半航空频率域电磁倾子散度探测能力分析

近年来,为满足经济快速发展对矿产资源的强劲需求,复杂地形区深部矿产勘查成为研究热点(滕吉文等,2022)。航空ZTEM系统是复杂地形区深部矿产资源快速探测的重要工具。与传统的航空电磁探测系统相比,ZTEM具有勘探效率高、深度大、覆盖区域规则等优势。倾子散度是ZTEM探测中用于地下结构成像的有效参数。它具有解释直观,异常目标识别能力强,多个异常体横向边界分辨率高等特点(Legault et al.,2012)。

经皮微创单轴椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的短期疗效

目的探讨经皮微创单轴椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的短期临床疗效。方法回顾性分析2016年7月至2018年5月黄山市人民医院41例无神经损伤症状的单节段胸腰椎骨折病人,按术式分为经皮微创单轴椎弓根螺钉固定组20例(微创组),后路开放性经肌间隙椎弓根螺钉固定21例(开放组)。对两组切口长度、手术时间、术中出血量、住院天数、视觉模拟评分法(VAS)评分、Oswestry功能障碍指数(ODI)、伤椎前缘高度比值、Cobb角等指标进行分析。结果微创组切口长度(4.6±0.4)cm、术中出血量(40.5±15.5)mL、住院天数(8.5±1.5)d均少于开放组[(10.2±1.2)cm、(84.6±29.0)mL、(13.6±3.4)d](P=0.000)。微创组术后1周VAS评分(2.3±1.4)分和ODI(22.2±8.4)%均优于开放组[(3.7±1.6)分、(33.7±13.4)%](P=0.039,0.001)。两组病人术后伤椎椎体前缘高度比值及Cobb角均较术前改善(P=0.000),术后椎体前缘高度及Cobb角无明显丢失。置钉及复位过程顺利,两组均未出现神经损伤、固定失效等并发症。结论经皮微创单轴椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折疗效确切,骨折复位满意、固定牢靠,与传统后路开放性经肌间隙椎弓根螺钉固定术相比创伤小、出血少、恢复快。

PWM斩波与恒压钳位控制瞬变电磁发射系统

针对磁性源发射系统中波形质量差,效率低、下降沿关断慢等问题,提出一种PWM斩波和恒压钳位控制方式相结合的控制方法,并通过软件仿真比较采用该方法的发射电路与传统的H桥发射电路的波形质量和关断时间。研究结果表明:该方法通过提高发射线圈电流下降段的馈能电压,加快IGBT关断过程发射线圈电流下降速度,缩短关断时间,丰富发射波形的频率成分,有利于瞬变电磁探测。同时,馈能环节能够回收发射线圈能量,提高整个发射系统的效率。采用PWM斩波控制技术控制发射电流平顶段,平顶段发射电流斜率为0,降低了发射电流上升段和平顶段对接收信号的干扰。发射波形近似理想梯形波,与无钳位的传统发射电路相比,在发射电流为15 A的情况下,下降沿时间由500μs缩短为100μs,对于浅层的探测效果更好。

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、频域不完全可控的问题,为提高频率域电磁测深效率,提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法.先根据勘探目标计算出期望的频谱,再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组,最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解,得到对应的开关时刻序列,由开关时刻序列控制发射系统逆变器,即可输出探测所需的发射电流.当勘探特定深度目标时,发射系统可输出最优的发射电流,进而提高纵向分辨率.

基于SHEPWM阶段控制的航空电磁发射波形研究

为保证低开关频率条件下发射电流质量,提出半周期镜像对称选择性谐波消除脉冲宽度调制(SHEPWM)阶段控制策略来平衡发射电流质量与开关损耗。基于发射电流及发射线圈阻感负载的时频域信息,建立半周期镜像对称SHEPWM阶段控制非线性超越方程组,利用神经网络递归算法求解出对应交变梯形波电流的开关时刻序列。仿真和实验验证表明:半周期镜像对称SHEPWM阶段控制策略在保证发射波形质量及探测精度的前提下,能有效降低开关损耗。

基于幅值追踪法的航空电磁波形优化控制

针对时间域航空电磁法双极性梯形脉冲的下降沿线性度低和高压钳位电路损耗大等问题,提出一种波形优化控制方法,通过分析全桥逆变电路原理,推导出发射电流表达式,求解下降沿关断的初始时刻;建立最佳拟合直线并代入电流公式,推导出钳位电压理论公式;采用幅值追踪法对钳位电压进行闭环控制,优化下降沿线性度。仿真与实验结果表明:系统在长时间运行下,过渡时刻波形稳定度高,系统测量精度高;当发射电流峰值为400 A时,下降沿线性度可提高至99.77%;降低钳位电压有效值可以减小电容热损耗,并实现馈能,提高系统效率;调节下降沿关断速度,可以满足不同探测要求。

Development of the Array Transient Electromagnetic System and Its Experiments

Transient electromagnetic (TEM) technique plays a significant role in mineral exploration. To accommodate the complicated survey environments in the west part of China, we developed a portable array TEM equipment (ATEM-1), which was implemented based upon the idea to apply the GPS timing signal for the synchronization among transmitters and receivers. The structure of the system and its performance are discussed and the case study is also described.

成人退变性脊柱侧凸长、短节段融合内固定术后中期疗效的分析

目的探讨成人退变性脊柱侧凸(DS)后路减压长、短节段融合内固定术后中期临床效果。方法回顾性分析黄山市人民医院脊柱外科2012年1月—2016年12月接受后路减压长、短节段融合内固定术的成人DS患者46例。根据融合节段长短不同分为两组:长节段组26例,男9例、女17例,年龄46~78岁;短节段20例,男7例、女13例,年龄50~76岁。比较两组患者年龄、性别、融合节段数、减压节段数、手术时间、出血量、术后住院时间;根据影像学资料比较两组手术前、术后1年及末次随访时腰椎侧凸Cobb's角、腰椎前凸角及脊柱平衡改善情况,评价矫形效果;结合腰腿痛视觉模拟评分(VAS)、腰椎日本骨科协会(JOA)评分与Oswestry功能障碍指数(ODI),评价两组患者手术前后生活质量改善情况。结果46例患者随访1.5~3.3年,平均2.2年。两组患者年龄、性别、减压节段数比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。两组患者在融合节段、出血量、手术时间和住院时间差异均有统计学意义(P值均<0.05)。两组患者Cobb's角、腰椎前凸角的术前、术后1年、末次随访差异均无统计学意义(P值均>0.05),术后1年、末次随访的Cobb's角、腰椎前凸角、冠状面平衡、矢状面平衡均较术前得到明显改善(P值均<0.05);长节段组的冠状面、矢状面平衡术前均优于短节段组(P值均<0.05),术后1年及末次随访差异无统计学意义(P值均>0.05)。两组腰痛、腿痛VAS、腰椎JOA评分、ODI评分术后与术前比较差异均有统计学意义(P值均<0.05),术后1年、末次随访中长节段组较短节段组均明显改善(P值均<0.05)。结论采用长节段融合内固定术治疗DS较短节段融合内固定术可获得更好的中期临床疗效。