摘要：静态CT技术突破了传统螺旋CT的成像方式限制,具备实现更高空间分辨和时间分辨成像的能力。多源静态CT采用了双环结构设计,导致需要匹配专用的散射校正技术,尤其是基于软件的散射校正。针对这个需求,我们研发了一款新的基于软件的散射校正,并通过扫描多种模型评估成像效果。结果显示,所研发的基于软件的散射校正可以减少散射辐射对成像效果的影响。

摘要：为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分(Proportional-Integral,PI)温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器(Thermoelectric Cooler,TEC)的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor Logic,TTL)信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到±0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。

摘要：为了实现对近红外荧光的高分辨率扫描,设计了工作在近红外光谱区的激光共聚焦光学系统。采用结构简单的凹凸双透镜物镜实现了照明光路和发射光路的设计,并采用Zemax软件进行了光学设计和仿真。实验表明:照明光路的聚焦弥散斑小于1μm,照明针孔处的聚焦光斑小于40μm,满足照明针孔的尺寸要求;发射针孔处的聚焦光斑小于10μm,满足探测针孔尺寸要求;同时照明光路和发射光路的MTF曲线的截止频率都分别满足其衍射极限分辨率的要求,照明光路在全视场空间分辨率420lp/mm处MTF>0.08,发射光路在全视场空间频率400lp/mm处MTF>0.07。

摘要：为实现卧床病员生命状态的无感实时监测,设计了一种非接触式呼吸率与心率监测系统。首先,根据心脏射血收缩过程的力学特性,选择灵敏度高、稳定性好的压电陶瓷传感器采集心冲击力学信号。对信号进行去噪,滤波放大等处理,通过数字化采集得到心冲击图(Ballistocardiogram,BCG)。其次,通过对心冲击图进行平滑滤波提取呼吸信号,利用快速傅氏变换(FFT)获取呼吸信号频率。采用带通滤波器去除BCG信号的呼吸包络以及高频干扰,获取BCG信号的单位时间J波波峰数,推算出心率值。最后,为验证系统的准确性与一致性,与BIOPAC采集的呼吸及心电图(Electrocardiogram,ECG)信号进行比对,结果表明本系统呼吸误差率小于4.5%,心率误差率小于9.7%。通过Bland-Altman分析,表明监测系统的心率测算准确度与BIOPAC具有较好的一致性。

摘要：设计了一种声光驱鸟控制系统。以STM32微处理器为核心搭建硬件控制系统,并给出了具体的硬件电路实现。为了解决鸟类适应性问题,设计了不同档位之间的切换。为了验证系统的性能,对所测LED的光斑区域进行等面积划分,并对其照度进行了测试。结果表明:所设计的系统光照照度达到200 Lx以上,为设计新型驱鸟系统提供了参考。

摘要：利用液晶空间光调制器和夏克-哈特曼波前探测器作为核心器件搭建了一套开环双光源液晶自适应光学视网膜成像系统。系统采用人眼屈光0D基准设计并使用动态视标定位人眼,提高了人眼在测试时的稳定性,有效降低了由不同人眼个体差异带来的影响。通过补偿镜预补偿,配合微调照明光焦面,使照明光聚焦在眼底视觉细胞层,保证了像差探测精度和成像质量。利用人眼的偏振特性,采用偏振光照明的方式,将系统的能量利用率提高了20%。优化了系统的工作流程,优化后系统连续工作频率可超过20Hz。对4名志愿者进行了实验,均获得了清晰的眼底视网膜细胞图像。

摘要：研制了用于月基极紫外成像相机的二维极紫外位敏阳极光子计数成像探测器原型样机,该探测器系统主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1.5mm,有效直径为47 mm的三电极楔条形位敏阳极,研制了最高计数率为200 kHz的前端模拟和数字电路。测量了探测器的暗计数率、脉冲高度分布、增益、线性及空间分辨率等工作特性。测量结果表明,探测器的空间分辨率为7.13 lp/mm(即0.14 mm),满足月基极紫外相机对空间分辨率的要求。

摘要：体域网作为无线传感器网络在生物医学领域的一个重要分支能够远程实时监测人体多项健康数据。针对基于体域网采集到的多模态健康数据融合与分析方法进行研究,设计了一套包括动态心电传感器、血压传感器和血氧饱和度传感器的体域网组网方式,提出了一种基于贝叶斯网络模型和推理算法的心肌缺血监测识别方法。通过对60例确诊心脏病患者施行单一模态动态心电监测和多模态健康数据监测对比实验,验证了所提出的多模态健康数据融合方法能够有效提高无症状性心肌缺血的检出率,为临床应用提供了一种新的辅助判别手段。

摘要：脉冲优化设计是进行磁共振波谱分析、磁共振成像等的关键技术,目前常用的优化工具是最优控制理论。本文首先简要介绍MR最优控制理论,在此基础上对梯度上升算法、Krotov算法、伪谱法等三种常用的脉冲优化算法进行介绍和对比,并针对实际应用中存在的带宽、射频场不均匀性、弛豫等影响因素给出相应的算法扩展。

摘要：微流控芯片应用于细胞分析分选、微生物检测时,在流动区域中可能会形成驻点,驻点的存在可能会引起流道拥堵、样品污染、纯度下降等问题。针对该问题,设计了一种微流控芯片,利用逆流鞘液避免细胞在驻点区域接触壁面,从而防止细胞聚集阻塞流道,同时对分选通道和废液通道中样品流再次聚焦,使样品流动更加稳定。利用Fluent软件对这种微流控芯片中的流场进行仿真分析,得到其流动状态,验证了引入逆流鞘液对于避免驻点引起的阻塞问题具有一定作用,对设计应用于细胞分析分选的微流控芯片具有参考价值。