术的有效性.

肺肿瘤微波消融治疗效果影响因素的研究现状

肺癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,严重威胁人类的生命健康。目前,微波消融作为治疗肺癌的新兴方法,具有创伤小、定位精准、可快速高效灭活肿瘤细胞等优点,引起了广泛的关注。在消融过程中,微波消融功率、消融时间、天线结构以及肺组织中的空气对消融效果均有不同的影响,这些因素会导致消融区域的体积、形状等产生变化,从而影响消融效果。本文对影响肺肿瘤微波消融疗效的研究现状进行分析,以期为临床治疗提供参考和帮助。

我国大学生阅读心理研究

对于大学生阅读心理的研究，有助于从心理机制角度帮助大学生了解自身阅读心理，以便更好的解决相关问题。就此，对大学生阅读心理的研究进行梳理，提出大学生阅读心理研究存在的问题和不足，并对大学生阅读心理的研究进行展望。

射频消融肾交感神经的体外实验研究

目的射频消融肾交感神经治疗顽固性高血压在临床上取得一定的疗效,它是通过插入肾动脉的射频导管释放能量,选择性毁坏外膜上的肾交感神经纤维,降低其活性以达到降压的目的,但是射频能量在消融交感神经的穿透能力受消融条件影响。本实验采用体外肝脏中的血管模仿肾动脉,探究不同消融条件下温度场的变化情况。方法实验中使用含有血管的体外牛肝21个(分解块),采用水流模拟血管中的血液流动,进行射频消融。采集血管壁外周距离消融点上方8~10 mm处组织中的温度以及下游水流中心区的温度,研究该条件下射频消融对组织和血管下游的影响。同时通过改变消融时间以及水流速度,研究不同情况下的消融结果。结果 (1)当消融点与水流中心测温点的距离增加,水流中心消融前后温度ΔT值就会降低。在距离7 cm的情况下,水流温度只上升了1.11℃,说明射频能量对血流下游温度的影响是有限的。(2)随着消融时间由8 min逐渐增加到10 min,水流温度ΔT值与消融点上方组织温度ΔT值均增加。(3)水流速度由0.28 m/s增加到0.365 m/s,则水流温度的ΔT值与消融点上方组织温度ΔT值均下降。(4)射频消融所造成的温度变化,消融点上方组织平均升高3.97℃,水流中心点平均升高2.17℃。结论在10 min内对血管内壁进行消融,消融点外周上方组织和下游水流的温度上升,最大不超过6℃,对血液流动影响有限,基本验证了血管内射频消融术治疗的可行性。

基于视觉注意机制的行人检测方法

视觉注意机制是人类视觉信息处理过程中的一项极为重要的心理调节机制,将注意机制融入到行人检测中,提出一种基于视觉注意机制的行人检测方法。利用注意模型提取颜色、亮度、形状等多种特征,生成显著图,再利用WTA网络提取感兴趣区域,即行人检测区域;采用HOG作为特征对行人检测区域进行行人检测,该方法首先利用在梯度方向提取人体目标的特征集,运用支持向量机训练得到一个SVM行人分类器,最后通过Opencv平台应用到视频行人检测系统中。实验结果表明,相比较HOG检测方法具有较高的准确率和实时性,该方法对天气和光照变化都有很强的适应能力。

注射不同液体对微波消融温度场的离体实验研究

研究不同注射液体、注射量对于微波消融温度场的影响。在加热功率60 W、加热时间10 min的情况下,利用新型注射型微波天线进行消融离体肝脏的实验研究,并且于加热过程中分别注射生理盐水和无水乙醇液体,注射量依次为0、10、20 m L。根据测温针采集的温度数据,利用Matlab计算消融区域的范围（高于60℃区域）。通过对离体肝脏的消融面积、体积、横径和纵径的测量和统计,发现注射两种液体均可有效增大消融范围,与无液体注射相比面积增大率的范围在29.1%~72.0%之间,体积增加率在45.2%~141.8%之间;当注射液体体积由10 m L增加到20 m L时,生理盐水组的面积增加率为8.8%,无水乙醇组的面积增加率为28.8%。因此,联合液体注射可以扩大微波消融范围,并且随着注射体积的增加,消融范围扩大;微波联合无水乙醇的注射效果要略好于生理盐水。

采用低频旋转磁场干预高原慢性低氧损伤的初步研究

目的探索使用低频旋转磁场对高原慢性低氧损伤的干预效果。方法选取11名志愿者进行连续14 d(60 min/d)低频旋转磁场干预,在干预前后测量血压、血氧饱和度、血常规和血生化等指标。结果经过低频旋转磁场干预后,红细胞计数、血红蛋白浓度、红细胞压积和血尿酸的下降幅度分别为6.16%、5.92%、6.06%和5.61%。与干预前指标相比较,干预后红细胞计数、血红蛋白浓度、红细胞压积下降幅度差异均有统计学意义(t=2.56、2.89、2.41,P=0.014、0.008、0.018),且受试者的收缩压、白细胞计数和血小板计数均有下降(t=2.49、2.91、3.46,P=0.016、0.008、0.004)。结论低频旋转磁场干预改善血液循环的红细胞功能调控,可以有效缓解高原慢性低氧损伤,未来有望形成基于人体自组织能力的系统化的慢性高原病防治方案。

寒冷地区超低能耗住宅适用热泵特征

超低能耗住宅具有高保温性与气密性,能显著降低空调供热能耗,是实现建筑节能的重要技术途径。采用被动式技术的超低能耗住宅与普通住宅的负荷特征不同,因此,按照传统方法设计和选型的热泵装置无法与超低能耗住宅的负荷匹配,成为超低能耗住宅的能源漏洞,发展适用于超低能耗住宅的热泵系统至关重要。以寒冷地区的典型城市北京为例,在模拟分析超低能耗住宅冷热负荷特征的基础上,分析与之相适应的热泵系统的特征。研究发现:超低能耗住宅的冷负荷是建筑负荷的主要部分,相比普通住宅,超低能耗住宅更易采用统一热泵设备满足全年供热与制冷的需求,且热泵的换热器宜按照制冷工况设计。

2450 MHz下生物组织介电特性的温度依赖性实验

研究2450 MHz频率下,离体猪肝、猪肺和猪心的相对介电常数和电导率随温度的变化规律。采用开端同轴线法测量三种生物组织的相对介电常数和电导率,根据最小二乘法原理拟合介电模型,结果表明,随着组织温度从20℃升高到80℃,猪肝、猪肺和猪心的相对介电常数和电导率均随之降低。并据此建立了猪肝、猪肺和猪心的相对介电常数和电导率模型,以反映生物组织介电特性随温度变化的规律,为热消融温度场参数设置提供参考。

双曲线传热模型在微波消融治疗房颤中的应用研究

探究双曲线传热模型中弛豫时间对房颤微波消融温度场的影响,并与采用Pennes模型计算得到的心肌组织温度场进行比较。构建了房颤微波消融的三维模型,弛豫时间(τ)取0、1、5、8、10、15、20 s,得到心肌组织的温度场,结果表明,消融开始时,双曲线模型的心肌组织最高温度低于Pennes模型的心肌组织最高温度,最大相差21.8℃。随着消融时间增大,最高温度逐渐趋于一致。且不同的弛豫时间分别在消融时间达到3、4、6、7、8、9、10 s时才开始出现损伤区域。因此双曲线模型对温度的影响会随着消融时间的增大而减小,且在消融开始时弛豫时间会阻碍心肌热扩散的速度,弛豫时间越大,热扩散的速度越慢,为双曲线模型在房颤微波消融中的应用提供参考。