基于微流控芯片的生物细胞电阻抗成像检测技术

基于多电极阵列微流控芯片通过仿真和试验的方法研究电阻抗成像检测技术(Microelectricalimpedancetomography,μEIT)在细胞检测方面的应用,并在微尺度两相流复杂的电气性能中探索重建细胞分布图像的最佳条件。在仿真分析中,对比了三种图像重构算法,其为广义矢量模式匹配法(Generalized vector sampled pattern matching, GVSPM)、Tikhonov正则化迭代法(Tikhonov regularization, TK)和投影Landweber迭代法(Projected landweber iteration, PLW)。仿真结果显示,GVSPM以最高的图像相关性I_C=0.84和最低的图像误差I_E=0.43被认为是本研究中的最佳图形重建算法。在试验研究中,用μEIT系统对酵母菌溶液中的细胞沉降进行了图像重建,试验结果显示,在频率f=1 MHz的情况下,所重建的图像具有最低的电压误差U_E=0.582,故可认为该溶液的最佳成像频率为f=1 MHz。最后,在频率f=1 MHz的情况下,对微流道的三个不同横截面用GVSPM重建细胞沉降图像,结果显示,各个截面的细胞浓度沿着流向下降,与以前研究中的各个截面上细胞浓度值(体积分数)Φ=17.5%下降至Φ=4.9%的结果一致。     

一种基于 U 2 -Net 模型的电阻抗成像方法

电阻抗成像(EIT)是一种实现场域内电导率分布情况图像重建的成像技术。传统的电阻抗成像算法成像精度较低,为解决此问题,提出一种基于U~2-Net深度学习模型的新型电阻抗图像重建方法。首先,以U~2-Net模型为基础,创新地提出了拼接层(CAT)的概念用于数据扩展,使得U~2-Net的输入层结构简单,运算速度快;其次,使用仿真数据集对该网络进行训练,使用验证集选择最优的模型参数,结果表明,提出的算法测量精度高、鲁棒性好,在仿真数据集的表现优于其他算法。最后,提出一种新的EIT成像质量评价指标:中心和面积误差(CAE)用于验证算法在实验中的表现,实验结果表明,所提算法的CAE为4.975,对于目标物的中心和面积预测更为准确,成像效果优于其他对比算法。     

基于医工融合的高端医疗装备研究进展

随着多学科之间的相互渗透,基于医工融合的医疗装备的开发和应用已成为现代医学的发展趋势,对医疗技术的进步产生重要影响.对基于医工融合的高端医疗装备展开综述,主要论述医学电阻抗设备和医疗机器人的研究现状,并对其研究趋势进行分析和预测.     

大型游动滑车的几点结构改进问题研究

大型游动滑车是石油矿山机械中重要的部件之一,大体积、大质量等固有特点决定了其不方便快速检修与维护.通过对游动滑车滑轮轴与侧护罩的结构设计改进以求实现大型游动滑车的便捷检修与润滑保养,并研究相关部分定性分析设计的可行性.最后,力学分析与有限元分析结果以及工作过程分析结果说明了改进后的游动滑车既实现了优化功能,也能保证原有功能,对指导游动滑车的进一步优化设计具有一定意义.     

气动人工肌肉驱动的并联平台模糊PID控制

为了提高气动人工肌肉(PAM)驱动的3自由度并联平台的位置跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的模糊PID(比例-积分-微分)控制算法.首先通过动态试验分析单根PAM的迟滞特性,建立P-I逆模型.接着搭建PAM驱动的3自由度并联试验平台,设计模糊PID控制器.试验结果显示模型最大误差为0.3904 mm,平均误差为0.0793 mm,验证了所提控制算法能够很大程度地减小PAM迟滞特性对动态控制精度的影响.3自由度平台的γ角误差能保持在0.13?以内,基于P-I逆模型的模糊PID控制器整体误差波动小,表明动态轨迹跟踪效果较好.     

面向电阻抗成像检测的多电极阵列微流控芯片设计

设计了一种用于微尺度流动状态下电阻抗成像检测的多电极阵列微流控芯片,包括微流控芯片的结构设计、材料选择和加工工艺。设计的微流控芯片包含3个圆形电极横截面,每个横截面包含一组电极阵列。该阵列有3种数目的电极,分别为8电极,12电极和16电极。之后通过数值仿真方法实现了三种电极数目（8,12和16）微流控芯片的电阻抗成像,并与之前研究出来的菱形横截面8电极微流控芯片进行了对比,发现设计出来的16电极圆形微流控芯片具有较高的成像质量,验证了微流控芯片用于细胞电阻抗成像检测的可行性。     

快锻液压机主缸油路仿真与神经网络故障预测

针对快锻液压机主缸油路故障预测,建立了主缸油路AMESim模型,在AMESim环境下仿真,获得了主缸油路故障特征;建立故障预测BP神经网络,并利用仿真样本训练、测试了BP神经网络模型。计算结果表明:所建立的BP神经网络预测模型具有较好的故障预测能力,可用于快锻液压机主缸油路故障预测。     

粉煤灰蒸压砖成型机液压系统设计与仿真研究

根据粉煤灰蒸压砖的工艺需求,蒸压砖成型机压制部分采用上下缸同时加压的方法;在重点分析下缸结构特点的基础上,给出双泵双回路的液压控制系统。基于AMESim软件,建立液压系统仿真模型,对下缸动态特性进行分析。结果表明:该系统能够更好地满足实际需求,为实际液压系统的设计和参数优化提供依据。     

基于多电容传感法的多电极阵列微流控芯片内 高浓度粒子迁移检测

在浓度密集粒子下对血细胞进行检测与处理可以形成具有特异性的靶向血细胞,对生物和医疗系统的发展具有重要意义。已开发的多电极阵列微流控芯片的电极分布于5个菱形横截面,每个横截面嵌入12个均匀分布的电极。利用该微流控芯片的特殊结构,采用多电容传感法,在大量高浓度粒子中测量了标准聚苯乙烯颗粒的浓度。实验结果表明,在低密度0.3 vol%～1.5 vol%的情况下,粒子迁移率随浓度的增加而成比例地增加。而在中密度1.5 vol%～3.0 vol%的情况下,粒子迁移率增加较少,而在足够密集浓度大于3.0 vol%的情况下,由于颗粒间的相互作用,无论浓度如何变化,粒子迁移率几乎保持恒定。