生物电阻抗扫描成像系统前置级检测电路的扩频优化设计

目的:针对生物电阻抗扫描成像(electrical impedance scanning,EIS)宽频谱测量的需求,对使用手持式检测探头的EIS系统的前置级检测电路进行扩频优化设计。方法:首先,基于电流/电压转换电路、二选一模拟开关实现EIS系统前置级64通道检测电路的拓扑结构设计。其次,对实现电流/电压转换电路的集成运算放大器芯片和二选一模拟开关芯片进行选型优化,并完成印制电路板制作。最后,对优化后的电路的频率响应、输出信号的通道干扰、信噪比等关键指标进行测试。结果:在100 Hz~500 kHz的工作频率内,优化后的电路的增益稳定度在0.015以内,最大相移小于1.8°,通道串扰低于-62 dB,输出信号信噪比高于65 dB。结论:优化后的前置级检测电路在100 Hz~500 kHz工作频率范围内能够满足EIS检测的精度需求,为开展宽频谱EIS研究提供了硬件基础。

拉脱法测量液体表面张力系数的电压测量点讨论与优化

拉脱法测量液体表面张力系数实验中,力敏传感器对外输出电压是实验需要测量的重要参量。明确电压的测量点对于深入理解实验原理,提高实验测量精确度具有十分重要的意义。本文在传统拉脱法测量液体表面张力系数实验原理的基础上,重点对测量过程中吊环及液膜的状态、受力变化以及电压随吊环带出液膜高度的变化情况展开研究。最终明确了实验中电压测量点的选取,修正了理论分析计算公式并进行了实验验证。验证结果表明:吊环在临界状态时,传感器对外输出电压U_(1)应选取电压读数最大值更符合实验原理;且吊环带起液膜的质量不能忽略,应纳入理论分析计算中才能得到更为精确的结果。该研究结果可为本实验的课程教学提供分析思路与参考。

热力学第二定律课堂教学设计与实践

本文以公共基础课程“大学物理”中热力学第二定律为例,开展了以学生为主体的启发式教学设计与实践。通过对知识点进行梳理,构建新的知识逻辑框架:以自然过程的方向性问题为主线,从宏观与微观两个角度串联热力学第二定律及其数学表征,让学生理解并掌握热力学第二定律和熵的物理内涵,并建立二者之间的逻辑联系。同时融合当前热点话题,组织思政要素,从知识到思想逐层推进,开展了科学知识与人文素养、理论学习与实践认知相融合的闭环教学,实现了知识传授与课程育人的教学目标,为大学物理课程教学与课程思政设计与实践提供更多思路和参考。

基于个体化靶向建模的前列腺肿瘤不可逆电穿孔术前消融仿真预测研究

目的:提出一种基于个体化靶向建模的前列腺肿瘤不可逆电穿孔(irreversible electroporation,IRE)术前消融预测方法。方法:首先基于患者个体前列腺的CT/MRI影像断层数据通过Mimics、Geomagic等软件构建个体化靶向模型,其次对该靶向模型设置相应的组织介电特性参数构建个体化靶向电磁模型,然后对该模型进行电极阵列排布、消融参数设定后进行仿真并得出预测结果。通过将仿真预测结果与实际手术结果进行对比验证该预测方法的有效性。结果:仿真预测的有效消融区域与实际术后影像显示的消融区域基本一致,表明通过仿真可以较好地对IRE手术消融区域进行预测评估。结论:基于个体化靶向建模的前列腺肿瘤IRE术前消融预测方法能够较好地对前列腺肿瘤IRE手术效果进行预测分析,可为前列腺肿瘤IRE的术前评估提供参考。