近红外光谱分析技术

介绍了近红外光谱分析技术的工作原理,阐述了其数学模型的建立及分析过程,总结了现有常用的化学计量学方法及各自的优点,最后简单的概括了近红外光谱分析技术的应用,尤其是在制药方面的应用。

基于电刺激的无线家用电子尿失禁治疗仪的研究

本文介绍了一种新型的无线便携式电刺激尿失禁治疗仪,该仪器通过将无线射频技术应用于肌电刺激系统,不仅能够方便地给予患者提供长期有效治疗,还能够消除治疗中存在的安全隐患、保护患者隐私。本文详细介绍了治疗仪的工作原理、刺激脉冲的选取及无线通讯的实现方法。

基于头部永磁跟踪的计算机虚拟实现技术

根据永磁体在三维空间的特定分布规律设计了一种基于永磁跟踪的残疾人计算机辅助系统——一种跟踪头部运动的装置。使用时将三轴磁场传感器置于人头部,实时地接收永磁体的磁场信号,采用磁场跟踪算法,得到三轴磁场传感器相对于永磁体的空间位置和姿势,进而得到人头部的运动方向和角度,并将这些方向和角度作为控制信号,控制屏幕上的鼠标动作,帮助操作者通过人机交互界面实现电脑屏幕鼠标控制。

飞秒激光加热引起相变过程的研究进展

飞秒激光因其在烧蚀固体材料时的独特机制,具有高精度高微结构的能力,表现出广阔的工程应用前景,因此近年来关于飞秒激光的研究受到广泛关注。报道了近年来飞秒激光的实验测定方法,综述了用于研究由激光加热引起的微尺度热传导的几种数值模型和方法,着重描述了分子动力学数值模拟方法,分析总结了现有的烧蚀机制,并展望了其发展前景。

液相法制备(亚)铁磁性纳米材料

(亚)铁磁性纳米材料因其特殊的磁学性能,在生物、医药、电子器件、军工等领域具有广泛的应用前景。本文综述了(亚)铁磁性纳米金属铁、钴、镍以及合金和铁氧体的液相制备方法,包括沉淀法、水热/溶剂热法、微乳液法、多元醇工艺、热分解法、溶胶-凝胶法和超声化学法等;详细介绍了这些方法的反应机制和发展现状以及应用上述方法制备相关纳米材料的过程;分析了有关(亚)铁磁性纳米材料能够实现产业化的制备方法的发展趋势。

实时交互式软组织切割与变形计算模型

为提高虚拟手术模拟的交互性与实时性,提出一种软组织实时切割与变形计算模型.该模型以混合有限元模型为基础,根据手术过程中不同区域的交互特点,利用GPU加速手术区域的切割与变形计算;同时,对非手术区域的软组织因交互而引起的实时变形可通过选择性相乘的方法快速实现.实验结果充分证明,该计算模型可以灵活有效地实现实时软组织的交互切割与变形模拟.

单层曲面复眼成像系统的优化设计

与传统曲面复眼结构不同,提出了在曲面基底上设计非均一微透镜阵列的构想。整个透镜阵列呈环状对称分布,沿径向排列的各级透镜其焦距由所处位置决定,与基底到光探测阵列的距离相吻合。根据几何光学成像原理计算了各级透镜的设计参数并通过光线追迹加以验证。仿真结果表明,这种设计可对全视场在光探测阵列上聚焦,解决了传统曲面复眼边缘视场成像质量急剧下降的问题。同时还论证了采用光刻胶热熔法在曲面基底上制作非均一微透镜阵列的可行性。

整体曲轴疲劳强度与自由模态有限元分析

非整体曲轴有限元模型与曲轴实际工况载荷模型存在较大差异,这使得曲轴的静、动态特性分析出现很大的误差。为此,建立了整体曲轴的有限模型,对曲轴的疲劳强度与自由模态进行了分析。与非整体曲轴模型相比,整体曲轴的有限模型更真实地反映了曲轴的静、动态特性,为曲轴的优化设计提供了有价值的理论依据。

表观弥散系数对确定急性缺血性卒中缺血半暗带的潜在价值

目的探讨表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)对确定急性缺血性卒中缺血半暗带的潜在价值。方法选择发病9h内完成多模式磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查的前循环急性缺血性卒中患者49例。应用自制软件进行灌注加权像(perfusion-weighted imaging,PWI)和弥散加权像(diffusion-weighted imaging,DWI)异常区域的体积测量。缺血半暗带以PWI/DWI错配表示。同时采用全自动图像分析系统,以DWI图像计算得到的ADC图作为输入数据,来判断缺血半暗带的存在(以下简称为ADC方法),然后比较这两种方法在判断缺血半暗带方面的差异。结果入选的49例患者中,存在PWI/DWI错配者为43例,符合ADC方法判断缺血半暗带标准者有41例。这两种方法在判断是否存在缺血半暗带的结果中有41例相符,对判断缺血半暗带的差异无统计学意义(P>0.05)。ADC方法判断缺血半暗带的敏感度为88.4%、特异度为50.0%。结论由于不需做PWI检查,ADC方法对确定缺血半暗带具有潜在的临床实用价值,有可能成为一种简便易行的确定缺血半暗带的方法。

改进的血管三维建模算法

针对现有基于细分曲面的血管建模算法不能处理任意拓扑结构的血管数据,以及保证血管分叉处的光滑过渡等问题,对该算法进行了改进.首先采用有向图表示血管段之间的关系,然后对血管中心线模型进行双向自适应采样,最后采用Loop细分模式生成血管曲面.实验结果表明,采用文中算法能够有效地处理任意拓扑复杂的血管数据,并且能生成高质量的三维血管模型.

H/Al共掺杂对ZnO基透明导电薄膜光电性质和晶体结构的影响

利用H在ZnO中作为浅施主杂质的特性,研究了H掺杂对ZnO∶Al透明导电薄膜特性的影响。通过降低ZnO∶Al中Al的含量并同时引入H掺杂,解决了透明导电薄膜中高导电性与高透过率之间的矛盾。H的掺杂可以显著降低ZnO基透明导电薄膜的电阻率,这是由于H一方面作为施主可以提供电子从而提高了自由载流子浓度;另一方面与ZnO晶界中的O-结合降低了晶界势垒,提高了载流子迁移率。利用H掺杂,可以在Al掺杂量降低10倍的情况下,仍然能获得低电阻率(6.3×10-4Ω·cm)的透明导电薄膜,同时其近红外波段(1 200 nm)透光率从64%提高到90%。这种具有高导电性和高透光性的透明导电薄膜可以应用于各类薄膜太阳能电池中以提升器件效率。

建立基于临床和磁共振表观弥散系数的急性前循环缺血性卒中预后评估系统

目的探讨影响急性缺血性卒中预后的因素,建立一种基于临床和多模式磁共振成像(magneticresonance imaging,MRI)的急性前循环缺血性卒中预后评估系统。方法选择发病9小时内完成多模式MRI的前循环急性缺血性卒中患者40例。按照改良的Ranking量表(modified Ranking Scale,mRS)分为预后良好组(0～1分)和预后不良组(2～6分)。评价两组年龄、基线美国国立卫生研究院卒中量表评分(national institutes of health stroke scale,NIHSS)、基线弥散加权像(diffusion-weighted imaging,DWI)体积、基线灌注加权像(perfusion-weighted imaging,PWI)体积以及由基于表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)的图像分析方法获得的预测梗死核心体积、预测可挽救脑组织体积等临床/影像信息对预后的影响;采用多因素分析筛查出单因素分析中具有统计学意义的变量作为预后评估系统的组成部分,应用受试者工作特征曲线(receiver operatorcharacteristic curve,ROC)分析获得各变量的阈值评分,整合后获得临床/ADC评分,应用ROC曲线下面积(area under curve,AUC)分析各评分模式判断预后的效能。结果预后良好组与预后不良组在年龄、基线NIHSS、预测梗死核心体积、预测可挽救脑组织体积、预测最终梗死体积、实际最终梗死体积和基线DWI异常区域体积的差异均具有统计学意义。多因素分析显示年龄、预测梗死核心体积、预测最终梗死体积和基线NIHSS能作为判断预后的风险因素,构成临床/ADC预后评分系统的四个因素。应用ROC分析获得以上四个变量判断预后不良的阈值分别为>58岁、>5.84 ml、>10.6 ml和>12分。该评分系统的AUC最大(AUC=0.878,P<0.01),其判断急性缺血性卒中患者90d预后的效能最高,其次是实际最终梗死体积(AUC=0.802,P=0.001)、预测最终梗死体积(AUC=0.797,P=0.001)、预测梗死核心体积(AUC=0.739,P=0.01)、基线NIHSS(AUC=0.759,P=0.005)、预测可挽救脑组织体积(AUC=0.719,P=0.018)和基线DWI异常区域体积(AUC=0.693,P=0.037)。其中,临床/ADC预后评分系统与预测梗死核心体积、预测可挽救脑组织体积、基线DWI异常区域体积AUC之间的差异具有统计学意义(P分别为0.043,0.035和0.01)。结论临床/ADC预后评分系统比基线NIHSS评分和各影像参数判断90d急性缺血性卒中患者预后的效能高;制定急性缺血性卒中患者治疗方案时,应结合患者临床和影像信息综合考虑。

一种用于无线尿失禁理疗仪的锂电池自动充电电路的设计

为便携式无线家用电刺激尿失禁理疗仪设计了一种新型的锂电池自动充电电路。详细介绍了该电路的工作原理、结构和特点。

基于成长遗传算法的非线性模型预测控制及仿真

非线性预测控制在每个控制周期需要求取控制量,其实质为非线性优化问题。标准遗传算法时间消耗较大,难以用于控制周期较小的系统。首先证明了基于种子策略和精英保存策略的遗传算法能够保证闭环控制系统的渐进稳定性;继而模拟自然界成长过程,利用成长算子改进算法框架,并用爬山法进行实现。在具有强烈非线性的连续搅拌釜式反应器模型上进行仿真试验。试验结果表明,在不损失控制效果的情况下,成长遗传算法有效的降低了时间消耗。

多模式磁共振在分析缺血性卒中可挽救脑组织中的困惑与出路

缺血性卒中是最常见的卒中类型，随着我国人口的老龄化其发病率呈上升趋势，已成为我国主要的致死性和致残性疾病之一。缺血性卒中死亡率和致残率较高的主要原因是神经组织结构的精密和神经元对缺血缺氧不耐受，极易出现不可逆的损伤。因此，如何在发病后最短的时间内对缺血眭卒中进行定性和定位诊断，

手持式智能三轴磁场检测与定向仪的设计

为了进行弱磁场的测量,设计了一种基于霍尼韦尔HMC1043型磁阻传感器的手持式智能数字三轴磁场检测与定向仪,介绍了它的硬件实现及软件设计方法。在该仪器中,磁阻传感器把外部磁场强度转化为差分电压信号,该信号经过调理放大后送入ADC进行模数转换,转换后的数字量经过AT89S52校准、误差补偿、平均等处理后送入LCD显示,最后给出了样机的整体外形,通过对该仪器的性能测试可知:仪器测量准确,性能优良。

实时多组织虚拟手术的反馈力模拟

为了在虚拟下颌整形手术系统中提供实时和真实的触觉交互,分别构建了基于虚拟中介平面的推操作触觉模型、基于粘附力的拉操作触觉模型和基于非线性粘弹性的针刺触觉模型,以模拟皮肤拉钩、整形镊和针的典型手术操作;同时通过相邻组织间的动态触觉约束建立了多组织联合形变模型,以避免表面弹簧-质点模型形变过程中可能出现的表面间相互穿透的异常现象;并进一步将触觉交互模型和多组织形变模型集成于虚拟下颌手术系统,从而为医生提供一个手术训练的虚拟平台.触觉感知和交互效率的实验结果表明,通过触觉交互识别皮肤、肌肉和骨骼能够获得较高的识别正确率,并能提供实时的触觉和视觉交互体验.

脑实质各结构的CT测量与定位

目的:提出区分脑实质的标志结构及标准值,为计算机自动定位脑实质提供解剖学指导。方法:对20例正常成人2.5mm的薄层头部CT数据的四叠体池高度进行观测和统计;对152例正常成人(男80例,女72例,20～86岁)头部CT数据脑桥长宽径和内囊后肢倾斜角进行观测、统计和方差分析,并做形态学描述。结果:①四叠体池的最小高度为13.20mm,平均为(15.38±1.27)mm。②脑桥的长宽径分别为:男性(29.98±1.91)mm,(23.92±1.57)mm,女性(28.48±1.74)mm,(23.00±1.60)mm。③长、方、圆三类颅型之间的内囊后肢倾斜角分别为:(36.40±2.48)°、(39.09±2.78)°、(42.64±2.02)°。结论:在层厚10mm的脑部CT上,四叠体池可以作为区分大脑与小脑的标志结构;脑桥周围的脑池、第四脑室及脑桥的径值可定位脑桥及脑干;内囊的低密度影及其后肢倾斜角可区分丘脑和基底节区。

纳米薄膜界面滑移现象的分子动力学模拟进展

随着先进制造技术的发展,许多精密系统中的薄膜厚度已经接近纳米量级。由于纳米尺度的特殊性,宏观尺度下的界面性质将不再适用,因此探索纳米尺度下的界面性质对于微机电系统(MEMS)甚至纳机电系统(NEMS)中涉及到的润滑薄膜研究具有非常重要的价值。Couette流动作为剪切驱动流动的原形,在研究薄膜界面滑移现象上具有较高的代表性。在总结国内外该方向研究成果的基础上,详细介绍和讨论了纳米尺度薄膜Couette流动的分子动力学方法,总结了现有的滑移现象和规律,并对今后的发展进行了展望。

基于嵌入式WEB多功能家用机器人控制系统的设计

给出一种基于嵌入式WEB多功能家用机器人控制系统的实现。依靠运动执行模块,视频模块,传感器模块和GSM模块的协同,机器人自动初始化远程控制网络环境、报警异常信息、发送基于邮件的视频截图,能在未知环境中利用智能空间提供的信息自主导航,具有智能清洁和远程视频监控功能。使机器人更快速、便捷地决策规划和作业。另外,还详细阐述基于Internet安全接入的B/S远程控制模式各功能模块的集成与实现。