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国家自然科学基金(81171424): 作品数：17 被引量：54H指数：5; 相关作者：刘志朋殷涛张顺起马任周晓青更多>>; 相关机构：中国医学科学院北京协和医学院中国医学科学院英国卡迪夫大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金天津市应用基础与前沿技术研究计划天津市自然科学基金更多>>; 相关领域：医药卫生理学一般工业技术自动化与计算机技术更多>>

磁声耦合声信号幅频特性的实验研究被引量：5: 2013年; 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。; 刘志朋马任张顺起朱珍珍殷涛王延群; 关键词：激励源声信号幅频特性频谱分析

小鼠背部皮肤的在体阻抗谱实验研究被引量：1: 2017年; 皮肤中角质层与其他层面阻抗的巨大差异,使得将皮肤作为一个整体的阻抗特性研究较难开展。研究在体条件下无创或微创地检测与分析包含角质层的小鼠背部皮肤的阻抗特性。使用Agilent 4294A阻抗分析仪,测量麻醉状态下的15只C57BL/6小鼠背部皮肤的电阻抗频谱,使用表面电极和银针电极,分别对应皮肤和活性皮肤层阻抗数据。在整个实验频率范围(40~10~7Hz)内,随频率升高,皮肤阻抗幅值呈现-20dB/dec下降;活性皮肤层在40~10~3Hz之间幅值呈现-10 dB/dec下降,而在10~3~10~7Hz之间呈现-3dB/dec下降。皮肤相位随频率上升呈现V型曲线,而活性皮肤层相位呈现Π型曲线。低频时,皮肤阻抗完全由角质层阻抗组成,活性皮肤层的贡献可以忽略不计;当频率为10~5Hz时,活性皮肤层阻抗占皮肤的10%多,而在10~7Hz以上时,活性皮肤层阻抗占整个皮肤的80%以上。皮肤阻抗与活性皮肤层阻抗在10~3Hz以下具有显著性差异(P<0.05),在10~4Hz以上无显著性差异。结果表明,表面电极与银针电极相结合的对比分析方法能够在微创前提下有效分析角质层在皮肤阻抗中的作用。; 李颖宋冰刘志朋殷涛; 关键词：小鼠皮肤角质层阻抗在体

基于声学不均匀特性的磁感应磁声成像声压解析被引量：5: 2014年; 目的依据人体声学参数,探索磁声耦合成像声信号在声学非均匀媒介中的传播对检测结果的影响。方法参考人体组织声学特性建立仿真模型,借助有限元分析工具进行电磁场仿真,采用时域有限差分方法求解磁声信号在仿真模型中的传播,并在自由空间采集声压信号。最后,对比研究磁声信号在声学均匀模型和声学非均匀模型中的传播过程。结果在两个声学模型中声源分布相同,声学非均匀模型中采集的声压信号峰值数量多于声源边界,且声压峰值间的时间间隔与声源边界之间的距离不匹配。结论初步揭示了声学非均匀特性对磁感应磁声成像的影响,为声学非均匀媒介的重建算法研究奠定了一定基础。; 张伟马任张顺起殷涛刘志朋; 关键词：时域有限差分声传播电阻抗

基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究被引量：8: 2015年; 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。; 张顺起周晓青殷涛刘志朋; 关键词：频域锁相放大幅值相位

基于波形求和的不同厚度介质磁声信号时频特性研究被引量：1: 2015年; 基于磁声耦合效应的生物组织电特性功能成像方法在肿瘤的早期诊断方面具有重要研究意义,其中磁声信号时频特性是该检测成像方法信号检测处理和图像重建中的重要研究内容。本文基于磁声耦合格林函数解,采用基于时间延迟的波形求和方法,对矩形介质模型的准一维下声传播情况进行分析,计算磁声耦合声信号的时域波形,对不同厚度介质模型的磁声信号进行正问题仿真计算,并通过实验测量磁声信号波形验证仿真结果,证明了波形的叠加求和使不同电导率分布介质的磁声信号具有不同的时频特性。仿真结果表明,当介质厚度小于波形周期时,磁声信号宽度大于激励脉宽;随着介质厚度的增加,磁声信号脉冲宽度逐渐增加,峰值频率逐渐降低;当介质厚度大于激励周期时,磁声信号脉冲频率特性与激励频率近似相同。不同厚度介质样本的实验验证了仿真结果。该研究为磁声耦合成像中基于磁声信号时频特性对介质声源电导率的重建打下基础。; 张顺起殷涛马任刘志朋

Research on the weak acoustic signal features based on magneto-acoustic effect被引量：2: 2016年; The electrical characteristics of tissue yield valuable information for the early diagnosis of pathological changes. Magneto-acoustic tomography( MAT) is a novel functional imaging approach for imaging electrical conductivity. It combines the advantages of high spatial resolution of ultrasonic imaging and high contrast ratio of electrical impedance tomography. It has potential application value in the early tumor diagnosis and bioelectricity monitoring. The analysis and detection of the magneto acoustic signal have a key role in improving the contrast resolution,imaging resolution and reconstruction accuracy of the electrical conductivity image. In this paper,the amplitude,the waveform characteristics and the frequency characteristics of the magnetic sound signal are review ed by the theoretical research,simulation and testing experiments of the weak magneto-acoustic signal.; ZHANG ShunqiYIN TaoLIU Zhipeng; 关键词：AMPLITUDE WAVEFORM

频域磁声耦合成像实验系统研究: 2015年; 目的:研究设计频域磁声耦合成像系统,以实现组织样本的电导率成像。方法:采用连续波正弦信号激励产生磁声信号,利用锁相放大器进行磁声信号的频域幅值和相位的检测,设计基于虚拟仪器的磁声成像实验系统控制程序,进行金属模型的磁声信号实验验证。结果:设计的频域磁声成像实验系统信号幅值检测精度明显提高,达到10-7Pa,实现了磁声信号声源的空间定位,定位精度达到mm级。结论:设计的频域磁声耦合成像系统实现了低频激励下高分辨率声源定位,对于磁声耦合声源理论的研究以及提高磁声成像的精度具有重要意义。; 张顺起周晓青殷涛刘志朋; 关键词：频域锁相放大

基于声换能器特性的磁感应磁声成像正问题分析被引量：6: 2012年; 目的在考虑声换能器特性的基础上,对磁感应磁声成像的正问题进行研究,并探讨其声源的产生、传播及接收机制。方法参考CT的三维Phantom仿真模型建立磁感应磁声成像正问题的模型,并结合电磁场理论利用有限元软件comsol仿真分析模型内部电导率分布与磁场和磁感应电场的关系,得到模型内部的磁感应电流分布。然后再深入研究声偶极子模型,并检测分析声换能器的特性后,给出相应的仿真声信号检测结果。结果磁感应电流密度在中心位置处为0,在电导率边界处变化较大,声换能器的检测声场分布和声偶极子传播的指向性会极大的影响声换能器接收到的磁声信号的值。结论为磁感应磁声成像实验研究及由声信号重建物体内部的电导率分布提供理论基础。; 马任殷涛张顺起刘志朋

基于声换能器特性的三维磁感应磁声成像重建算法被引量：1: 2014年; 为了完善磁感应磁声成像算法,使其在真实声检测系统下都适用,研究声换能器特性对磁感应磁声成像重建效果的影响。依据换能器声场分布测量数据,采用插值方法建立真实声换能器三维声场分布模型,利用格林函数法及离散化方法建立磁感应磁声成像正逆问题算法。为了验证该算法,分别采用球扫描和柱扫描方式进行仿真。基于S-L CT仿真模型建立三维仿体电导率模型,用有限元方法对瞬态电磁场进行分析,根据计算的涡流分布结果,使用Matlab进行数值计算。仿真结果表明:该算法可基本重建出原始力源的分布,重建图像的相关系数分别达到98.49%和94.96%,对一般声换能器比较适用。该研究为进一步的实验研究和实验重建的精确性提供理论依据。; 马任张顺起殷涛刘志朋; 关键词：三维重建

基于磁声耦合效应的聚焦电刺激方法的初探被引量：15: 2015年; 神经电刺激是一种重要的治疗和脑科学研究手段,本研究基于磁声电耦合原理,提出用聚焦超声实现电介质样本聚焦电刺激,并开展了验证实验。我们使用聚焦超声换能器向置于静磁场中的导电样本打入超声,测量了沿不同方向样本两端产生的电信号,使用声场分析仪和磁声耦合电刺激系统分别测试了声场和电场在同一区域内的分布,并将二者归一化后进行对比。实验结果证明,在实验条件下,待刺激样本中会产生与声场、静磁场方向均正交的感应电场,且超声换能器的声场与感应电场的分布之间存在较高一致性,二者在测试平面中心线上的相关系数分别为0.930和0.997,初步证明了该方法的可行性。; 李慧雨周晓青张顺起马任殷涛刘志朋; 关键词：聚焦超声电刺激声场分布电场分布相关系数

国家自然科学基金(81171424)

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