磁声耦合声信号幅频特性的实验研究

研究激励源特征与磁声信号之间的关系,探究被测样本激励信号与激发声信号频率的对应关系。建立磁声信号检测实验系统,采用不同幅度及频率的单周期正弦脉冲为激励信号,以铜导线为被测样本,检测电磁激励产生的声信号;采用短时傅立叶变换STFT加移动平滑矩形窗时频法分析激励电流及声信号的幅度、频率等信息,并进行比较。激励电流频率相同时,输出声信号幅值与激励电流幅值呈线性关系,系统函数一致性较好;激励电流频率不同时,对应的输出信号频谱有不同的变化规律,系统函数差异较大。检测系统对频率高度敏感,为在磁声信号提取更多信息,需提高检测电路信噪比及增大声探头带宽。     

基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究

磁声耦合成像常用的时域信号检测方法易受到电磁干扰,限制成像质量。提出频域磁声成像方法,通过锁相放大实现微弱声信号的检测,提高信号检测精度。本研究建立了频域磁声耦合正问题数学模型,基于正弦波激励,对简单电导率边界模型进行了仿真研究和实验验证。仿真研究表明信号频域幅值相位反映了介质声源分布。实验验证了仿真结果,实现了声源幅值锁相检测和空间定位,检测精度达到10-7Pa,实现了激励电流低于1m A下的声检测。本研究提出的频域磁声耦合成像方法,有利于提高微弱磁声信号检测精度,在低频激励下实现高分辨率成像,对实现磁声耦合成像的介质内部电导率研究具有积极意义。     

组织电导率性质对磁感应磁声耦合成像声源强度的影响

针对部分生物组织电导率分布具有各向异性的特点,对磁感应磁声耦合成像的声源强度特征进行理论分析,推导不同电导率性质的声源强度公式,并运用COMSOL Multiphysics5.5建立生物组织电导率模型,进行电磁场仿真分析求解,用Matlab 2016a计算其振动声源。结果证明,在同样磁场激励条件下,电导率各向同性和各向异性的声源分布都能反映生物组织的层析结构,但其强度不同。本研究为磁感应磁声耦合成像逆问题声源的精确重建提供了理论基础。     

注入电流式磁声成像的电导率模型构建和实验研究

基于磁声耦合效应的电导率成像是一种新型的生物组织功能成像技术,本课题旨在对注入电流式磁声成像方法进行仿真和实验研究.以金属圆环作为成像目标,将其置于稳恒磁场中,并对其加载微秒级正弦脉冲激励,对磁声耦合作用下产生的声振动进行检测和分析.借助有限元方法对磁声正问题进行仿真,同时建立注入电流式磁声耦合成像实验装置,对电导率模...     

基于磁声耦合效应的电导率图像重建研究

磁声耦合成像技术利用电磁声三物理场耦合作用的原理,通过声检测方式重建电导率存在明显变化的组织轮廓,实现恶性肿瘤的早期检测。本文建立双层同心球模型,模拟被正常组织包裹的病变组织,利用声场中的时间反转法以及电磁场方程,求解组织中的电导率分布,研究了由检测声压计算电导率分布的重建算法,并进行了仿真分析。仿真结果显示重建的电导率分布图像在电导率边界处清晰可见,进而验证了应用磁声耦合成像对电导率边界进行功能成像的可行性,为恶性肿瘤的早期检测提供了一种新的功能成像方法。     

磁感应磁声耦合成像声信号采集方式对比研究

目的:探讨将换能器阵列应用于磁感应磁声耦合成像技术的可能性,并将成像结果与单个换能器成像结果对比。方法:建立电导率中心对称和非中心对称组织模型,分别进行单个换能器和换能器阵列采集声信号,并重建声源分布图像。结果:对于无论是中心对称组织模型还是非中心对称组织模型,换能器阵列重建的结果均优于单个声换能器重建的结果,换能器阵列采集声信号的适应性比较好。结论:换能器阵列更适用于各种形状组织模型,具有一定的临床应用价值。     

注入式磁声成像中热声效应的初探

探究磁声成像中热声效应的影响。通过加载和不加载静磁场条件下,改变激励源的相位和幅值以及换能器的接收方向来验证铜、铝、石墨和凝胶四种不同特性样本被激发的磁声信号和热声效应信号,并进行分析。磁声成像中热声信号与激励电压的相位无关,其传播方向在各个方向都有,其幅值与激励的能量成正比。相对于其他样本而言,凝胶仿体中的热声效应的影响最大。在生物组织中进行磁声成像时,热声效应的影响不可忽略。     

Chirp编码激励磁声成像信号处理方法研究

目的磁声信号信噪比低限制了磁声成像的图像质量,本研究提出Chirp脉冲编码激励的磁声成像信号处理方法,以提高磁声信号信噪比,缩短信号处理时间。方法本研究通过仿真计算和磁声信号的实验测量,对不同脉冲宽度的Chirp信号编码激励的磁声信号进行了研究。结果对于体外实验猪肉与金属丝模型,编码激励明显提高磁声信号信噪比,10μs、50μs、100μs的Chirp激励,磁声信号信噪比相比于单脉冲激励分别提高7. 65倍、42倍和90. 1倍。同时处理时间明显缩短,100μs的Chirp激励下处理时间相比于单脉冲平均方法处理时间缩短为原来的1. 2%。结论本研究的脉冲编码处理方法对于提高磁声信号信噪比,改善成像质量,提高整体成像效率,具有重要意义。     

经颅磁声耦合电刺激技术应用于小鼠的实验研究

研究经颅磁声耦合刺激技术(transcranial magneto-acoustic stimulation,TMAS)在体小动物脑神经刺激效果。搭建了针对小动物模型的TMAS系统。设置TMAS系统参数,对健康鼠及帕金森(parkinson's disease,PD)模型鼠进行经颅聚焦磁声刺激实验,并分析行为学及电生理结果。经过TMAS刺激后,行为学结果表明磁声刺激组小鼠在主动探索学习能力和运动能力显著高于对照组;电生理结果表明TMAS刺激后PD模型鼠海马区黑质神经突触活性提高。实验结果验证了TMAS技术对小鼠脑神经刺激的有效性。该技术的进一步研究将具有更好的应用前景。     

磁声成像方法的研究进展

磁声成像技术（MAT）是电阻抗成像与超声成像相结合的一种方法。感应式磁声成像方法是将被测样本置于静磁场和交变磁场中,交变磁场在样本中产生涡流,涡流受到洛仑兹力作用而激发出超声波,通过检测超声信号重建电阻抗的分布。应用感应式磁声成像方法可以获得较高分辨率的图像和灵敏度,对临床辅助诊断具有重要意义。并在此基础上提出了无需旋转静磁场的感应式磁声成像方法。     

Awareness of P300-Related Cognitive Processes: A Signal Detection Approach

Although the P300 component of the human event-related potential is purported to indicate consciousness of an event, it is unclear which of the P300-related processes, if any, are accessible to awareness. This study explored awareness of such processes in Bernoulli series of auditory stimuli using signal detection theory and selective averaging of ERPs according to the subjects' classifications. Following targets eliciting appropriate P300 amplitudes, the subject was requested to classify his brain response as small, medium, or large, whereupon visual feedback was given about the correctness of the response. Averaging the ERPs according to the subjects' classifications showed P300 amplitudes to increase with the classification category, whereas the prestimulus and post-P300 event-related potentials were unrelated to the category. Signal detection analysis revealed non-zero sensitivity measures for the P300 amplitude categories. Although no conclusive suggestion can be made at present as to the basis of the P300 discrimination ability found here, it was possible to rule out electro-ocular and electromyographic activity, the preceding auditory stimulus, and the prior feedback given, as cues for discrimination.     

绝缘性容器壁对磁感应断层成像相位检测的影响研究

研究绝缘性容器对磁感应断层成像相位检测的影响关系。使用绝缘性的有机玻璃制作容器,其内充入饱和CaSO_4溶液,将其置入充入饱和CaSO_4溶液的圆柱形水槽式物理模型之中,分别测量置入容器前后的磁感应相位差。选择两种尺寸的有机玻璃容器,分别进行上述实验过程。使用实心有机玻璃棒逐步浸入饱和CaSO_4溶液之中,每下降1 cm测量一次磁感应相位差,绘制相位差随浸入深度的变化曲线。两种有机玻璃容器壁的体积与磁感应相位差的比例相近,相位差随浸入深度的变化曲线近似呈线性关系。绝缘性的有机玻璃容器对磁感应相位的测量值有影响,减小容器壁的体积可减轻这种影响。     

颅骨对磁感应断层成像信号检测影响的仿真与实验研究

采用仿真和实验研究颅骨对磁感应断层成像（MIT）信号检测的影响。使用Comsol软件建立3层球形仿真颅脑模型,仿真计算颅骨电导率对MIT信号检测的影响。使用螺线管线圈、后置电路及数据接收仪器搭建单通道磁感应信号测量实验系统,利用琼脂和NaCl溶液制作与真实颅脑电导率分布相近的脑出血分层模型,模型外径为158 mm;最后采用有颅骨和无颅骨两种模型,测量无病变及不同病变位置情况下MIT信号的相位变化,模型中心与检测线圈相距85 mm。实验结果显示,在无病变和病变分别位于X-Y平面上坐标为（-40,0）、（0,0）和（40,0）的位置时,有、无颅骨数据的幅值比例分别为0.57、0.59、0.42、0.61,其中,坐标点（-40,0）代表Y轴左侧距离激励线圈45 mm的位置,坐标点（40,0）代表Y轴右侧距离接收线圈45 mm的位置。当病变存在时,有、无颅骨数据的变化趋势均为：病变位于坐标点（-40,0）时最大,病变位于坐标点（40,0）时次之,病变位于坐标点（0,0）时最小。实验结果表明,颅骨对MIT信号的数据大小有衰减作用,但不影响数据的变化趋势,提示在实际应用中结合高精度检测设备,可实现颅内病变的无创、无接触图像监测。     

Fluorescence in situ hybridization (FISH): Detection of biotin- and digoxigenin-labeled signals on chromosomes

Summary A laboratory protocol of fluorescence in situ hybridization (FISH) on the air-dry chromosome preparation is described. This protocol contains procedures for preparing solutions; probe-labelings with biotin and digoxigenin by means of nick translation, random priming, and polymerase chain reaction; probe-annealing; and signal detection. Uses of solutions are simplified; compositions of each solution are outlined; and, whenever possible, easily accessible materials and supplies are used so that the FISH technique can be applied by all cytogenetic laboratories. Annealed signals at 4–5 kb or over were detectable, and background signals, if any at all, were low. The slides processed for FISH can be used subsequently for conventional chromosome bandings. Therefore, the same slide can be used for both conventional and molecular karyotype studies.     

Effect of noise on the contrast detection threshold in visual perception

It has recently been shown that noise can improve the detection of stimuli in several sensory modalities. We herein investigated whether visual contrast detection sensitivity can be improved by adding a certain amount of noise. The contrast detection thresholds of a light changing brightness periodically were measured either with or without overlapping noise in 22 normal participants. Sinusoidal modulating light at 1 or 15 Hz was used as a signal. White noise was used to produce random flickering light as the noise. Participants were required to detect any changes in the brightness of the signal with or without noise. The contrast detection threshold, which was measured using a psychophysical method, decreased at around the threshold level of the noise intensity. The maximum facilitatory effect was obtained at a noise intensity of 5 dB. This effect was consistently observed regardless of the frequency of the signal (1 and 15 Hz). These findings indicate that noise can improve the signal detection in human visual perception.     

诱发电位潜伏期变化检测中基于谱函数特性分析的参考信号构造方法

诱发电位信号潜伏期变化的自适应检测对于诊断中枢神经系统的损伤和病变具有重要的意义。在以往的潜伏期变化估计算法中，往往采用通过累加平均的方法得到的近似纯净的EP信号作为自适应时间延迟估计的参考信号。而在临床上。无潜伏期延迟的纯净EP信号是很难得到的。本研究提出了一种基于信号谱函数分析的EP信号构造方法，并将此信号作为参考信号，应用到诱发电位信号潜伏期变化估计中去，得到了良好的结果。