一、动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化（论文文献综述）
闫杰杰[1]（2020）在《基于平行板电容法的组织电特性在体测量方法研究》文中研究表明生物组织有其特定的电特性,它与组织的含水量、温度、血流丰富程度以及细胞的类型、密度以及细胞膜结构等多种因素有关。组织生理状态或病理状态的变化会导致这些因素的改变,即会引起组织电特性的变化。反之,如果组织的电特性发生了变化,则表明组织的生理或病理状态发生了改变。因此,生物组织电特性测量有助于早期癌症的筛查,为临床诊断早期癌症提供了一种具有前景的治疗手段。同时,了解生物组织的电特性信息还为临床手术如射频消融术等提供了手术指导。本文将基于平行板电容的阻抗分析法,设计制作一种新型的引线型平行板电容器并搭建一套仿体与组织电特性（电导率与介电常数）的测量系统,并在0.5 MHz-10 MHz范围内对仿体、离体组织以及小鼠在体肝脏肿瘤组织的电特性进行测量与分析。本论文的主要工作包括:（1）通过COMSOL Multiphysics仿真软件对所设计的电容器极板的间距、厚度以及半径进行仿真,通过产生的附加电容大小得到最优尺寸。（2）基于抑制电容器边缘效应理论设计了新型的引线型平行板电容器,对板间电场分布与电势分布进行仿真,并与已有的电容器进行比较,证明了引线型电容器的可行性及优异性.（3）根据仿真结果制作了引线型电容器,使用0.01-0.07 mol/L的Na Cl标准液对电容器进行校准并对标准值与测量值进行了误差分析。（4）使用引线型电容器测量了仿体、离体猪肉组织以及小鼠在体肝脏肿瘤组织在0.5 MHz-10 MHz频率下的电特性,分析了猪离体脂肪组织与肌肉组织、高含血量肌肉组织与低含血量肌肉组织电特性随频率变化的差异以及小鼠在体肝脏肿瘤组织在生长过程中的电特性随频率变化的趋势。研究结果显示,（1）在0.5MHz-10MHz范围内,无论是Na Cl溶液、仿体还是离体组织与在体组织,其电特性均遵循一个规律,即随测量频率的增加,电导率不断增加,介电常数不断减小;（2）猪离体肌肉组织的电特性值高于脂肪组织,高含血量肌肉组织电特性高于低含血量肌肉组织;（3）随着小鼠肝脏肿瘤的不断生长,其电特性值在相应的频率下更高。测得肝脏肿瘤在其频带内的电导率为0.2401-0.614 S/m,约为正常肝脏组织较低频带内的1.62倍,中频带内的1.15倍,较高频带内1.94倍;其频带内的介电常数为546.3-3545,约为正常肝脏组织较低频带内的1.28倍,中频带内的1.08倍,较高频带内的2.44倍。实验测得的电特性数值均落在文献中的数据之内,体现了引线型平行板电容器测量的准确性,也为组织良恶性判断提供了数据基础;（4）通过对小鼠肝脏肿瘤组织电特性曲线的拟合分析获得了两个参考系数y0和A,在进行肿瘤的良恶性分析时可将其作为参考依据辅助诊断,提高诊断效率。
徐逸帆[2]（2020）在《基于阻抗反馈的生物电刺激系统设计与实现》文中指出随着生物科学技术的飞速发展,生物医学工程领域受到了广泛的关注和研究。生物电刺激器由于其便携、成本低、操作简单等优点已经成为生物生理药理学研究的一种重要实验仪器,在动物实验中被广泛使用。现有刺激器多采用开环控制结构、单波形输出,存在精度低、可调节性差、不稳定等缺点。因此,设计开发一款高精度、多功能、具备可视化模块的生物刺激器具有重要的现实意义,具体工作如下:（1）开展基于改进遗传算法的生物电阻抗特征参数提取研究。该方法针对传统遗传算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,分析种群个体特别是精英个体的特征,使用最小一乘法重新定义适应度函数,并制定精英保留策略;对标准阻抗数据集和实际测量情况进行分析,通过添加奇异点和随机噪声,建立符合实际情况的三类仿真数据集;基于仿真数据集进行实验,将所提算法与其他三种算法的拟合结果进行比较,结果表明本文提出的算法具有拟合精度高鲁棒性强的优点,为全面准确分析生物组织生理病理状态提供了有效工具。（2）设计基于阻抗反馈和电流反馈的高精度多波形生物刺激系统。首先,针对多波形输出需求,设计了基于高压运放和数控波形算法的高压多波形方案,实现正弦波、方波、三角波和可定制的任意波形编程输出;然后,针对高精度控制需求,采用阻抗反馈和高精度微弱电流测量技术,实现输出波形恒流或恒压控制,有效避免了阻抗变化导致的刺激电流不稳定的问题;接着,针对多台刺激器同步输出需求,采用单同步总线技术,实现微秒级同步效果;最后,通过引入GPRS通信技术,设计远程通信系统,实现设备远程联网功能。（3）搭建刺激系统测试平台验证系统性能。首先,针对刺激器功能,设计对应测试实验方案,完成实验测试系统搭建;然后,在给定阻抗负载模式下,对输出波形进行参数性能验证,实验结果表明,系统指标满足设计需求;最后,采用小鼠器脏作为实验对象,进一步验证生物阻抗特征参数提取方法,结果表明实际提取特征参数与阻抗理论模型相符,证明方法的有效性。
孙颖[3]（2020）在《基于开端同轴探头法的人体肿瘤组织介电特性测量及自动鉴别研究》文中研究指明生物组织的介电特性是固有物理属性,是在电磁场的作用下生物组织吸收和耦合电磁能的特性表征。对于人体组织,其介电特性可以为相关研究如术中组织良恶性鉴别,磁共振电特性断层成像（MR-EPT）等提供基础数据。因此,测量人体组织的介电特性、建立人体组织介电特性数据库具有重要意义。然而,目前对于人体组织介电特性的报道还不够全面。研究表明人体正常组织和肿瘤组织之间的介电特性存在显着的差别,这意味着可以通过介电特性的测量来辨别两种组织,这可能成为癌症早期发现的一种新的技术手段。比如,在癌症手术切除中手术切缘的检测,需要将肿瘤组织切缘切除干净以预防手术复发,但是,在使用开端同轴探头法进行人体组织介电特性测量时,需要多次测量后取均值来确定组织类型,这具有重复性低、测量误差高的缺点。因此,我们将机器学习算法应用到肺组织的介电特性测量中,从而实现正常组织和肿瘤组织的自动鉴别,这对于术中肿瘤组织边缘检测技术的实现具有重要意义。本文使用开端同轴探头法测量了肺癌转移和非转移淋巴结的介电特性。研究结果表明,在宽带频率下,转移和非转移淋巴结之间的介电特性值存在显着差异,在单频点下,差异具有统计学意义。并且,使用双极Cole-Cole方程对数据进行拟合,取得了很好的拟合效果。因此,此项研究不仅可以为其它相关研究提供基础数据,也可以为术中鉴别淋巴结是否转移提供了一种新的可能。本文又基于人体肺正常组织和肿瘤组织的介电特性值的差异,以长短期记忆网络（LSTM）网络为基础单元,搭建了一种基于序列的人体肿瘤组织自动鉴别模型—序列分析模型（Sequence Analyze Model,SAM）。将获得的分类结果与支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和多层感知器（Multilayer Perceptron,MLP）进行比较。SAM最终获得了 88.05%的分类正确率,明显高于SVM的83.19%和MLP的76.55%。这说明对比于SVM方法和MLP方法,本文提出的SAM对于组织类别的分类效果最好。在上述临床测量的基础上提出了一些测量方法的改进。1)使用Visual Studio 2012软件调用动态链接库指令,实现了对网络分析仪的直接控制,结合介电特性的计算过程,开发了一款人体组织介电特性计算软件。2)使用去离子水和质量分数0.9%的NaCl溶液分别作校准液,探索了测量误差和溶液相关性的关系,结果显示校准液和被测溶液介电特性相关性越强则测量结果越准确。这些都为以后的介电特性测量和相关研究提供了经验和参考。
王亚茹[4]（2019）在《肺癌的辅助检测方法及影响肺癌的空气污染因素研究》文中指出目前肺癌发病率和死亡率均位于恶性肿瘤之首,对人类健康造成严重威胁。居高不下的肺癌发病率和死亡率是多方面因素影响的结果。首先,肺癌筛查主要采用的CT技术,是形态性病变检测方法,很难发现处于功能性病变期的早期肺癌,使患者错过最佳治疗时机。电阻抗层析成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）技术作为新型功能性成像方法,在早期肺癌筛查方面具有非常好的发展前景,然而其空间分辨率远低于临床要求。其次,目前CT图像中肺结节的检测依靠人工阅片,繁重工作负担易造成不同程度的误诊和漏诊。再次,空气污染物已成为肺癌的主要致病因素之一,对肺癌发病率有着不容忽视的影响。基于以上背景,本文深入研究了肺组织的电学特性和肺癌EIT检测,基于CT图像的肺结节计算机辅助检测,以及空气污染物对肺癌发病率的影响,初步探索了肺癌组织CT图像特征与组织电导率之间的关联性,具体内容及结果如下:1、基于人体活性肺癌组织和肺正常组织的实测复阻抗数据,研究不同类型组织的阻抗模型、阻抗及介电频谱特性。建立肺部电导率分布模型,研究电导率分布及发生癌变后的电导率变化特性。结果表明:左肺的电导率整体上大于右肺,不同肺叶的电导率存在明显差异,呈现一定的规律性。左、右肺组织癌变后的电导率平均增长率分别为34.6%和31.4%,整体上平均增长33.5%;左肺下叶后基底和右肺上叶区域癌变电导率变化最为明显。将肺部电导率分布先验信息融入Tikhonov正则化图像重建算法（PI-TR）,并提出基于待检测目标的面积占比求解正则化参数的算法（AP-SPR）,与现有算法进行肺癌EIT检测对比实验。结果显示:相对于现有Tikhonov正则化（TR）算法,PI-TR算法重建图像的相对误差平均降低47.1%,相关性平均提高35.3%;相对于现有L曲线法,AP-SPR算法使TR和PI-TR重建图像的相对误差平均降低9.2%,相关性平均提高29.9%。2、提出无监督的聚类有效性指标（MSO指标）,不依赖任何聚类算法评估模式集的最佳划分类数,克服了现有聚类有效性指标的有监督性（依赖指定的聚类算法）、鲁棒性差和效率低的局限性。分别采用基于MSO指标、现有XB指标和现有PC指标的模糊C均值聚类算法（分别记为M-FCM、X-FCM和P-FCM）进行肺结节检测对比实验。结果显示:较X-FCM,M-FCM使肺结节检测的准确率平均提高3.3%,检测效率平均提高80.9%;较P-FCM,M-FCM使肺结节检测的准确率平均提高7.35%,检测效率平均提高74.6%。验证了MSO指标能够有效提高聚类算法肺结节检测的准确率及检测效率,更好地辅助医师解读CT图像及检测肺结节。3、提出基于扩展的?模糊测度的Choquet积分关联分析方法,不但评估典型空气污染物对肺癌的不同类型以及不同性别人群的影响,并且评估不同空气污染物之间的交互作用。提出基于粗糙集理论的规则挖掘方法,客观挖掘空气污染物与肺癌发病率间的关联规则。以天津市空气污染与肺癌发病率数据为例进行评估实验,并将评估结果与现有的主要评估结果进行对比,将本文方法与现有方法进行对比,分别验证本文评估结果及方法的可靠性。评估结果显示:SO2、PM2.5、NO2和O3是肺癌的主要影响因素;SO2、NO2和CO对鳞癌的影响较明显,O3、PM2.5和PM10对腺癌的影响较为突出;男性对SO2较女性敏感,而女性对PM10较男性敏感;O3和PM2.5之间,SO2、PM2.5和PM10之间分别存在明显的正交互作用;而SO2、O3和PM10之间,SO2、NO2和PM10之间,以及SO2、NO2和CO之间分别存在负交互作用;交互作用的程度对于腺癌和鳞癌有较大差异。4、初步探索肺癌组织CT图像特征与组织电导率之间的关联性。通过相关和回归分析,建立了腺癌组织CT图像特征惯性矩标准差（纹理特征）与组织电导率之间的回归模型,一定程度上揭示了腺癌组织的CT图像惯性矩标准差与其电导率之间的关联性,为根据腺癌组织的CT图像特征挖掘其电导率信息提供参考。
相尚志[5]（2019）在《三维胃动力阻抗检测控制系统设计》文中研究说明胃肠疾病属于常见病症,通常伴随着胃动力异常,通过功能性医学成像检测胃动力状态,在疾病治疗过程中起到一定的监护作用。本研究基于生物电阻抗技术为基础建立三维胃动力阻抗检测控制系统,系统采用多层电极探究更丰富的胃阻抗信息,难点在于简化系统结构复杂和提高数据采集效率等。本文主要工作内容如下:（1）通过生物组织的等效模型分析得到其基本电特性,结合离体胃体组织在1KHz2MHz频段内阻抗特性实验,分析激励信号频率与阻抗的关系。针对二维断层成像信息不足,本研究结合电阻抗成像的理论基础和胃动力特点,设计了共48个电极的三维胃动力EIT阻抗检测系统,系统主要包括电极选通模块、信号预处理模块和阻抗信息解调模块等。（2）提高系统采集效率。首先,对多层电极的选通模型进行优化,提出一种基于频率变换的自适应电极选通模型,充分利用有效测量电极和排除无效测量电极,提高系统合理性。在相对激励、相邻采集过程中,通过有效电极窗矩阵选择有效电极,至少能降低系统4.5%的电极选通量,从而减少了重构算法中雅克比矩阵的维数、抑制算法时间复杂度和逆问题病态性。其次,利用幅度和相位检波器AD8302,降低模拟阻抗解调技术在硬件电路的复杂度,提高模块对周围高频信号的抗干扰性。而对于芯片的相位检测极性模糊问题,利用多参考信号交叉解调和相位比较算法得到信号间的具体相位信息。（3）通过设计信号选通模块实验,选通模块精度的相对误差为（-0.0055,0.0122）,并利用单因素方差证明了选通模块对信号的频率和激励电极位置不敏感特性。在阻抗解调模块实验中,对实验电路进行不同频率激励信号下的复阻抗检测,得到了模块的最大幅度误差为3.41dB,最大相位误差为6.86。最后还进行了胃阻抗模拟实验,并给出圆柱型琼脂模型的重构图像。本研究对系统的电极选通模型和阻抗解调模块进行优化设计,并对系统关键模块进行实验和分析,证明了三维胃阻抗信号检测系统的稳定性和有效性,为胃动力检测技术研究取得一定进步。
李树东[6]（2019）在《基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建》文中认为生物组织介电特性是生物体的固有属性,指的是生物组织或器官在电磁场中产生的被动电学响应特性。生物阻抗测量技术是利用生物组织介电特性,提取与生物组织或器官生理、病理状况相关的医学信息检测技术,其基本测量方式是通过体表电极向被测对象施加安全激励信号,并使用体表电极检测相应的电压变化,该技术无创、无害、廉价、简单的特点使其具有广泛的应用价值。为获得更丰富的阻抗信息,论文针对传统阻抗仪和实验室现有阻抗测量系统激励模式单一、操作复杂、体积庞大、灵活性差等缺点,设计了基于FPGA的生物阻抗测量系统,该系统具有单频、多频和混频的激励模式,激励频率0～20MHz,最高采样率50MHz,提供上位机运行和脱机运行。同时,为了在进行生物组织阻抗测量前,利用针对性的仿真指导后续研究,论文进行了基于细胞模型的电阻抗图像重建实验。论文的主要工作有:（1）设计了基于FPGA的生物阻抗测量系统硬件电路。硬件电路由FPGA核心电路、电源电路、输出通道电路、前向通道电路和通信与人机交互接口电路五部分组成。设计制作了面积160mmx 130mm,厚度1.5mm的四层PCB。（2）基于硬件电路和Verilog硬件描述语言,利用Quartus Ⅱ和ModelSim,按照“自顶向下,自下而上”的设计原则和底层模块的设计流程,设计了生物阻抗测量系统数字电路。数字电路系统由多个底层功能模块拼接而成,所有底层模块均通过编写测试激励完成了功能仿真验证。（3）进行了系统电源和晶振的输出测试,并将部分底层模块拼接输出配置文件,下载至FPGA中进行了板级验证,实现了软硬件联合测试。（4）采用COMSOL与Matlab联合仿真方法,设计了 16电极的圆形场域模型和频率矩阵,通过数据处理和共轭梯度图像重建算法,进行了 1～500MHz内5个频点的电阻抗图像重建实验。实验结果完全吻合细胞频散理论,且在100MHz时成功区分出正常/异常细胞。
刘石玮[7]（2018）在《基于谱分析的宽频电阻抗层析成像研究》文中研究表明电阻抗层析成像技术（Electrical Impedance Tomography,EIT）基于被测组织电特性,向被测场施加安全激励电流,同时测量边界电压值,通过图像重建算法反演敏感场的介质分布情况。EIT技术具有无辐射、成本低廉、结构简单的优势,有望成为医学影像手段的有力补充,实现创伤及病变检测。多频EIT利用被测对象频谱变化特征对其进行重建,无需均匀场信息作参考,但存在带宽与频率分辨率相互制约、频率范围缺乏针对性的问题。本文提出一种基于谱分析的宽频电阻抗层析成像（Spectrum based Wideband Electrical Impedance Tomography,SWEIT）方法及其测试系统,在1MHz的带宽内,利用宽频Chirp信号获取目标物阻抗谱,进而以10kHz分辨率配置多频成像点和参考频率,在阻抗和相位特性变化显着的频带内成像,实现系统带宽、频率分辨率与图像对比度的提升。研究工作与成果如下:（1）以FPGA为核心,结合DDS技术与Howland电路,产生1MHz Chirp信号（1.7MHz衰减43.75dB）与混频信号（无杂散动态范围>40dBc）,电流激励源1MHz输出阻抗为117kΩ,且符合IEC 60601-1医疗设备电气标准。（2）设计双通道电压测量单元,同时采集参考信号与被测场信号,依据实时驱动电流大小计算未知阻抗和相移。此外,通过分时复用激励-测量单元,完成串行数据采集,保证系统良好的通道一致性,最终系统的平均信噪比为55.9dB。（3）提出“两次激励”方法,首先通过宽频Chirp信号获取目标物的幅频和相频特性,确定频谱敏感区间。之后,在该区间选择频率点合成混频信号,对被测场进行激励,进而利用多频响应信息完成图像重建。（4）采用16电极阵列,基于0.1%质量体积分数（w/v）的盐溶液,以胡萝卜切段和尼龙棒为目标物开展实验,重建幅值与相移图像,验证系统性能与方法效果。SWEIT谱分析的幅值绝对偏差低于2%,相移相对偏差低于5%,可用于确定电学敏感带宽。重建图像的平均相关系数为0.8,平均均方根误差为12%,目标物位置清晰,多频图像趋势与电学特性相一致。
张岩,曹爽,张顺起,马任,殷涛,刘志朋[8]（2018）在《生物组织电特性在体测量微创电极的设计及应用研究》文中认为根据平行板电容法测量原理,应用矩量法计算极板电荷分布,设计一种用于在体测量的微创探针电极,夹持组织的体积仅有0.8 mm3。应用有限元法仿真研究微创电极中电场的分布,以证明微创电极能够有效屏蔽边缘效应。按照肿瘤生长时间将裸鼠分成3组（7、14、21 d）,每组10只。在0.5～5 MHz频率范围内,分别测量在体和离体条件下,3组裸鼠的乳腺癌肿瘤组织和正常组织的电阻抗和阻抗角,计算得到相应的电特性参数（电导率和介电常数）;并且在1、3、5 MHz这3个频率点,在体测量肿瘤组织、肌肉组织和脂肪组织的电特性参数。结果表明,在0.5～5 MHz频率范围内,在体肿瘤的电导率和介电常数随肿瘤生长时间的增长而变大,在体肿瘤与离体肿瘤的电特性参数有显着差异;在所测的3个频率点中,肿瘤组织与肌肉组织和脂肪组织的电特性参数分别存在显着差异。所设计的微创探针电极可实现微创在体测量的目标。
赵亚军[9]（2018）在《复合脉冲消融肿瘤致组织介电与阻抗特性动态变化机理及实验研究》文中研究说明随着脉冲电场在生物医学领域的广泛应用,其中以非热效应为代表的不可逆电穿孔组织消融技术引起了学者们的广泛关注。不可逆电穿孔利用外施电场与细胞的耦合作用,破坏细胞膜结构,打破细胞生理平衡进而杀伤细胞。不可逆电穿孔通过电场作用杀伤细胞、消融组织,具有非热、快捷、可控、选择性杀伤等优点,因而在肿瘤治疗领域有了广泛应用,尤其针对热疗法难以消融的肿瘤,目前已经开展了多种肿瘤消融的临床试验。新近提出的新型复合脉冲不可逆电穿孔消融肿瘤的方法能够有效缓解甚至消除传统不可逆电穿孔脉冲肿瘤治疗过程中的肌肉收缩问题和电场分布不均导致的消融盲区问题,对推进不可逆电穿孔肿瘤消融肿瘤具有重要意义。然而,作为一种新型的脉冲形式,在肿瘤治疗过程中仍存在一些关键问题亟需突破。首先,由于复合波形特征与传统不可逆电穿孔脉冲的差异,使得其引起的组织介电特性变化区别于传统脉冲,进而导致组织内部电场分布的不同,因而复合脉冲消融肿瘤治疗前脉冲参数的确定将有别于传统脉冲;另一方面,脉冲电场作用诱导的组织消融需要一定的时间过程,目前通过医学成像手段还难以实现消融效果的即刻评估,因而对最佳脉冲施加剂量的确定即何时停止治疗主要依靠实践经验。为了解决以上两大难题,本文从高电压工程和电工理论角度分析得到,对复合脉冲波形特征参数选择的研究实际上是研究不同波形特征的脉冲电场作用下组织介电性能变化与内部电场分布相互耦合作用的动态过程。其次,脉冲电场作用后的疗效实时评估实际上是对脉冲电场作用后组织状态的评估,因此对于脉冲电场处理后不可逆电穿孔消融疗效的即刻评估即可转换为对组织介电性能状态的评估。综合以上分析,本文将重点研究复合脉冲作用下组织介电性能的变化机制,借此研究不可逆电穿孔的动态发展过程,指导复合脉冲治疗参数的选择;另一方面,利用脉冲电场引起的组织介电性能变化,为组织消融效果的实时评估提供依据,从而有效解决以上两大难题。为此,本论文在重庆市杰出青年基金项目（批准号:cstc2014jcyjjq90001）、中央高校基本科研业务费专项项目（批准号:106112015CDJZR158804）和重庆市重点产业共性关键技术创新专项（批准号:cstc2015zdcy-ztzxX0003）的支持下,深入研究了复合脉冲作用下生物组织介电性能的变化机制、组织阻抗信息变化与消融效果间的内在联系等关键基础科学问题,最终开展了复合脉冲不可逆电穿孔消融人体前列腺肿瘤国内外首批临床研究。取得的成果主要有:（1）通过实验与仿真相结合的手段,研究了复合脉冲波形特征参数对细胞杀伤效果的影响,发现当单个脉冲宽度大于细胞膜充电时间常数时,相同脉冲宽度下,脉冲串内占空比对复合脉冲杀伤效果影响不大,对于脉宽小于细胞膜充电时间常数的双极性复合脉冲,正负脉冲间隔时间越大,引起的电穿孔效果越好。通过研究脉冲电场诱导的组织介电响应发现,相同脉冲剂量下,脉冲宽度越宽,引起的组织介电性能变化越明显。同时,脉冲电场作用后,组织直流电导率变化最明显且具有规律性,成为后续研究电穿孔动态过程的关键指标。（2）以新西兰大白兔肝脏组织为研究对象,建立了复合脉冲作用下肝脏组织电导率的动态变化模型,并基于该模型计算消融范围,发现其与实际消融范围能够较好吻合;构建了多脉冲作用下组织电导率随电场强度和脉冲数目变化的多尺度模型,解释了现有不可逆电穿孔组织消融中的有关实验现象;建立了脉冲间隔期间内组织电导率恢复模型,并据此计算得到电导率恢复的最终稳定值,该参数是反映脉冲处理后组织状态评估的关键参量。（3）基于脉冲电场作用对组织电导率变化的影响,选用便于直接测量并与电导率变化直接相关的组织阻抗谱变化反映不可逆电穿孔消融疗效。直接采用处理电极测量脉冲作用前后组织阻抗谱,发现其具有明显变化,通过等效电路转换量化阻抗变化谱发现,复合脉冲引起的阻抗相对变化不及传统脉冲,并且阻抗相对变化与消融面积具有函数关系。不同数目的复合脉冲电场消融肝脏组织实验研究发现,随着脉冲剂量的增加,消融范围逐步扩大,仅采用处理电极测量得到的阻抗谱变化会逐步饱和,因此当消融范围较大时,需要寻求新的消融范围评估方式。（4）结合不可逆电穿孔实际应用时采用多电极的情况,提出采用不同电极对测量阻抗谱的方式从多个方向评估消融区域的发展情况,避免仅采用处理电极测量阻抗变化出现饱和的现象。仿真分析了不同电极数目与布置下阻抗灵敏度分布,得到最优的阻抗测量方式使得其能够反映电导率变化的有效范围最大,同时测量次数最少。根据不同电极对测量的结果,建立阻抗变化程度与消融边界在各个方向上位置点之间的联系,实现了根据阻抗谱的变化评估脉冲电场不可逆电穿孔的消融范围,并在复合脉冲消融动物肝脏组织平台上得到进一步验证。借助组织灌注平台,研究了多针循环施加处理脉冲得到的阻抗谱变化与消融范围之间的联系,验证了阻抗灵敏度分析得到的最佳阻抗测量方式的可行性,表明多电极对测量得到的阻抗相对变化能够反映多针循环治疗效果。（5）根据患者CT影像资料,建立了真实组织与肿瘤的三维模型,仿真计算了复合脉冲作用下组织内部电、热场分布,分析电场、热场分布对正常组织以及周边血管的影响。开展了国内外首次复合脉冲不可逆电穿孔消融人体前列腺肿瘤的临床试验,结果表明,复合脉冲电场能够安全有效地消融前列腺肿瘤。研究中测量了一位患者在脉冲处理前后阻抗谱的变化情况,发现脉冲处理后肿瘤组织等效细胞外液电阻值分散性减小,同时阻抗相对变化程度与核磁共振观测得到的消融范围相关,阻抗变化程度越大,对应电极针周边消融范围越大。综上所述,本论文研究了复合脉冲特征参数对细胞杀伤效率及组织介电响应的影响,根据组织介电参数在脉冲作用下的变化规律,研究了复合脉冲作用于生物组织诱导的不可逆电穿孔动态过程,同时分析了多脉冲作用下组织电导率的累积发展以及脉冲间隔期间的恢复过程,揭示了脉冲电场作用下的电穿孔动态发展机制;在对脉冲电场作用引起的组织介电参数动态变化规律理解的基础上,分别研究了两针及多针条件下脉冲电场作用引起的组织阻抗谱变化与消融范围之间的联系,并建立数学模型用于根据阻抗谱相对变化预测消融范围;建立了患者实际肿瘤模型,仿真分析了复合脉冲作用下组织内部的的电-热耦合场分布;最后开展了国内外首批复合脉冲消融前列腺肿瘤的临床试验,论证了新型复合脉冲消融肿瘤临床应用的安全性与有效性。以上基础理论研究与临床应用研究为进一步深入探究复合脉冲不可逆电穿孔机制和推广复合脉冲消融其他肿瘤的临床应用提供了必要的理论基础和宝贵的临床研究经验
唐雪峰[10]（2018）在《基于阻抗分析的高频纳秒脉冲串作用下肿瘤细胞外膜穿孔研究》文中提出细胞膜穿孔会导致细胞悬液或组织阻抗产生变化,因此分析脉冲电场作用下阻抗动态变化情况,对于医务人员实时掌控肿瘤细胞的状态具有极大的帮助。而传统的评估脉冲电场治疗肿瘤效果的方法具有一定的滞后性,若能建立起阻抗与细胞穿孔程度之间的定量联系,则在后续的临床应用中可能只需分析阻抗的变化,就能够不依赖生物学检测手段而实时评估脉冲电场的疗效。由于现有研究方法不能方便地实时分析脉冲电场作用期间细胞悬液阻抗的变化情况,并且未建立起阻抗与细胞膜穿孔面积的定量关系,因此针对本课题组所采用的高频纳秒脉冲串,利用实测电压和电流波形对其作用下细胞悬液阻抗的实时变化情况进行了分析,并基于溶液等效介电模型推导了细胞悬液阻抗与细胞膜穿孔面积之间的关系。论文的主要工作如下:（1）基于脉冲功率技术研制了输出电压、脉冲宽度、脉冲串内重复频率等参数调节方便的高频纳秒脉冲串发生器。采用流式细胞仪检测了不同参数的高频纳秒脉冲串作用下人体黑色素瘤细胞A375的坏死率和凋亡率,研究了脉冲参数对杀伤效果的影响,并根据杀伤效果确定了用于阻抗分析的脉冲参数。（2）对实测电压和电流波形进行小波去噪后利用FFT变换得到不同频率下的电压和电流值,将细胞悬液在此特殊脉冲形式下近似为线性时不变系统,采用对应频率下的电压除以电流得到不同频率下的细胞悬液阻抗值,利用Cole-Cole模型拟合得到各脉冲参数下低频电阻R0和高频电阻R∞的时变规律。（3）采用阻抗分析仪对高频纳秒脉冲串作用前后的细胞悬液阻抗进行测量,分别从R0和R∞绝对值和变化率两个方面与上述实测电压和电流波形分析方法的结果进行对比,两种测量方式的差别在可接受范围内,因此认为采用电压和电流波形分析能够很好地反映细胞悬液阻抗的变化情况。（4）基于Maxwell提出的溶液等效介电模型建立细胞膜穿孔面积与R0和R∞之间的定量关系,分析高频纳秒脉冲串作用期间细胞膜穿孔面积随电场强度、脉冲串内重复频率、脉冲宽度的变化规律,并从细胞膜穿孔面积角度对杀伤效果进行分析。
二、动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化（论文提纲范文）
（1）基于平行板电容法的组织电特性在体测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 生物组织电特性测量方法 |
| 1.2.2 生物组织电特性在体与离体测量研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作与创新点 |
| 1.4 本论文的组织结构 |
| 第2章 平行板电容法测量理论及仿真 |
| 2.1 等效电路模型 |
| 2.2 组织电特性测量理论 |
| 2.3 平行板电容器模型建立与仿真 |
| 2.3.1 仿真软件介绍及模型建立 |
| 2.3.2 不同参数尺寸电容器的仿真及结果 |
| 2.3.3 不同类型电容器的板间电场线仿真及结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电阻抗实验平台搭建 |
| 3.1 实验平台 |
| 3.2 实验测量系统 |
| 3.2.1 阻抗分析仪 |
| 3.2.2 测试夹具 |
| 3.2.3 磁力搅拌器 |
| 3.2.4 麻醉装置 |
| 3.2.5 测温仪 |
| 3.2.6 测量探头 |
| 3.3 测量系统校准 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于平行板电容法的仿体及组织实验研究 |
| 4.1 仿体电特性测量实验 |
| 4.1.1 仿体制作 |
| 4.1.2 仿体电特性测量分析 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 离体组织电特性测量实验 |
| 4.2.1 猪肉组织电特性测量分析 |
| 4.2.2 小结 |
| 4.3 在体组织电特性测量实验 |
| 4.3.1 实验准备 |
| 4.3.2 肝脏肿瘤生长过程中的电特性分析 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 答辩委员会议决议书 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（2）基于阻抗反馈的生物电刺激系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 生物电刺激技术及其研究现状 |
| 1.2.1 生物电刺激技术 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 生物电阻抗技术及其研究现状 |
| 1.3.1 生物电阻抗技术 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 生物阻抗测量与分析 |
| 2.1 电刺激的基本理论 |
| 2.1.1 电刺激的生理学基础 |
| 2.1.2 电刺激参数 |
| 2.1.3 刺激器参数指标 |
| 2.2 生物阻抗理论基础 |
| 2.2.1 生物组织等效模型 |
| 2.2.2 Cole-Cole模型 |
| 2.2.3 阻抗测量方法 |
| 2.3 生物阻抗特征参数提取方法 |
| 2.3.1 基于EGA的改进遗传算法 |
| 2.3.2 改进遗传算法步骤 |
| 2.3.3 仿真实验 |
| 2.4 可靠性量化评估 |
| 2.4.1 可靠性理论基础 |
| 2.4.2 可靠性建模理论 |
| 2.4.3 系统可靠性建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 硬件系统设计与分析 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 硬件电路模块设计 |
| 3.2.1 控制模块 |
| 3.2.2 电源模块 |
| 3.2.3 刺激模块 |
| 3.2.4 阻抗测量模块 |
| 3.2.5 电流检测模块 |
| 3.2.6 远程通信模块 |
| 3.3 系统可靠性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 软件系统设计 |
| 4.1 软件方案设计 |
| 4.2 下位机软件设计 |
| 4.2.1 主函数流程图 |
| 4.2.2 模式设置程序 |
| 4.2.3 刺激输出程序 |
| 4.2.4 阻抗检测程序 |
| 4.2.5 电流检测程序 |
| 4.2.6 闭环刺激程序 |
| 4.3 上位机软件设计 |
| 4.3.1 开发平台介绍 |
| 4.3.2 人机交互界面设计 |
| 4.3.3 滤波算法实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验设计与数据处理 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 系统环境搭建 |
| 5.3 恒流性验证实验 |
| 5.4 电刺激系统输出波形及参数测试 |
| 5.5 阻抗测量实验 |
| 5.5.1 RC电路测量实验 |
| 5.5.2 小鼠阻抗测量实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于开端同轴探头法的人体肿瘤组织介电特性测量及自动鉴别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 人体组织介电特性测量研究现状 |
| 1.2.2 机器学习分类在组织鉴别中的研究现状 |
| 1.3 本文研究工作及组织结构 |
| 第二章 开端同轴探头法测量原理 |
| 2.1 传输线理论 |
| 2.2 测量系统组成 |
| 2.3 测量基本原理 |
| 第三章 人体肺癌淋巴结介电特性分析 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 材料方法 |
| 3.2.1 数据获取 |
| 3.2.2 数据分析 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 转移和非转移淋巴结介电特性对比 |
| 3.3.2 双极Cole-Cole拟合 |
| 3.3.3 测量结果与文献结果对比 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 人体肺正常和肿瘤组织自动鉴别研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据获取 |
| 4.3 正常和肿瘤组织鉴别模型 |
| 4.3.1 开发平台 |
| 4.3.2 支持向量机 |
| 4.3.3 长短期记忆网络(LSTM) |
| 4.3.4 SAM模型设计 |
| 4.3.5 模型训练 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.4.1 评价指标 |
| 4.4.2 实验结果 |
| 4.5 讨论 |
| 第五章 介电特性测量方法改进 |
| 5.1 人体组织介电特性计算软件 |
| 5.1.1 软件设计 |
| 5.1.2 界面设计 |
| 5.2 测量误差研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 材料方法 |
| 5.2.3 结果和讨论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）肺癌的辅助检测方法及影响肺癌的空气污染因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 肺癌的诊断方法 |
| 1.1.2 早期肺癌的筛查 |
| 1.1.3 影响肺癌的空气污染因素 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 生物组织的电学特性 |
| 1.2.2 电阻抗层析成像的医学应用 |
| 1.2.3 基于CT影像的肺结节计算机辅助检测 |
| 1.2.4 空气污染对肺癌的影响 |
| 1.3 本文研究内容及创新点 |
| 第2章 基本理论与方法 |
| 2.1 生物组织电学特性研究相关理论 |
| 2.2 电阻抗层析成像技术理论基础 |
| 2.3 医学图像处理相关技术 |
| 2.3.1 图像特征提取 |
| 2.3.2 图像分类 |
| 2.4 聚类分析 |
| 2.4.1 典型聚类算法 |
| 2.4.2 聚类有效性指标 |
| 2.5 模糊测度理论 |
| 2.5.1 非线性积分 |
| 2.5.2 模糊测度的辨识方法 |
| 2.6 粗糙集理论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 人体肺组织电学特性及肺癌电阻抗层析检测 |
| 3.1 活性肺组织阻抗频谱测量 |
| 3.1.1 测量系统及环境控制平台 |
| 3.1.2 人体肺组织采样及阻抗测量 |
| 3.2 测量数据处理 |
| 3.2.1 显着性分析 |
| 3.2.2 介电数据计算 |
| 3.3 肺组织的电学特性 |
| 3.3.1 阻抗谱模型及特征参数提取 |
| 3.3.2 阻抗及介电频谱 |
| 3.4 建立肺部电导率分布模型 |
| 3.4.2 建立二维肺断层模型 |
| 3.4.3 建立三维肺模型 |
| 3.4.4 电导率分配规则 |
| 3.5 电导率分布模型建立结果与分析 |
| 3.5.1 二维肺电导率分布模型 |
| 3.5.2 三维肺电导率分布模型 |
| 3.6 肺癌电阻抗层析检测 |
| 3.6.1 现有算法问题描述 |
| 3.6.2 基于先验信息的Tikhonov正则化算法 |
| 3.6.3 基于待检测目标的面积占比求解正则化参数的算法 |
| 3.6.4 肺癌电阻抗层析成像仿真对比实验 |
| 3.6.5 成像结果及对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于CT图像的肺结节计算机辅助检测 |
| 4.1 现有算法问题描述 |
| 4.2 无监督聚类有效性指标 |
| 4.3 无监督聚类有效性指标性能测试实验 |
| 4.3.1 数据集多维尺度分析 |
| 4.3.2 人工数据集测试结果及分析 |
| 4.3.3 UCI数据集测试结果及分析 |
| 4.4 肺结节检测对比实验 |
| 4.4.1 肺部CT图像数据来源 |
| 4.4.2 肺结节特征描述 |
| 4.4.3 肺结节检测 |
| 4.5 肺结节检测结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 空气污染对肺癌发病率的影响研究 |
| 5.1 现有算法问题描述 |
| 5.2 基于扩展的λ模糊测度的Choquet积分关联分析方法 |
| 5.2.1 Choquet积分模型 |
| 5.2.2 现有模糊测度的局限性 |
| 5.2.3 扩展的λ模糊测度 |
| 5.2.4 不同模糊测度变式对比 |
| 5.2.5 改进的启发式最小均方误差方法辨识参数 |
| 5.3 基于粗糙集理论的规则挖掘方法 |
| 5.3.1 构建离散化决策表 |
| 5.3.2 决策表约简 |
| 5.3.3 生成决策规则 |
| 5.4 空气污染对肺癌发病率影响评估实验 |
| 5.4.1 数据来源 |
| 5.4.2 基于扩展的λ模糊测度Choquet积分的关联分析 |
| 5.4.3 基于粗糙集理论的规则挖掘 |
| 5.5 与已有研究结果和主流方法的对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 初步探索肺癌组织CT图像特征与其电导率的关联性 |
| 6.1 肺癌组织的特征数据 |
| 6.2 相关分析 |
| 6.3 回归分析 |
| 6.4 回归模型有效性验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结及展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）三维胃动力阻抗检测控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电阻抗技术基础 |
| 1.2 胃阻抗检测国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究进展 |
| 1.3 本文的研究内容及意义 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 生物组织电特性与电阻抗成像 |
| 2.1 生物组织的电特性 |
| 2.1.1 生物组织电特性等效模型 |
| 2.1.2 离体动物胃体组织阻抗特性分析 |
| 2.2 电阻抗成像数学模型 |
| 第3章 系统关键技术研究 |
| 3.1 电极激励模型 |
| 3.1.1 信号传输特性分析 |
| 3.1.2 自适应电极选通模型 |
| 3.1.3 选通模型的优缺点分析 |
| 3.2 阻抗信号解调技术 |
| 3.2.1 增益相位检波器基本特点 |
| 3.2.2 相位模糊解决方法 |
| 3.2.3 相位和幅度检测算法 |
| 3.2.4 信号解调电路设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 系统设计 |
| 4.1 系统总体设计 |
| 4.1.1 系统指标要求 |
| 4.1.2 信号预处理设计方法 |
| 4.2 电流激励源设计 |
| 4.2.1 DDS实现激励源技术 |
| 4.2.2 压控信号电路设计 |
| 4.2.3 电压-电流转换电路设计 |
| 4.3 电极模块 |
| 4.4 信号预处理模块 |
| 4.4.1 电压缓冲与前级放大设计 |
| 4.4.2 信号滤波设计 |
| 4.4.3 后级放大电路设计 |
| 4.5 电源模块 |
| 4.6 系统软件控制设计 |
| 4.6.1 电极选通方法 |
| 4.6.2 增益处理软件控制 |
| 4.6.3 数据传输 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 电阻网络实验 |
| 5.1.1 不同频率激励实验 |
| 5.1.2 不同激励电极实验 |
| 5.2 阻抗信号解调实验 |
| 5.3 阻抗检测模型实验 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得成果 |
（6）基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物阻抗测量技术的背景 |
| 1.2 生物阻抗测量技术的应用方向 |
| 1.3 生物阻抗测量技术的研究现状 |
| 1.3.1 生物阻抗理论的研究 |
| 1.3.2 生物组织阻抗特性的研究 |
| 1.3.3 生物阻抗测量系统的研究 |
| 1.4 论文研究目的与工作内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 生物阻抗测量原理 |
| 2.1.1 生物细胞的结构特点 |
| 2.1.2 生物细胞的电学特性 |
| 2.1.3 生物细胞的频散理论 |
| 2.2 电阻抗成像原理 |
| 2.2.1 电阻抗成像的数学模型 |
| 2.2.2 正问题 |
| 2.2.3 逆问题 |
| 3 基于FPGA的生物阻抗测量系统硬件电路设计 |
| 3.1 FPGA核心电路 |
| 3.1.1 FPGA的选择 |
| 3.1.2 FPGA的外围电路设计 |
| 3.2 电源电路 |
| 3.2.1 18V转±12V |
| 3.2.2 5V转±6V |
| 3.2.3 5V转-5V |
| 3.2.4 5V转3.3V、2.5V和1.2V |
| 3.3 输出通道电路 |
| 3.3.1 数模转换 |
| 3.3.2 I-V转换 |
| 3.3.3 幅值调节 |
| 3.3.4 压控电流源 |
| 3.4 前向通道电路 |
| 3.4.1 差分转单端 |
| 3.4.2 可编程放大 |
| 3.4.3 采样前处理 |
| 3.4.4 模数转换 |
| 3.5 通信与人机交互接口电路 |
| 3.5.1 通信接口 |
| 3.5.2 人机交互接口 |
| 3.6 PCB设计 |
| 3.6.1 设计流程与注意事项 |
| 3.6.2 阻抗测量系统的PCB |
| 4 基于FPGA的生物阻抗测量系统数字电路设计 |
| 4.1 Verilog设计流程与开发环境 |
| 4.1.1 设计流程 |
| 4.1.2 开发环境 |
| 4.2 信号发生模块 |
| 4.2.1 DAC驱动模块 |
| 4.2.2 DDS信号生成模块 |
| 4.2.3 激励模式选择模块 |
| 4.3 信号采集模块 |
| 4.3.1 采样控制模块 |
| 4.3.2 数据缓存模块 |
| 4.4 数据处理模块 |
| 4.4.1 数字正交解调模块 |
| 4.4.2 其他模块 |
| 4.5 系统通信模块 |
| 4.5.1 数据发送模块 |
| 4.5.2 数据接收模块 |
| 4.5.3 命令解析模块 |
| 4.6 人机交互接口驱动模块 |
| 4.6.1 按键消抖模块 |
| 4.6.2 显示驱动模块 |
| 5 系统性能测试 |
| 5.1 电源与晶振测试 |
| 5.1.1 电源测试 |
| 5.1.2 晶振测试 |
| 5.2 软硬件联合测试 |
| 5.2.1 激励输出测试 |
| 5.2.2 信号采集测试 |
| 5.2.3 串口通信测试 |
| 6 细胞模型的电阻抗图像重建 |
| 6.1 软件环境搭建 |
| 6.2 图像重建过程 |
| 6.2.1 空间维度、物理场接口与研究类型 |
| 6.2.2 创建模型与参数设置 |
| 6.2.3 网格剖分与场域求解 |
| 6.2.4 循环激励与电压测量 |
| 6.2.5 数据处理与图像重建 |
| 6.3 图像重建结果与分析 |
| 6.3.1 单目标物图像重建结果 |
| 6.3.2 双目标物图像重加结果 |
| 6.3.3 分析与讨论 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 论文的不足之处 |
| 7.4 工作展望 |
| 8 参考文献 |
| 9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 10 致谢 |
| 附录 |
（7）基于谱分析的宽频电阻抗层析成像研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电阻抗层析成像技术 |
| 1.1.1 生物组织电特性描述 |
| 1.1.2 电阻抗层析成像技术 |
| 1.1.3 技术应用及意义 |
| 1.2 EIT技术的发展概况 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究问题的提出 |
| 1.4 课题的主要研究工作 |
| 1.5 本文的组织结构 |
| 第2章 谱分析和电阻抗层析成像基础 |
| 2.1 阻抗谱分析 |
| 2.1.1 幅频分析 |
| 2.1.2 相频分析 |
| 2.2 数理基础 |
| 2.3 图像重建算法 |
| 2.3.1 Tikhonov正则化算法 |
| 2.3.2 差分成像方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SWEIT系统硬件设计 |
| 3.1 硬件系统总体结构与工作流程 |
| 3.1.1 硬件系统结构 |
| 3.1.2 系统工作流程 |
| 3.2 传感器设计与屏蔽方案 |
| 3.2.1 传感器设计 |
| 3.2.2 屏蔽驱动电路 |
| 3.3 激励-测量电极切换单元 |
| 3.4 可配置的电流激励源 |
| 3.4.1 直接数字合成模块 |
| 3.4.2 电压控制电流源模块 |
| 3.5 双通道电压测量单元 |
| 3.5.1 电流检测通道 |
| 3.5.2 信号滤波模块 |
| 3.5.3 可编程增益模块 |
| 3.5.4 模数转换模块 |
| 3.6 基于PCI的数据传输单元 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 SWEIT系统FPGA程序设计 |
| 4.1 系统程序总体框架 |
| 4.2 系统各模块程序设计 |
| 4.2.1 多时钟模块 |
| 4.2.2 直接数字合成模块 |
| 4.2.3 开关切换与增益控制模块 |
| 4.2.4 数字正交解调模块 |
| 4.2.5 PCI数据传输驱动模块 |
| 4.3 在线逻辑分析 |
| 4.3.1 宽频与混频激励信号 |
| 4.3.2 开关切换控制信号 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SWEIT系统性能测试与成像实验 |
| 5.1 激励源性能测试 |
| 5.1.1 激励信号频谱分析 |
| 5.1.2 压控源恒流特性 |
| 5.2 通道一致性测试 |
| 5.3 系统信噪比 |
| 5.4 阻抗谱分析 |
| 5.5 SWEIT图像重建实验 |
| 5.5.1 电学特性敏感带宽 |
| 5.5.2 单目标物敏感场 |
| 5.5.3 双目标物敏感场 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）生物组织电特性在体测量微创电极的设计及应用研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 方法 |
| 1.1 电场分布计算 |
| 1.2 电极设计 |
| 1.3 电极仿真 |
| 1.4 电特性计算 |
| 1.5 数据处理方法 |
| 1.6 电极应用实验 |
| 2 结果 |
| 2.1 计算结果 |
| 2.2 仿真结果 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 肿瘤生长过程中电特性变化趋势 |
| 2.3.2 肿瘤与正常组织的电特性差异 |
| 2.3.3 在体肿瘤与离体肿瘤的电特性差异 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
（9）复合脉冲消融肿瘤致组织介电与阻抗特性动态变化机理及实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 目的及意义 |
| 1.2 不可逆电穿孔技术研究现状 |
| 1.2.1 电穿孔技术的发展 |
| 1.2.2 可逆电穿孔肿瘤疗法 |
| 1.2.3 不可逆电穿孔肿瘤消融的发展现状 |
| 1.2.4 复合电场脉冲不可逆电穿孔消融肿瘤 |
| 1.3 不可逆电穿孔应用中的难点问题 |
| 1.3.1 复合脉冲消融肿瘤的治疗参数选择 |
| 1.3.2 脉冲电场组织消融的疗效即刻评估 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 复合脉冲电场参数效应及诱导的组织介电响应机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合脉冲电场组合方式及其特征参数 |
| 2.2.1 复合脉冲电场组合方式 |
| 2.2.2 复合脉冲电场波形特征参数 |
| 2.3 复合脉冲波形特征参数对细胞杀伤效应的影响 |
| 2.3.1 复合脉冲诱导细胞电穿孔的仿真模型 |
| 2.3.2 复合脉冲占空比对细胞电穿孔效应的影响 |
| 2.3.3 复合脉冲占空比对细胞杀伤率影响的实验研究 |
| 2.4 复合脉冲诱导的生物组织介电响应 |
| 2.4.1 生物电介质的介电色散现象 |
| 2.4.2 复合脉冲作用下马铃薯组织介电响应机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 脉冲电场作用下生物组织电导率动态发展与恢复机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合脉冲电场作用下组织电导率动态变化模型 |
| 3.2.1 复合脉冲消融新西兰大白兔肝脏组织实验 |
| 3.2.2 复合脉冲及传统脉冲电场作用下组织电导率动态模型及应用 |
| 3.3 多脉冲作用后组织电导率的动态发展与恢复 |
| 3.3.1 多脉冲作用下兔肝脏组织实验 |
| 3.3.2 多脉冲电导率动态变化模型及其应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲电场作用诱导组织电阻抗变化机理及其应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉冲电场作用诱导的组织阻抗谱变化机制及其等效电路模型 |
| 4.2.1 生物组织电阻抗特性及其等效电路 |
| 4.2.2 电穿孔效应引起的生物组织阻抗谱变化 |
| 4.3 脉冲电场作用下新西兰大白兔肝脏组织阻抗谱变化 |
| 4.3.1 实验材料与方法 |
| 4.3.2 脉冲电场处理后兔肝脏组织阻抗谱变化与消融疗效的关系 |
| 4.4 复合脉冲经皮穿刺消融猪肝脏组织引起的阻抗谱变化 |
| 4.4.1 实验材料与方法 |
| 4.4.2 脉冲串数目对阻抗谱及消融疗效的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 复杂电极布置下组织阻抗谱变化与消融范围的内在联系 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多针电极布置下阻抗灵敏度分布及其应用 |
| 5.2.1 阻抗灵敏度 |
| 5.2.2 不同电极布置下的阻抗灵敏度分布 |
| 5.3 多针系统下基于阻抗谱变化的不可逆电穿孔效果评估 |
| 5.3.1 四针系统不可逆电穿孔马铃薯组织消融实验平台与方法 |
| 5.3.2 多电极针下组织阻抗谱变化与不可逆电穿孔消融效果间的联系 |
| 5.4 多针系统下复合脉冲组织消融效果评估 |
| 5.4.1 四针电极阵列消融新西兰大白兔肝脏组织实验 |
| 5.4.2 四针电极消融兔肝脏组织引起的阻抗谱变化与消融范围的联系 |
| 5.5 基于灌注系统的猪肝脏组织多针循环消融实验 |
| 5.5.1 肝脏组织多针循环消融实验 |
| 5.5.2 多针循环消融实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 复合脉冲不可逆电穿孔肿瘤消融临床试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 复合脉冲作用下组织内部电-热耦合场分布 |
| 6.2.1 数值仿真模型的建立 |
| 6.2.2 复合脉冲组织内部电-热耦合场分布仿真结果 |
| 6.3 复合脉冲消融人体前列腺肿瘤的临床试验 |
| 6.3.1 复合脉冲消融人体前列腺肿瘤试验 |
| 6.3.2 复合脉冲电场消融前列腺肿瘤结果分析 |
| 6.4 复合脉冲消融人体前列腺肿瘤引起的阻抗谱变化 |
| 6.4.1 患者布针情况及阻抗测量方式 |
| 6.4.2 前列腺组织阻抗谱测量结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C.作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
（10）基于阻抗分析的高频纳秒脉冲串作用下肿瘤细胞外膜穿孔研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 脉冲电场作用下细胞阻抗分析研究现状 |
| 1.3 脉冲电场作用下细胞膜穿孔研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 高频纳秒脉冲串杀伤效果验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验平台 |
| 2.3 细胞实验 |
| 2.3.1 细胞培养 |
| 2.3.2 细胞悬液制备 |
| 2.3.3 流式细胞仪检测细胞凋亡 |
| 2.3.4 实验结果 |
| 2.4 动物实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于实测电压和电流波形的高频纳秒脉冲串作用下细胞悬液阻抗分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实测电压和电流波形分析细胞悬液阻抗所需细胞浓度的确定 |
| 3.3 基于实测电压和电流波形分析细胞悬液阻抗的基本原理 |
| 3.4 不同脉冲参数对细胞悬液阻抗的影响 |
| 3.4.1 电场强度对细胞悬液阻抗的影响 |
| 3.4.2 脉冲串内重复频率对细胞悬液阻抗的影响 |
| 3.4.3 脉冲宽度对细胞悬液阻抗的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 实测电压和电流波形分析法的验证与误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阻抗分析仪测量与实测电压和电流波形分析的差异 |
| 4.3 阻抗分析仪测量结果 |
| 4.3.1 不同电场强度下的测量结果 |
| 4.3.2 不同脉冲串内重复频率下的测量结果 |
| 4.3.3 不同脉冲宽度下的测量结果 |
| 4.4 两种测量方式不同参数下的误差分析 |
| 4.4.1 阻抗绝对值误差 |
| 4.4.2 阻抗变化率误差 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高频纳秒脉冲串作用下肿瘤细胞外膜动态穿孔分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 细胞膜穿孔面积理论计算 |
| 5.3 高频纳秒脉冲串作用期间细胞穿孔变化规律 |
| 5.3.1 电场强度对细胞膜穿孔面积的影响 |
| 5.3.2 脉冲串内重复频率对细胞膜穿孔面积的影响 |
| 5.3.3 脉冲宽度对细胞膜穿孔面积的影响 |
| 5.4 细胞膜穿孔面积与杀伤效果之间的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
四、动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化（论文参考文献）
- [1]基于平行板电容法的组织电特性在体测量方法研究[D]. 闫杰杰. 深圳大学, 2020(10)
- [2]基于阻抗反馈的生物电刺激系统设计与实现[D]. 徐逸帆. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [3]基于开端同轴探头法的人体肿瘤组织介电特性测量及自动鉴别研究[D]. 孙颖. 南方医科大学, 2020
- [4]肺癌的辅助检测方法及影响肺癌的空气污染因素研究[D]. 王亚茹. 天津大学, 2019(01)
- [5]三维胃动力阻抗检测控制系统设计[D]. 相尚志. 重庆邮电大学, 2019(02)
- [6]基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建[D]. 李树东. 天津科技大学, 2019(07)
- [7]基于谱分析的宽频电阻抗层析成像研究[D]. 刘石玮. 天津大学, 2018(06)
- [8]生物组织电特性在体测量微创电极的设计及应用研究[J]. 张岩,曹爽,张顺起,马任,殷涛,刘志朋. 中国生物医学工程学报, 2018(05)
- [9]复合脉冲消融肿瘤致组织介电与阻抗特性动态变化机理及实验研究[D]. 赵亚军. 重庆大学, 2018(09)
- [10]基于阻抗分析的高频纳秒脉冲串作用下肿瘤细胞外膜穿孔研究[D]. 唐雪峰. 重庆大学, 2018(04)