导读:本文包含了电特性重建论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:特性,媒质,场强,组织,磁共振,多孔,断层。
电特性重建论文文献综述
胥超[1]（2016）在《1.5T、3T和7T下MR EPT技术核心算法在介电特性非均匀组织中的重建误差研究》一文中研究指出生物组织在电磁场作用下表现出一定的电磁特性,即磁特性和电特性。其中磁特性指磁导率μ,由于人体组织属于非磁性物质,其磁导率值接近真空磁导率,因此人体组织的磁导率可以被看作常数；电特性也被称为介电特性,它包括介电常数和电导率,分别用宏观参数ε和σ表示。其中介电常数有时也被称作电容率,同时电导率和电阻抗互为倒数关系,因此电导率也可用电阻抗特性来反映。生物组织介电特性的大小跟多种因素有关：首先,生物组织介电特性具有频率依赖性,当组织处于时谐电场中时,其介电特性同外加电场的频率相关,在不同频率下,组织的介电特性会发生改变,一般随着频率的升高,人体各组织的介电常数随之减小,电导率却反而增大；其次,组织的介电特性还随组织温度变化而变化,不同温度下组织的介电特性是有差异的；另外,组织的介电特性还与组织内离子浓度,蛋白质含量及结合水与自由水的比例等有关,当组织的生理或者病理状态发生改变时,其介电特性也会发生变化。相关文献已表明,人体癌症组织与对应的正常组织的介电特性的差异较大,可达到30%以上甚至几倍,例如在25℃和200MHz条件下,正常乳腺组织的电导率和相对介电常数(相对介电常数为介电常数与真空介电常数的比值)分别为0.12S/m和20.2,而癌变乳腺组织的分别为0.79S/m和60.5,癌变情况下乳腺组织的电导率和相对介电常数值分别约是正常情况下的7倍和3倍。这种由于组织、器官生理或者病理状态发生改变导致的组织介电特性变化,有可能为癌症的早期诊断提供有价值的信息,甚至还有可能用于监测正常组织演化成癌症组织的整个过程。因此,生物组织的介电特性成像具有巨大的临床应用潜力。磁共振介电特性断层成像(Magnetic resonance electric property tomography, MR EPT)是继开端同轴线法、电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography, EIT)和磁共振电阻抗断层成像(Magnetic resonance electrical impedance tomography, MREIT)之后发展起来的新的介电特性成像方法。该成像技术不需要额外的测量电极,也不需要向人体注入电流,只需要使用标准磁共振成像系统和配套射频线圈即可,介电特性成像质量由其仅有的叁个成像环节(磁共振图像质量、B1 mapping技术和磁共振介电特性断层成像重建算法)共同决定,相比其他几种技术在临床运用中更具优势。磁共振介电特性断层成像的核心重建算法是wen等提出的以修改了的亥姆霍兹方程为基础的算法,当已知组织内的发射场分布时,便可由该算法求解组织内部的介电特性分布。在推导该算法的过程中需假设组织介电特性在小范围内保持不变,该假设在介电特性均匀的组织负载中应用时是成立的,此时MR EPT核心重建算法的误差较小,由该假设引起的误差可以被忽略。但是MR EPT核心重建算法在介电特性非均匀的组织负载中应用时,由该假设引起的误差比较大。近年来,MR EPT相关研究所采用的场强主要集中在1.5T、3 T和7T,在MR EPT核心重建算法中组织的电导率和介电常数与发射场之间的关系与频率有关,并且在磁共振工程实践中得到的磁共振图像信噪比也随频率增大而增大,所以在不同的场强下,磁共振介电特性断层成像核心算法在非均匀组织中应用时的误差可能不一样。针对磁共振介电特性断层成像核心算法在非均匀组织中存在的误差,目前,相关文献只在3 T场强下分析了该误差,在1.5 T和7 T场强下尚未有文献对该误差进行量化分析。本文分别在1.5T、3T和7T频率下量化分析MR EPT核心算法在非均匀组织中的误差,并对这叁个频率下的误差进行比较。MR EPT技术的叁个成像环节中,B1 Mapping技术是一个重要组成部分,该环节为后续的介电特性重建提供基础数据,由B1 Mapping技术得到的发射场数据将直接影响到介电特性重建结果的质量。目前,通过B1 Mapping技术可以比较容易地得到发射场的幅度,但由于其相位与接收场相位是混合在一起的,现有技术无法将其分离出来,因而无法直接测量得到,而且在工程实践中测量误差是不可避免的,因此为了能获得较准确的发射场数据,并以此为基础用于MREPT核心算法误差的量化分析,本文借助电磁仿真实验来得到较为准确的发射场的相位和幅度,在尽量减小B1 Mapping技术的影响的情况下,集中研究MR EPT核心算法误差。SEMCAD是一款基于时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)算法的叁维全电磁仿真设计软件。本研究中的电磁仿真实验是通过该电磁分析软件来完成的,可以分为五步。第一步,在SEMCAD中建立一个高通鸟笼线圈。高通鸟笼线圈由16个支柱、2个圆环、2个单位电流源和32个电容组成,其中16个支柱两两平行,分布于2个圆环之间,相邻支柱间的间隔相等,每个圆环上等间隔分布有16个电容,2个电流源位于同一圆环上,电流方向相反；第二步,建立介电特性非均匀的电磁模型。该模型是由40个介电特性均匀的薄片沿x方向(平行于鸟笼线圈腔体方向为Z轴方向)迭加组成的一长方体模型,各薄片的介电特性随x正方向线性增大,整个模型的介电特性变化范围涵盖了人体大脑主要组成成分(白质、灰质和脑脊液)的介电特性值(128MHz,37℃)。第叁步,获取1.5T、3T和7T频率下非均匀电磁模型的发射场分布。将长方体模型置于高通鸟笼线圈中心,通过调节鸟笼线圈2个环上电容的电容值,使线圈分别在64MHz(1.5T)、128MHz(3T)和298MHz(7T)频率下达到谐振状态,并对电磁计算区域进行网格划分,然后运行软件,进而获得非均匀电磁模型的发射场分布。第四步,利用MR EPT核心算法计算得到成像区域组织介电特性分布。从根本上讲,磁共振成像系统是负载与特定电磁场相互作用的系统,因此它检测到的信号必然携带负载内部的电磁特性分布信息。MREPT核心算法建立了负载介电特性与所测得的电磁场(发射场)之间的直接关系,获得负载的发射场分布后,便可由MR EPT核心算法求出负载的介电特性分布。第五步,计算介电特性重建结果的误差。在SEMCAD中,获取电磁模型磁场分布的同时还可以获得电磁模型内部真实的介电特性分布,借助模型的真实介电特性分布,便可以计算介电特性重建结果的误差。本研究分别计算重建结果的绝对误差和相对误差分布,用它们来评估重接结果误差的分布情况,除此之外还求得每幅重建图像模型区域内的平均相对误差,以此来评估整个重建区域误差情况。为了更加全面的考察MR EPT核心算法在非均匀电磁模型中应用时的误差情况,本研究分别计算了电磁模型在垂于x、y和z轴方向的截面上介电特性重建结果的误差。电磁模型同一截面上介电特性重建结果的相对误差随着场强的升高而降低。当场强分别为1.5T、3T和7T时,垂直于x轴方向的平面上电导率重建结果的平均相对误差分别为3.33%、2.21%和1.28%,相对介电常数的分别为20.70%、11.22%和5.21%；垂直于y轴方向的平面上电导率重建结果的平均相对误差分别为7.06%、6.85%和5.14%,相对介电常数的分别为18.24%、6.30%和2.51%；垂直于z轴方向的平面上电导率重建结果的平均相对误差分别为8.15%、7.12%和5.47%,相对介电常数的分别为25.72%、10.57%和3.98%。本课题比较了1.5 T,3 T和7 T下MR EPT核心算法在非均匀组织中的重建误差。在不同场强下,该算法的重建误差不同,随着场强的增大,重建结果的误差减小。当场强为最大值7T时,电导率和相对介电常数的平均相对误差可分别减小为1.28%和2.51%。本文在不同频率下MR EPT核心算法在非均匀组织中的重建误差的分析结果,对高精度的MR EPT重建技术有一定的参考价值,为推动将这一新技术早日应用到癌症早期发现临床诊断中做出贡献。(本文来源于《南方医科大学》期刊2016-05-25）
刘述伦[2]（2015）在《影响骨重建的力—电特性分析》一文中研究指出骨能够感受它所处的外部环境,并对外部环境的改变作出反应,这个过程被称为骨重建。现在普遍认为影响骨重建的主要因素有骨内应力、骨内液体压力、骨内流体剪应力和流动电势等,因此研究骨受动态荷载作用时的力-电特性,不仅是了解应力和电刺激骨生长和吸收的前提步骤,也是实现骨重建和治疗的理论基础。研究骨的力-电特性、骨生长与力和电的关系,可以从微观的角度去理解骨生长和重建的机理,在医学上有着广泛的应用前景,有助于各种骨代谢疾病的研究和新的骨代谢疾病治疗方案的提出。本论文以此为出发点研究了骨受动态荷载作用时骨内液体的压力分布、骨小管内的流体剪应力和流动电势。本论文的研究内容主要有:建立了单个骨单元的环形圆柱体模型,考虑单个骨单元受轴向循环载荷作用,并且考虑了哈佛氏管中血压振荡的影响,将骨单元中的孔隙液体压力和流体流动速度与血压联系了起来,这是本论文的一个创新点。固体骨架看作是横观各向同性的多孔材料,而且固体基质和间隙液体都被看作是可压缩的,应用多孔介质弹性理论,分析了骨单元中的孔隙液体压力分布和流体流动速度。得到了骨单元中的孔隙液体压力和流体流动速度的解析解,并分析了轴向应变幅值、轴向载荷频率和渗透率等参数对孔隙液体压力和流体流动速度的影响。研究了当单个的骨单元受外部的循环轴向荷载和血压共同作用时骨小管内的流体流动特点、流体的剪应力和骨小管中的电场分布及流动电势。在本论文中创新性的考虑了骨小管中的骨细胞以及电粘性效应,而且还创新性的研究了骨细胞突起表面所受的流体剪应力。在骨小管这个微管系统中可以将骨小管中的液体看作是不可压缩的,然后基于不可压缩流体的纳维-斯托克斯方程,我们得到了骨小管内液体的流动速度分布、流体剪应力分布和骨小管中的电场分布及流动电势,并且研究了轴向应变幅值、轴向载荷频率、血压幅值、血压频率和渗透率等参数对骨小管内的流体流动速度、流体剪应力和骨小管中的电场分布及流动电势的影响。根据电场和流体的控制方程,采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,通过COMSOL中的MEMS模块建立多物理场模型,选择计算了一种松质骨细观模型在一定压力驱动下产生的稳态流动电势,并且分析了压力、Zeta电势、离子数浓度等参数对该模型流动电势的影响。依照松质骨的四种细观结构,通过3D打印机打印出放大尺寸的模型,打印材料为PLA。然后利用落锤冲击实验研究了不同微观结构的松质骨结构模型在冲击荷载作用下的动态力学性能。并且用高速摄影机记录了不同模型受冲击力作用时的破坏特点。(本文来源于《暨南大学》期刊2015-06-30）
闫丽萍,黄卡玛,刘长军[3]（2005）在《用于生物组织电特性重建的探头研究》一文中研究指出对适用于分层生物组织电特性重建的宽带同轴贴片探头进行了研究。采用时域有限差分(FDTD)法分析了同轴贴片探头在叁层生物组织中的场分布,结合遗传算法(GA)优化了探头的尺寸。优化设计出的圆形同轴贴片探头具有轴对称特点,辐射近场在生物组织中透入深、分布集中,反射系数的频率响应特性好,适用于局部分层生物组织电特性的重建,实验证明探头的设计优化是正确的。(本文来源于《电波科学学报》期刊2005年03期）
闫丽萍[4]（2003）在《生物浅表组织电特性叁维重建及其应用研究》一文中研究指出生物医学工程是目前发展最快的技术领域之一，已经取得了令人震惊的成就，并仍旧具有更广阔的发展前景。在生物医学工程众多的研究领域中，生物医学成像是一个重要分支，在病情诊断及身体检查中发挥着重要的作用。研究表明，高含水正常组织与低含水正常组织的介电常数和电导率差异很大，而病变组织与正常组织的介电常数和电导率差异也非常大，这为利用电磁技术探测不同的组织、以及检测病变组织的存在，尤其是癌症的早期发现提供了有利的依据。癌症的早期发现对提高治愈率有着至关重要的作用。 电磁成像技术中微波成像和低频电阻抗成像技术复杂、系统庞大，对浅表组织中的皮肤等薄层结构分辨率不足，只能提供该区域内多种组织的等效复介电常数，而利用各种探头直接测量生物组织介电特性时，只能测量均匀组织或不均匀组织总体等效复介电常数。针对这些缺点，本文提出了基于分层均匀生物组织模型，利用体表测量信息对浅表生物组织的电特性进行叁维重建的方法。本文完成的主要工作有：提出了从体表电磁测量结果重建浅表生物组织叁维电特性的方法；优化设计了适用于分层均匀生物组织的测量探头；研究了遗传算法在本文逆问题求解中的应用；分析了生物组织中的血管及血液流动对探头测量结果的影响；利用本文设计的测量探头与重建方法实现了人体背部浅表叁层组织电特性与厚度的重建。 本文针对浅层皮下生物组织电特性的重建提出了基于分层均匀组织结构，从体表测量信息获得浅表生物组织叁维电特性的方法。首先把复杂的生物浅表组织简化为由皮肤、脂肪、肌肉等组成的分层均匀组织，既考虑了生物体包含中文摘要皮肤这种薄层结构的实际，又在一定程度上进行了简化，这为本文问题的求解带来了极大的方便。然后利用测量探头与皮肤接触时测得的反射系数，重建皮肤、脂肪等薄层组织的电导率和介电常数。通过对一个区域的扫描测量，可以获得该区域生物浅表组织电特性的叁维分布。使用分层均匀组织模型的重要前提是进行局部区域测量，所以测量探头具有辐射近场可以透入生物组织内部、分布集中，反射系数对较深层组织的电特性变化敏感的特点。针对以往同轴探头的不足，本文提出了同轴激励的微带贴片天线探头。 生物组织电特性的叁维重建包括正问题求解和逆问题求解两部分。为了获得宽频带测量探头的反射系数，正问题采用时域有限差分法(FDTD)求解生物组织内电磁场分布并获得探头的反射系数。逆问题为非线性的病态问题，在FDTD求解正问题的基础上，采用基于遗传算法(GA)的优化方法重建分层生物组织的叁维电特性。 通过利用FDTD与小种群遗传算法(MGA)相结合对同轴激励贴片探头的尺寸进行了优化。优化后的探头具有轴对称结构，可以大幅度缩短正问题计算时间。在ZGHo7GHz的频带范围内，该探头在分层生物组织中的近场透入深，反射系数的频率响应特性好，而且反射系数对组织结构及电特性的变化敏感。实验数据表明数值计算模拟结果与实验测量结果相吻合。 在传统遗传算法(CGA)的基础上设计了适用于本文逆问题求解的遗传算子，即改进的GA，并且采用MGA(Miero一GA)对分层生物组织电特性的重建进行了尝试。研究结果表明:无论是采用改进后的遗传算法还是MGA都可以重建出分层生物组织的电特性与结构，对分层生物组织的厚度的重建非常精确，对分层生物组织的电特性重建存在一定误差。 对改进遗传算法参数的分析研究中发现，对于类似逆问题的求解，种群规模控制为100左右比较合适。采用均匀交叉算子、复制与联赛相结合的选择算子，以及基于共享机制的小生境技术可以大大提高遗传算法的性能，加快算法向最优结果的收敛。 测量信息对重建结果影响的研究表明:如果测量误差低于10%时，可以重建分层组织的电特性及结构。测量结果并非越多越好，如果测量值个数过多，则相邻频点的反射系数差别不大，再加上一定的测量误差，使能同时满足条件的解不存在，搜索结果反而偏离真实解。但测量个数过少，不能提供足够的信Il四川大学博士学位论文息，病态问题存在非唯一解，搜索出的结果不一定是真实解。分析结果表明，对本文的重建问题，测量数据的个数应在20与50之间比较合适。实验表明，采用该方法可以实现分层介质电特性的重建。 考虑到实际生物组织中分布有血管，有些情况下血管并非毛细血管，如挠静脉、颈动脉等，其存在不能忽略。本文建立了有血管存在的生物分层组织模型，在此基础上首次分析了血液的存在及流动对测量探头反射系数的影响。模拟结果表明:1)如果有血管存在，在建模时考虑血管与否对测量探头反射系数的模拟计算会产生很大的影响，而且随频率变化呈现较大的波动。如果在生物组织的建模中不考虑血管的存在，反射系数的这种变化必将影响到分层生物组织电特性的重建。2)血管管径的变化及血管位置在一定范围内的改变对测量探头反射系数模拟计算的影响不大。3)血液流动速度低产生的感应电流非常小，因此血液的流动对测量探头反射系数几乎没有影响。(本文来源于《四川大学》期刊2003-09-01）
赵翔,黄卡玛[5]（2003）在《同轴线中分层媒质电特性重建的病态问题研究》一文中研究指出本文研究同轴线中分层媒质电特性重建的病态问题 ,对病态出现以及病态加剧的原因进行分析 ,指出与改变同轴线终端负载进行多次测量相比 ,改变频率多次测量可获得更多有效的信息以确保重建结果的唯一性和改善问题的病态特性 .采用Levenberg Marquardt算法的模拟重建结果证实了这一点 .该结论对实际测量结果重建具有指导意义 .(本文来源于《电子学报》期刊2003年06期）
张钢钢[6]（1996）在《用于二维电特性分布图重建的主动式微波成像系统》一文中研究指出本项工作的目标是开发一套用于高温治疗的监测与评估微波成象系统。为了达到这一目的,我们设计了四个发送通道和四个接收通道的硬件装置并实现了有关的(本文来源于《国外医学.生物医学工程分册》期刊1996年03期）
秦成德,胡阳,王君健,李孝光[7]（1991）在《培养心肌细胞的被动电特性及其重建》一文中研究指出材料为新生3—5天Wistar大鼠乳鼠,取其心尖组织,以常规方法消化培养,得到搏动或无搏动的心肌细胞簇。在倒置显微镜下,以玻璃微电极记录培养心肌细胞的电活动,并触发MEZ8201放大器产生nA级恒流刺激。当向细胞内注入内向或外向电流刺激时,可在细胞内引导出去极化或超极化方向的膜电位反应波形,由(本文来源于《中国病理生理杂志》期刊1991年02期）
电特性重建论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
骨能够感受它所处的外部环境,并对外部环境的改变作出反应,这个过程被称为骨重建。现在普遍认为影响骨重建的主要因素有骨内应力、骨内液体压力、骨内流体剪应力和流动电势等,因此研究骨受动态荷载作用时的力-电特性,不仅是了解应力和电刺激骨生长和吸收的前提步骤,也是实现骨重建和治疗的理论基础。研究骨的力-电特性、骨生长与力和电的关系,可以从微观的角度去理解骨生长和重建的机理,在医学上有着广泛的应用前景,有助于各种骨代谢疾病的研究和新的骨代谢疾病治疗方案的提出。本论文以此为出发点研究了骨受动态荷载作用时骨内液体的压力分布、骨小管内的流体剪应力和流动电势。本论文的研究内容主要有:建立了单个骨单元的环形圆柱体模型,考虑单个骨单元受轴向循环载荷作用,并且考虑了哈佛氏管中血压振荡的影响,将骨单元中的孔隙液体压力和流体流动速度与血压联系了起来,这是本论文的一个创新点。固体骨架看作是横观各向同性的多孔材料,而且固体基质和间隙液体都被看作是可压缩的,应用多孔介质弹性理论,分析了骨单元中的孔隙液体压力分布和流体流动速度。得到了骨单元中的孔隙液体压力和流体流动速度的解析解,并分析了轴向应变幅值、轴向载荷频率和渗透率等参数对孔隙液体压力和流体流动速度的影响。研究了当单个的骨单元受外部的循环轴向荷载和血压共同作用时骨小管内的流体流动特点、流体的剪应力和骨小管中的电场分布及流动电势。在本论文中创新性的考虑了骨小管中的骨细胞以及电粘性效应,而且还创新性的研究了骨细胞突起表面所受的流体剪应力。在骨小管这个微管系统中可以将骨小管中的液体看作是不可压缩的,然后基于不可压缩流体的纳维-斯托克斯方程,我们得到了骨小管内液体的流动速度分布、流体剪应力分布和骨小管中的电场分布及流动电势,并且研究了轴向应变幅值、轴向载荷频率、血压幅值、血压频率和渗透率等参数对骨小管内的流体流动速度、流体剪应力和骨小管中的电场分布及流动电势的影响。根据电场和流体的控制方程,采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,通过COMSOL中的MEMS模块建立多物理场模型,选择计算了一种松质骨细观模型在一定压力驱动下产生的稳态流动电势,并且分析了压力、Zeta电势、离子数浓度等参数对该模型流动电势的影响。依照松质骨的四种细观结构,通过3D打印机打印出放大尺寸的模型,打印材料为PLA。然后利用落锤冲击实验研究了不同微观结构的松质骨结构模型在冲击荷载作用下的动态力学性能。并且用高速摄影机记录了不同模型受冲击力作用时的破坏特点。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电特性重建论文参考文献
[1].胥超.1.5T、3T和7T下MREPT技术核心算法在介电特性非均匀组织中的重建误差研究[D].南方医科大学.2016
[2].刘述伦.影响骨重建的力—电特性分析[D].暨南大学.2015
[3].闫丽萍,黄卡玛,刘长军.用于生物组织电特性重建的探头研究[J].电波科学学报.2005
[4].闫丽萍.生物浅表组织电特性叁维重建及其应用研究[D].四川大学.2003
[5].赵翔,黄卡玛.同轴线中分层媒质电特性重建的病态问题研究[J].电子学报.2003
[6].张钢钢.用于二维电特性分布图重建的主动式微波成像系统[J].国外医学.生物医学工程分册.1996
[7].秦成德,胡阳,王君健,李孝光.培养心肌细胞的被动电特性及其重建[J].中国病理生理杂志.1991
论文知识图
