具有拉普拉斯分布的表面上的超声后向散射研究

具有拉普拉斯分布的表面上的超声后向散射研究

一、拉普拉斯分布表面超声背向散射的研究(论文文献综述)

李东泽[1](2021)在《基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究》文中进行了进一步梳理超声具有无电离辐射、无电磁干扰、费用低廉且便于携带的优点;但是起初认为由于其分辨率较CT低,且分辨率和穿透力成反比,因而并不适合在骨组织中应用。20世纪80-90年代,超声探头技术有了重大发展,双功率多普勒和彩色血流成像的出现以及腔内超声探头的成功研制和应用,显着提高了超声成像的空间分辨力,极大地拓展了临床应用范围,提供了利用超声解决骨内导航问题的可能性,对降低脊柱椎弓根手术中螺钉误置率、手术风险具有重要意义。本文主要针对用于骨内超声导航的微型换能器性能优化、微型超声探头对不同尺度骨钉道孔径识别能力研究和微型超声探头测试系统研制这三项关键技术进行深入研究,旨在进一步验证超声骨内导航的可行性,改善超声在骨内环境中的成像质量。针对为缩小换能器体积而减小背衬层厚度,导致换能器工作时存在背向和侧向回波,引起的空间指向性问题,提出利用高声阻抗材料包裹换能器的方法。首先,对镍、钽、钨和泡沫镍四种常见的高声阻抗材料进行超声穿透测试研究,验证解决方案的可行性。其次,测试包裹这四种高声阻抗材料对换能器背向和侧向回波的抑制效果,经比较确定最终的包裹材料为钨箔。最后,设计可一次性完成换能器压接工序与包裹工序的新型夹具,方便工程化生产推广,保证产品的一致性,测试包裹钨箔是否会对换能器的其它性能产生影响。针对超声在骨科领域内应用的极限分辨率、可识别的极限孔径大小尚不明确;在极近距离内成像效果差;孔径识别依靠人工经验判断等问题。首先,进行了超声可识别的骨片极限孔径研究,得到原始图像。其次,运用振铃信号消除的方法、高通滤波、希尔伯特变换、灰度映射方法对得到的原始图像进行处理,通过对结果的分析,直径2mm的孔是超声在骨科领域的识别极限,进一步验证了超声解决骨内导航问题的可行性。最后,运用图像融合分割技术(分水岭算法、聚类算法、阈值分割法)和边界提取方法(罗伯特算子、索贝尔算子、坎尼算子等边缘检测算子)结合小波图像融合技术,实现对骨板上孔径边界的勾勒,辅助人工判断,提供预警信号。针对超声探头测试、超声离体测试以及后续量化工业化生产微型超声换能器时质量监控的需求,研制了一种三维多角度双脉冲发射的微型超声探头测试系统。微型超声探头测试系统由三部分组成,分别进行研究。首先,研制了测试准直系统,利用三维旋转控制平台结合多种特制夹具,实现水听器与探头之间的快速精确对准。接着,研发了高频脉冲发射装置及接收水听器,设计研制高频宽带脉冲发射器,外购定制了专用的水听器。最后,进行了去离子除气水制备系统研制工作,有效满足超声测试对去离子除气水的需求;搭建控制系统,使系统能够满足一体化、自动化的设计需求,节约了实验中的时间成本;并通过设置反冲洗系统,降低了设备的日常维护成本。

陈贵武[2](2021)在《混凝土细观尺度随机建模及超声检测关键技术研究》文中提出混凝土细观尺度随机建模与超声检测技术研究对于科学准确地探测和评价混凝土内部结构参数,预防岩土工程重大事故具有重大的理论与工程意义。本文针对混凝土结构中的裂隙和粗骨料开展随机建模,同时开展混凝土超声波模拟、超声信号时频域的衰减分析,研究了裂隙数量、开度和长度分布等裂隙参数和粗骨料球形度、粒径对超声波传播的影响,并完成了8通道低频超声相控阵的自主开发,取得了如下创新性研究成果:(1)针对混凝土内部结构复杂性和随机性无法用确定模型表征的问题,分别开展了裂隙和粗骨料的随机建模。裂隙被简化为非规则多边形,其形状、尺寸、空间位置、倾向和倾角等特征参数均由概率分布函数表征而不是某个确定的数值,通过指定裂隙的数量、长度、开度、方向等参数可构建随机裂隙模型;在粗骨料建模过程中,首次提出球体随机取点构建凸包的粗骨料颗粒生成方法和骨料投放过程中将骨料设置为刚体并在重力场作用下投放,实现了任意球形度的非规则骨料颗粒的生成和随机投放,并利用数值模拟的方法研究了粗骨料的球形度和粒径对超声波衰减的影响。(2)针对超声技术难以对混凝土细观尺度结构进行定量评价的问题,开展了随机裂隙介质的声波模拟和信号的响应特征分析。模拟超声波在混凝土中的产生、传播、散射及超声检测的接收信号,同时开展超声波物理测试实验,据此获得混凝土中超声波传播规律和超声检测信号,首次提出将超声信号的衰减在时、频域上同时展开,获得混凝土结构参数的衰减时频响应特征,为准确识别混凝土中粗骨料粒径、球形度分布以及裂隙长度、开度和数量等信息提供数据支持。(3)自主研制了一套8通道的低频超声相控阵检测系统。采用了NI公司生产的电压输入、输出模块和机箱,结合信号放大器和压电片搭建了该系统的基本框架,在MATLAB软件下自主编程实现了超声阵列延时聚焦和波束偏转,能够实现超声相控阵激励和数据采集的基本功能。利用该系统对混凝土中预制随机裂隙进行了探测实验,研究了不同裂隙模型的超声相控阵成像结果,揭示了两种不同尺寸预制裂隙数量的变化对超声检测结果的影响。该论文有图64幅,表4个,参考文献202篇。

何明松[3](2021)在《基于超声信号仿真的肝纤维散射体密度及非线性系数相关算法研究》文中指出医学超声成像因其成本低廉、安全可靠及实时无创等优点被广泛应用于肝脏组织的临床检测中。由肝损伤引起的肝纤维化是一种全球性的肝脏疾病,严重影响了人们的身体健康和生命安全。因此,及早地检测和干预肝纤维化具有重要的临床意义。散射体密度与肝纤维化进展有直接关系。现有的散射体密度定量超声肝纤维检测算法大都基于统计分布与参数分析,存在检测不准确和鲁棒性差的问题。因此本文提出了一种基于定量超声的统计分析与参数成像检测算法,以及一种基于深度卷积神经网络的肝纤维检测算法。通过不同散射体密度的超声仿真数据实验表明,相比于传统算法准确率提高了5%以上,特别是基于深度卷积神经网络的检测算法,在散射体密度较低的情况下仍有较好表现。通过兔子肝纤维真实数据实验表明,本文所提的两种算法均能准确检测到肝纤维组织,具有良好的临床应用前景。超声非线性系数是一种对生物组织结构及病理状况反映灵敏的声学参数,特别是在肝脏类疾病中,相比于正常组织,其参数值具有明显的差异。目前关于非线性系数的测量研究,所需实验装置精密复杂且存在求解困难的问题。因此,本文通过非线性仿真软件CREANUIS获得具有准确非线性系数的仿真数据,并在此基础上提出了基于基波与二次谐波包络信号的两种机器学习回归预测算法:深度卷积神经网络(CNN)和卷积神经网络与支持向量混合回归算法(CNN-SVR),以及一种基于Nakagami双参数的混合参数优化支持向量回归算法(HGP-SVR)。在仿真数据上的实验表明,CNN-SVR和HGP-SVR算法优于CNN回归模型,且CNN-SVR混合回归算法表现更优。在真实肝纤维数据上的实验表明,预测结果符合预期范围。相比于现有算法,本文的方法易于实施、预测精度较高且便于临床实践应用。

樊浩然[4](2021)在《基于机器视觉的铝管表面缺陷检测研究》文中认为铝管是一种常用的管材,被广泛用于建筑工业和汽车产业等领域,在汽车管片式散热器中铝管即为冷却管,是汽车散热器中的重要组成部分。铝管在生产运输过程中可能会有所损坏,所以在铝管与散热片装配成散热器芯之前,铝管需要检测缺陷并分拣。目前,铝管的缺陷检测任务主要是通过人工检测来实现,但是人眼排查铝管质量的工作效率低而且难以满足工业生产的需求。本文采用机器视觉技术对铝管表面缺陷检测展开研究,利用机器视觉的高效和可重复性的优点,弥补人工检测的不足。论文分析了铝管表面缺陷的类型以及其产生的原因,根据工业工艺要求设计铝管表面缺陷检测的图像采集装置,确定了缺陷检测单元的工作流程以及硬件选型。因铝管表面对光线有反射特性,所以采用暗视场照明的方式。首先,对采集到的图像进行预处理,针对铝管图像采集时光照分布不均匀和高光饱和的现象,本文提出一种基于双高斯滤波的图像增强算法,该算法利用数值相似性高斯函数和多尺度高斯函数相结合的方式提取出图像的光照分量,对光照分量进行恢复校正,有效改善铝管图像中光照不均匀的区域。通过边缘检测算法定位铝管区域并去除掉背景图像,防止图像中背景区域干扰铝管部分的信息处理。其次,为实现铝管良品与次品的较高精度检测,本文提出一种基于鲁棒性主成分分析(Robust Principal Component Analysis,RPCA)的铝管表面缺陷检测算法,通过求解铝管图像原始数据矩阵的RPCA模型得到稀疏图像,对稀疏图像进行阈值分割和形态学处理,根据二值图像的缺陷像素面积和预设阈值对比结果,判断铝管是否存在缺陷。最后,本文采用深度学习的方法对带缺陷的铝管图像进行分类识别,先制作铝管缺陷图像数据集,然后通过调节Alexnet网络参数进行模型训练和测试,根据测试集的准确率验证网络模型对铝管缺陷图像分类的性能。基于RPCA的铝管表面缺陷检测算法对铝管的检测准确率可以达到97.3%,证明该算法的有效性,但是该算法并不能识别铝管的缺陷类别,所以采用基于Alexnet网络的方法对铝管表面缺陷图像进行分类,实验结果表明该方法的缺陷图像分类的准确率可以达到92.91%,满足工业上对分类准确率的要求。

杨茂发,李敬,张现仁[5](2021)在《纳米级超声造影剂的理论研究进展》文中研究说明为了克服超声造影剂中微米级气泡尺寸较大的局限性,大量研究人员对超声应用的替代造影剂(纳米级造影剂)进行了研究。随着生物纳米技术的飞速发展,纳米级超声造影剂在诊断与治疗领域有着广阔的发展前景。与超声造影剂中的微米级气泡相比,纳米级造影剂粒径较小,渗透能力极强,可以通过血管内皮间隙,进而可以实现血管外病变部位的显影。文中详细论述了超声造影剂在超声作用下的行为以及2种主要的纳米级造影剂:纳米气泡和纳米液滴造影剂,对其理论研究进展进行了总结,并提出了目前仍存在的一些问题及其未来的研究方向。

李壮壮[6](2020)在《拓扑LC电路中连续体里的束缚态研究》文中认为近十多年,利用物理系统的拓扑性质对系统进行分类不断取得进展,拓扑物态的发现促进了人们对电子材料的理解。由于拓扑态的产生只与系统的能带结构中的贝利曲率有关,并不是只存在于电子体系中,所以拓扑能带理论被迅速推广到电子体系之外的各种领域,比如冷原子体系、光子晶体、声子晶体、机械系统等。最近,拓扑相关的概念被引入到经典电子线路中并取得很多突破,自感应的拓扑保护、拓扑角态、拓扑结线态、量子自旋霍尔效应等都在电子线路平台上得以实现。由于电子元件的参数及连接方式调节起来非常方便,实验测量的方法和技术也非常成熟,所以电子线路被认为是研究拓扑态的一个非常有前景的平台。本文主要研究由集总参数电子元件电容和电感组成的电路上的连续体里的束缚态。连续体里的束缚态不同于一般的束缚态,一般的束缚态存在体态之外的带隙中,而连续体里的束缚态是一种存在体态频率范围内但仍然保持着完美的局域性的束缚态,没有任何的能量泄露。由于存在连续体里的束缚态的体系天然的具有很高的Q值,连续体里的束缚态在数学上提出来之后,已经在各种材料系统中进行了研究,例如压电材料、介电光子晶体、光波导和光纤、量子点、石墨烯等等。本文从最简单的拓扑物态体系Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型出发,构造了由电感和电容周期性排列而组成的电路SSH链,通过基尔霍夫定律和布洛赫定理将电路的拉普拉斯算子与固体材料中的电子能带及哈密顿量相对应,验证了电路SSH链中受拓扑保护的端态。然后我们在PCB电路板上设计构造了由两条电路SSH链组成的电路,这两条SSH链通过中间的电容电感(LC)链间接耦合,通过测量电路的阻抗分布,我们在实验上观测到了连续体里的束缚态现象,并且讨论了加入了电阻形成非厄米系统之后束缚态的情况。最后我们以电路SSH链为基础构建了类似四方晶格模型的拓扑LC电路,研究了该电路的体能带并且验证了预期的谷边界态。

董胡[7](2020)在《生物媒质中治疗超声的热效应及空化效应研究》文中研究说明超声治疗是一种常用的物理治疗方式。治疗超声有多种类型,高度强聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)作为一种典型的治疗超声,它具有非入侵性、非电离等优点,是治疗常见肿瘤的理想外科手段。超声在生物媒质中传播会产生热效应及空化效应,这些效应对超声治疗效果有重要影响,它们也是目前超声治疗领域亟需深入研究的关键问题。本论文围绕生物媒质中治疗超声的热效应及空化效应开展了三个方面的研究工作:(1)研究了基于超声非线性谐波的温度监测;(2)研究了生物媒质中超声引起的热损伤预测;(3)研究了生物媒质中多频超声的空化效应。具体研究工作如下:第一,通过分析焦点温度变化对非线性谐波幅值的影响,提出了一种基于非线性谐波的生物媒质温度监测方法。利用光纤水听器被动接收HIFU辐照离体生物媒质产生的散射回波信号,同时使用热电偶实时测量焦点温度变化,研究了非线性谐波幅值与温度之间的相关性。研究结果表明,非线性谐波与温度变化有关,温度对谐波幅值存在影响;谐波幅值随温度升高呈先增大后减小变化趋势,谐波幅值随温度的变化与非线性和吸收效应有关。P2/P1、P3/P1及P3/P2的比值随温度升高表现为先增大后减小,P2/P1、P3/P1及P3/P2的比值在猪肉中的下降速度快于猪肝。第二,针对HIFU治疗中传统方法采用恒定温度(室温或体温)的特征参数预测热损伤的特点,研究了采用不同温度的特征参数对热损伤预测的影响;提出了基于KZK非线性声学方程及Pennes生物传热方程的声热耦合模型,利用动态特征参数预测热损伤并分析了谐波幅值比与热损伤之间关系。结合已知的生物媒质特征参数实验数据并采用数据拟合的方法,得到特征参数与温度的关系式;通过只改变声学参数、只改变热学参数及同时改变声学和热学参数三种方式进行仿真计算,揭示了声、热参数对媒质热损伤预测影响的差异性及其变化规律。仿真结果表明,采用不同温度的声学、声学和热学参数预测的焦点温度及热损伤随参数对应的温度增加呈先减小后增大的趋势,而采用不同温度的热学参数预测的焦点温度及热损伤随参数对应的温度增加呈先增大后减小的趋势。与采用不同温度的声学、声学和热学参数以及热学参数预测的焦点温度及热损伤相比较,传统方法的预测出现过高或过低估计。采用导致热变性的温度对应的声学参数、声学和热学参数二者预测的焦点温度及热损伤的差别随温度递增逐渐增大;持续加热引起的热损伤大于分段加热引起的热损伤。此外,采用动态特征参数预测的热损伤大于传统方法预测的热损伤,且随着谐波幅值比逐渐减小而热损伤逐渐增大。第三,利用Yang-Church空化模型,对气泡在水、血、脑及肝四种不同媒质中及多频超声组合辐照下的半径变化及溃灭时间进行了仿真计算,研究了多种频率超声波组合方式以及峰值负压及其持续时间、相角差和多变指数等参数对不同媒质中瞬态空化阈值的影响,为优化多频超声组合方式以降低瞬态空化阈值提供了参考依据。仿真结果表明,单频超声与多频组合超声的最高频率相同时,多频组合超声的气泡膨胀大于单频超声;而单频超声与多频组合超声的最低频率相同时,多频组合的气泡膨胀小于单频超声。同种媒质中,气泡半径Rmax/Rmin越大则气泡溃灭时间越长,媒质粘性的增加降低了气泡生长和溃灭的剧烈程度。相对于频率较低的三频组合,频差对频率较高的三频组合时的瞬态空化阈值的影响更加明显;超声信号的峰值负压越大或峰值负压持续时间越长,对应的瞬态空化阈值越低。此外,多频激励的相角差为零时,对应的瞬态空化阈值最低,而多变指数的改变对多种频率组合时的瞬态空化阈值几乎无影响。本论文针对治疗超声的热效应及空化效应的研究工作可进一步促进治疗超声在临床上的应用。

许智莉[8](2020)在《超声实时示踪巨噬细胞仿生炸弹技术在肿瘤治疗中的应用》文中认为研究背景:以活细胞作为载体的细胞仿生药物递送系统已经成为了一种颇具前景的新型肿瘤治疗策略。与目前的传统药物递送系统相比,此系统具有生物相容性佳、免疫原性低、目标组织或器官靶向性好、循环时间和半衰期长等优点。除此之外,其还能实现脉管系统外的靶向递药。然而,此系统仍然面临着两个亟待解决的关键问题:一个是细胞载体的实时影像示踪问题,另一个是细胞载体内药物的定点控释问题。研究目的:本研究通过构建具有肿瘤靶向性的巨噬细胞仿生炸弹(DPH-RAWs),利用超声实时成像示踪DPH-RAWs迁移至肿瘤部位,同时借助短脉冲高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)介导细胞内全氟戊烷(Perfluoropentane,PFP)液气相变促进药物释放,从而实现药物的可视化精准递送治疗肿瘤。研究方法:首先,我们通过Stober法和差异性刻蚀法合成中空介孔有机硅纳米颗粒(Hollow mesoporous organosilica nanoparticles,HMONs),并将阿霉素(Doxorubicin,DOX)和PFP载入其中,得到载药相变介孔硅纳米颗粒(DPHs)。随后用RAW264.7巨噬细胞吞噬DPHs,构建巨噬细胞仿生炸弹(DPH-RAWs),并通过体外细胞和体内动物实验评价DPH-RAWs的体外和体内肿瘤靶向性。我们借助超高分辨率小动物超声影像系统验证DPH-RAWs的相变能力、稳定性和超声造影成像性能,并用荷瘤小鼠验证其体内超声实时示踪能力。通过调节短脉冲HIFU的声压触发PFP相变,筛选最佳的体内和体外超声参数用以破坏巨噬细胞控释药物,最后通过抑瘤实验评价DPH-RAWs的治疗效果和生物安全性。研究结果:我们合成了形貌均一,粒径约623 nm的DPHs纳米颗粒,并成功构建了性质稳定的DPH-RAWs。DPH-RAWs中的小部分PFP在37℃条件下会形成大小约1μm的小微泡,因此具有超声成像性能。实验结果表明DPH-RAWs对肿瘤具有良好的体外及体内靶向性,且经尾静脉注射后,在超声造影模式下可观测到肿瘤内血管灌注成像及跨血管迁移过程,24h后肿瘤组织内呈散在增强信号,短脉冲HIFU辐照可进一步增强其超声信号。除此之外,DPH-RAWs经短脉冲HIFU辐照后,其内余下未相变的PFP发生气化产生大量大微泡,使巨噬细胞被炸裂,药物从细胞中释放出来。其24小时的超声释药率(82%)较自然释药率(43%)提高接近一倍。体内肿瘤治疗实验表明DPH-RAWs联合短脉冲HIFU可以有效抑制肿瘤生长,显着提高荷瘤小鼠的生存期。研究结论:本研究成功构建了具有良好肿瘤靶向能力和超声控释药物特性的巨噬细胞仿生炸弹,为可视化精准治疗肿瘤提供新思路。

孙书博[9](2020)在《增材制造构件超声无损检测系统的设计与研制》文中研究说明金属增材制造技术为形状复杂、工艺复杂、传统制造技术难以加工的金属零部件的制造提供一种行之有效的新方法。但因构件在快速凝固条件下材料微观组织特征及演变规律、弹性模量等力学性能参量以及气孔、夹杂、未熔合、微裂纹等不同缺陷类型、尺寸、数量、分布等与传统的铸锻工艺相比迥然不同,并且缺陷的种类、数量、尺寸及位置、材料的力学性能参数、孔隙率对增材制造构件的成品零件的质量、力学性能、构件在实际使用中的服役安全性有着极大的影响。本文以解决影响金属增材制造技术发展的构件内部的缺陷控制、缺陷检测、弹性力学性能参数检测等问题为目的,提出了基于超声无损检测理论的,针对金属增材制造构件的各材料力学性能参数、孔隙率及内部缺陷的超声无损检测精确测量技术。通过开展高精度超声扫查平台研制、超声声学基础理论以及精密检测试验研究,建立了针对金属增材制造构件内部缺陷的超声无损方法,为金属增材制造构件实际应用及服役性能提供保障。本文主要研究内容如下:(1)材料力学性能参量,孔隙率及损伤缺陷检测的理论推导。首先对各向同性材料中超声波纵波波速及表面波波速的测量公式进行了推导,并以此为基础结合声场中的Naiver方程得出各材料力学性能参量与超声波纵波波速及表面波波速的关系。其次基于超声波频谱分析理论,利用超声波衰减谱及声衰减系数与材料内部孔隙率的经验公式,对金属增材制造构件内的孔隙率进行求解。最后将超声波频谱分析、信号分析及处理、超声无损检测原理相结合,将实验中获取到的超声波回波信号经频域变换、波形对齐及加窗截断后,结合峰值成像法及频域成像法对试件缺陷损伤进行成像。(2)基于超声无损检测的原理及利用超声波回波的成像方法,自主研制了超声无损检测系统,首先设计并搭建了超声无损检测系统的硬件系统,通过对系统各部件进行计算选型提升了的系统的检测精度,通过系统中的硬件触发功能保证了运动与数据采集的同步性,满足了实验中对增材制造构件材料波速测量的硬件系统要求。然后设计了开发了专用的控制测量及成像软件,实现了运动平台各轴的小步距精确扫查、超声波回波信号的实时采集与显示、超声波回波信号的实时频域变换及频谱图显示、波形的预处理及存储、试件内不同深处的时频域成像,通过在程序中编写信号处理算法,实现了波形对齐,有效的除去了A型扫查波形中系统效应的影响。(3)使用超声无损检测系统对铝制增材制造构件进行扫查检测,获取试件上各点的A型扫查波形、试件时域缺陷成像图,频域缺陷成像图。实验结束后利用实验中获得的试件上各点的A型扫查波形图求解超声波表面波及纵波波速,根据超声波波速与构件材料各力学性能参量的关系,求解泊松比等材料力学性能参量。通过在各点的A型扫查信号中提取背散射信号求解试件的超声波衰减谱,进而求解试件的孔隙率。最终将实验中获取的超声波回波波形与仿真结果进行对比分析,结果表明两者二者吻合度良好,验证了超声无损检测系统的准确性。

刘宇林[10](2020)在《基于声特征的海洋气泡参数反演方法》文中认为海洋中普遍存在大量的气泡,由于空气与水的密度、声阻抗及压缩率等特性有很大的差异,往往会导致含气泡海水介质的声学特性发生显着变化,气泡(尤其是在声波作用下处于共振状态附近的大量气泡)作为一种强散射体,对声波的传播将会产生很大影响,该特性在水下声呐探测、舰船尾迹识别、声参量阵等众多研究领域中都具有重要的研究价值。根据声波强度的不同,含气泡海水呈现出明显的线性与非线性声特征(具体有衰减、散射、频散、非线性散射等特征),可根据这些与气泡物理特性直接相关的声特征来进行气泡群参数的反演,获得气泡群尺寸分布、气泡浓度和孔隙率等参数。本文较为系统的研究了基于声特征的海洋气泡参数反演方法,在获得含气泡海水介质的声速、线性声散射/衰减、非线性声散射/衰减和非线性参数等与气泡群分布关联关系的基础上,建立了多种线性声散射和非线性声散射模型,辅以多种克服矩阵求逆过程中过拟合问题的优化数值计算方法,稳定获得气泡群尺寸分布参数反演结果。在对气泡群参数线性声学反演方法的研究中,充分考虑非共振气泡对声速、声散射/衰减等影响,深入研究了将积分方程转化为矩阵方程求逆问题的合理性;在对气泡群参数非线性声学反演方法的研究中,利用气泡独有的非线性声散射特性有效剥离海面、杂质等大量环境因素的影响,研究利用非线性声散射截面进行气泡分布反演,提高反演结果的准确性。进一步创新提出了基于含气泡介质非线性参数的气泡参数反演方法,通过理论和仿真分析,证明了该方法具有更高的稳定性,丰富了气泡群尺寸参数的反演手段。论文在理论分析和总结多种基于声特征的海洋气泡参数反演方法适用范围和优缺点的基础上,进一步在水箱中设计电解气泡群参数反演实验,获得较为合理的实验结果,为验证反演方法的正确性提供了支撑。

二、拉普拉斯分布表面超声背向散射的研究(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、拉普拉斯分布表面超声背向散射的研究(论文提纲范文)

(1)基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状、存在的不足和有待深入研究的问题
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 存在的不足和有待深入研究的问题
    1.3 主要研究内容
第二章 用于骨内超声导航的微型换能器性能优化
    2.1 引言
    2.2 几种常见高声阻抗材料简介
    2.3 四种高声阻抗材料进行超声穿透实验研究
    2.4 高声阻抗材料封装对背向、侧向回波的抑制效果研究
        2.4.1 换能器封装夹具设计与实现
        2.4.2 背向和侧向回波的抑制效果研究
        2.4.3 换能器封装性能优化测试
    2.5 本章小结
第三章 微型超声探头对不同尺度骨钉道孔径识别能力研究
    3.1 引言
    3.2 超声可识别的骨片极限孔径研究
        3.2.1 微型换能器的研制与性能测试
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 测试方法
        3.2.4 数据处理方法
    3.3 超声可识别的骨片极限孔径研究结果
    3.4 骨片孔径实验图像的边界提取研究
        3.4.1 图像融合分割
        3.4.2 边界提取
        3.4.3 基于膨胀算法应用研究
        3.4.4 基于小波图像融合应用研究
    3.5 研究结果讨论
    3.6 本章小结
第四章 微型超声探头测试系统研制关键技术研究
    4.1 引言
    4.2 测试准直系统
    4.3 高频脉冲发射装置及接收水听器
    4.4 去离子除气水制备系统研制
        4.4.1 各级过滤除气装置组成
        4.4.2 结构搭建
        4.4.3 控制系统
        4.4.4 纯水质量检测及结果
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录 A 去离子水制备系统校验结果
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢

(2)混凝土细观尺度随机建模及超声检测关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究的内容和创新点
2 混凝土细观尺度随机建模
    2.1 混凝土中裂隙的随机建模
    2.2 粗骨料建模
    2.3 粗骨料随机组装
    2.4 本章小结
3 混凝土内部结构参数的超声响应特征研究
    3.1 声波方程的数值解法
    3.2 裂隙对超声波速度和振幅的影响
    3.3 粗骨料超声波时频衰减特征
    3.4 混凝土损伤的超声衰减物理实验研究
    3.5 本章小结
4 超声相控阵基础及硬件系统设计
    4.1 超声相控阵简介
    4.2 一维相控阵列的声束形成
    4.3 硬件系统设计
    4.4 激励子系统
    4.5 接收子系统
    4.6 本章小结
5 混凝土中裂隙的超声相控阵探测实验研究
    5.1 试样制作与探测方案
    5.2 探测结果处理分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(3)基于超声信号仿真的肝纤维散射体密度及非线性系数相关算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 文献综述
    1.3 主要工作
    1.4 章节安排
第2章 超声系统仿真
    2.1 信号发射与接收
        2.1.1 超声换能器
        2.1.2 超声发射信号
        2.1.3 数模转换
    2.2 波束形成
        2.2.1 波束形成技术
        2.2.2 幅度变迹
        2.2.3 超声聚焦
    2.3 信号处理
        2.3.1 动态滤波
        2.3.2 包络提取
        2.3.3 Log压缩
    2.4 组织介质设置
        2.4.1 空间分辨率
        2.4.2 介质模型
    2.5 本章小结
第3章 基于散射体密度的肝纤维检测算法
    3.1 散射体及仿真数据
        3.1.1 散射体概述
        3.1.2 仿真数据获取
    3.2 基于统计分析与参数成像的方法
        3.2.1 统计分布模型
        3.2.2 算法原理
        3.2.3 实验结果与分析
    3.3 基于深度卷积神经网络的方法
        3.3.1 卷积神经网络的基本构成
        3.3.2 算法原理
        3.3.3 实验结果及分析
    3.4 真实数据验证
        3.4.1 实验数据说明
        3.4.2 实验结果
    3.5 本章小结
第4章 组织非线性仿真
    4.1 组织超声非线性概述
        4.1.1 组织超声的非线性效应
        4.1.2 非线性参数与非线性成像
    4.2 超声非线性传播模型
        4.2.1 KZK方程
        4.2.2 Westrvelt方程
    4.3 基于CREANUIS的非线性仿真
        4.3.1 非线性仿真概述
        4.3.2 压力传播计算
        4.3.3 CREANUIS简介
        4.3.4 参数设置
    4.4 本章小结
第5章 非线性系数测定算法
    5.1 实验数据处理
        5.1.1 基/谐波信号过滤
        5.1.2 希尔伯特(Hilbert)变换
        5.1.3 数据预处理
    5.2 基于有限振幅的单频测定算法
        5.2.1 算法原理
        5.2.3 验证结果
    5.3 基于回归预测的算法
        5.3.1 Nakagami参数处理
        5.3.2 算法原理
    5.4 实验结果及分析
        5.4.1 评价指标
        5.4.2 非线性仿真数据结果分析
        5.4.3 真实数据结果分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(4)基于机器视觉的铝管表面缺陷检测研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题选题背景与意义
    1.2 国内外研究的发展与现状
        1.2.1 传统缺陷检测方法现状
        1.2.2 机器视觉缺陷检测现状
    1.3 论文主要工作及结构安排
第二章 铝管表面缺陷检测系统整体方案
    2.1 铝管表面缺陷分类
    2.2 铝管表面缺陷检测系统的基本架构
    2.3 缺陷检测系统的硬件模块
        2.3.1 相机与镜头
        2.3.2 图像采集卡
        2.3.3 光源与照明方式
        2.3.4 图像采集硬件平台
    2.4 缺陷检测系统的软件模块
    2.5 本章小结
第三章 铝管表面图像预处理方法
    3.1 传统的图像增强方法
        3.1.1 图像直方图变换
        3.1.2 图像的灰度变换
        3.1.3 滤波器处理
    3.2 基于双高斯滤波的图像增强算法
        3.2.1 基于双高斯滤波光照分量的提取
        3.2.2 图像亮度分量校正
        3.2.3 算法流程
        3.2.4 算法结果对比与分析
    3.3 铝管区域提取
        3.3.1 边缘检测
        3.3.2 铝管定位提取
    3.4 本章小结
第四章 铝管表面缺陷检测算法
    4.1 鲁棒性主成分分析相关知识
        4.1.1 鲁棒性主成分分析的模型
        4.1.2 鲁棒性主成分分析的求解
    4.2 基于RPCA的铝管表面缺陷检测
        4.2.1 基于RPCA的铝管表面缺陷分割
        4.2.2 阈值分割
        4.2.3 形态学处理
        4.2.4 缺陷判别
    4.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 基于深度学习的铝管表面缺陷分类
    5.1 深度学习理论概述
    5.2 卷积神经网络
        5.2.1 卷积层
        5.2.2 池化层
        5.2.3 全连接层
        5.2.4 激活函数
    5.3 实验数据与预处理
    5.4 Alexnet网络结构
    5.5 实验结果与分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢

(5)纳米级超声造影剂的理论研究进展(论文提纲范文)

1 超声造影剂成像的基本原理以及振荡运动模型
2 基于纳米气泡的超声造影剂
3 基于纳米液滴的超声造影剂:相变造影剂
4 结语:存在的问题与展望

(6)拓扑LC电路中连续体里的束缚态研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 拓扑态介绍
    1.2 连续体里的束缚态
        1.2.1 连续体里的束缚态的形成原理
        1.2.2 连续体里的束缚态的研究进展及应用
    1.3 电路平台上的拓扑态研究进展
    1.4 非厄米电路系统的拓扑态
    1.5 论文结构及主要研究内容
第二章 拓扑LC电路的研究方法
    2.1 紧束缚近似
    2.2 Zak相位
    2.3 电路拉普拉斯算子
    2.4 本章小结
第三章 SSH模型及电路SSH链的边缘态
    3.1 SSH模型
    3.2 电路SSH链
        3.2.1 电路结构
        3.2.2 电路SSH链的边缘态
    3.3 本章小结
第四章 LC电路中连续体里的束缚态的理论及实验研究
    4.1 电路结构
    4.2 带隙中的束缚态
    4.3 连续体里的束缚态
    4.4 非厄米系统中的连续体里的束缚态
    4.5 本章小结
第五章 四方晶格LC电路中谷态的理论研究
    5.1 四方晶格模型
    5.2 四方晶格电路结构
    5.3 谷界面态的理论计算与电路仿真
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(7)生物媒质中治疗超声的热效应及空化效应研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超声治疗原理
    1.2 超声的物理效应
        1.2.1 热效应
        1.2.2 空化效应
    1.3 超声治疗中的温度监测及热损伤预测
    1.4 超声治疗中的空化阈值仿真
    1.5 论文研究工作内容
    参考文献
第二章 超声非线性传播对声场及温度场影响
    2.1 非线性声学模型
    2.2 非线性参量B/A及非线性声学现象
    2.3 超声非线性传播对声场影响
    2.4 超声非线性传播对温度场影响
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 基于超声非线性谐波的生物媒质温度监测
    3.1 引言
    3.2 器材与方法
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 数据处理
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 生物媒质中超声引起的热损伤预测研究
    4.1 引言
    4.2 原理与方法
    4.3 与温度相关的生物媒质特征参数
    4.4 不同温度媒质特征参数对热损伤预测的影响
        4.4.1 不同温度声学参数对热损伤预测的影响
        4.4.2 不同温度热学参数对热损伤预测的影响
        4.4.3 不同温度声热参数对热损伤预测的影响
        4.4.4 分段加热与持续加热对热损伤预测影响
        4.4.5 结果与讨论
    4.5 基于生物媒质动态特征参数的热损伤预测
        4.5.1 声热耦合模型
        4.5.2 结果与讨论
    4.6 本章小结
    参考文献
第五章 生物媒质中多频超声的空化效应研究
    5.1 引言
    5.2 原理与方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 气泡动态变化
        5.3.2 瞬态空化阈值
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
攻读博士学位期间完成的论文和参与研究项目
致谢

(8)超声实时示踪巨噬细胞仿生炸弹技术在肿瘤治疗中的应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
前言
第一章 巨噬细胞仿生炸弹的制备与表征
    1.1 引言
    1.2 目的
    1.3 材料与方法
        1.3.1 主要试剂材料与仪器设备
        1.3.2 HMONs的合成
        1.3.3 PHs和DPHs的制备
        1.3.4 HMONs和DPHs的物理化学性质
        1.3.5 温度和超声对DPHs形貌的影响
        1.3.6 细胞培养
        1.3.7 DPHs对巨噬细胞的细胞毒性实验
        1.3.8 巨噬细胞仿生炸弹的稳定性评估
        1.3.9 巨噬细胞吞噬DPHs的时间依赖性实验
        1.3.10 巨噬细胞仿生炸弹的激光共聚焦显微镜观察
        1.3.11 巨噬细胞仿生炸弹的生物透射电子显微镜观察
        1.3.12 巨噬细胞仿生炸弹的体外肿瘤靶向迁移实验
        1.3.13 荷瘤小鼠模型的建立
        1.3.14 巨噬细胞仿生炸弹的体内肿瘤靶向迁移实验
        1.3.15 肿瘤组织冰冻切片的激光共聚焦显微镜观察
    1.4 结果
        1.4.1 HMONs和DPHs的合成与表征
        1.4.2 温度和超声对DPHs的影响
        1.4.3 DPHs对巨噬细胞活性的影响
        1.4.4 巨噬细胞仿生炸弹的稳定性研究
        1.4.5 巨噬细胞仿生炸弹的构建与形态学研究
        1.4.6 巨噬细胞仿生炸弹的体外肿瘤靶向性研究
        1.4.7 巨噬细胞仿生炸弹的体内肿瘤靶向性研究
    1.5 讨论
    1.6 本章小结
第二章 巨噬细胞仿生炸弹内药物的可视化定点控释
    2.1 引言
    2.2 目的
    2.3 材料与方法
        2.3.1 主要试剂材料与仪器设备
        2.3.2 巨噬细胞仿生炸弹的相变能力及超声成像性能评估
        2.3.3 巨噬细胞仿生炸弹内PFP的稳定性评估
        2.3.4 巨噬细胞仿生炸弹的体内超声实时示踪能力评估
        2.3.5 不同超声声压对巨噬细胞的形态学影响
        2.3.6 不同超声声压对巨噬细胞的细胞活性影响
        2.3.7 不同超声声压的体外温度变化曲线测定
        2.3.8 巨噬细胞仿生炸弹的超声控释药物实验
        2.3.9 肿瘤细胞对药物的体外摄取评价
        2.3.10 巨噬细胞仿生炸弹的体外抑瘤效果评价
    2.4 结果
        2.4.1 巨噬细胞仿生炸弹的相变能力及超声成像性能研究
        2.4.2 巨噬细胞仿生炸弹内PFP的稳定性研究
        2.4.3 巨噬细胞仿生炸弹的体内超声实时示踪研究
        2.4.4 巨噬细胞仿生炸弹的超声响应特性研究
        2.4.5 巨噬细胞仿生炸弹的超声控释药物研究
        2.4.6 巨噬细胞仿生炸弹的体外抑瘤效果研究
    2.5 讨论
    2.6 本章小结
第三章 巨噬细胞仿生炸弹联合超声治疗肿瘤
    3.1 引言
    3.2 目的
    3.3 材料与方法
        3.3.1 主要试剂材料与仪器设备
        3.3.2 不同超声参数对组织的影响
        3.3.3 不同超声声压的体内温度变化曲线测定
        3.3.4 巨噬细胞仿生炸弹的体内抑瘤效果评价
        3.3.5 小鼠主要器官及肿瘤组织冰冻切片的制备
        3.3.6 巨噬细胞仿生炸弹对肿瘤凋亡的评价
        3.3.7 巨噬细胞仿生炸弹的血清学功能分析
        3.3.8 巨噬细胞仿生炸弹的组织学分析
    3.4 结果
        3.4.1 体内超声参数筛选
        3.4.2 巨噬细胞仿生炸弹的体内抑瘤效果研究
        3.4.3 巨噬细胞仿生炸弹的生物安全性研究
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 本研究的创新点
    4.3 本研究的不足及拟开展的研究
细胞仿生药物递送系统的综述
    一、细胞仿生药物递送系统的研究进展
    二、细胞仿生药物递送系统存在的问题
    三、细胞仿生药物递送系统总结与展望
参考文献
中英文缩略词对照表
攻读学位期间成果
致谢

(9)增材制造构件超声无损检测系统的设计与研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 超声波无损检测技术的发展及趋势
    1.3 超声无损检测技术在金属增材制造构件中的应用
    1.4 本课题的主要研究内容
    1.5 内容安排
第2章 超声无损检测理论基础
    2.1 超声无损检测理论基础
        2.1.1 各向同性弹性固体介质中的波动方程
        2.1.2 超声波表面波波速推导
        2.1.3 材料力学性能参数求解
    2.2 频域分析技术
        2.2.1 频域分析的数学方法
        2.2.2 频谱分析系统的构建
        2.2.3 常用的频谱分析方法
        2.2.4 频谱分析技术的应用
    2.3 有限元仿真
        2.3.1 有限元法基本理论
        2.3.2 超声波有限元仿真
    2.4 本章小结
第3章 系统设计与实现
    3.1 超声无损检测系统工作原理
        3.1.1 超声无损检测的扫查方式
        3.1.2 超声无损检测成像原理
    3.2 超声无损检测系统研制
        3.2.1 超声无损检测系统硬件设计与搭建
        3.2.2 超声无损检测系统软件设计
    3.3 本章小结
第4章 实验与仿真
    4.1 检测试件设计
    4.2 超声无损检测有限元分析
    4.3 超声无损检测系统成像实验
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的主要研究成果
致谢

(10)基于声特征的海洋气泡参数反演方法(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 论文背景及意义
    1.2 气泡反演问题的国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 气泡的声场模型研究
        1.2.2 反演问题的一般假设
        1.2.3 气泡反演的测量技术
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 气泡群参数与声特征模型
    2.1 引言
    2.2 气泡群物理参数
        2.2.1 海洋气泡的基本特征
        2.2.2 气泡尺寸的相关参数
    2.3 气泡群声学参数
        2.3.1 气泡的共振频率
        2.3.2 气泡的散射截面、衰减截面
    2.4 气泡群声特征模型
        2.4.1 等效波数模型
        2.4.2 声速模型
        2.4.3 线性声散射/衰减模型
        2.4.4 非线性参数模型
    2.5 本章小结
第3章 气泡群分布线性声学反演方法
    3.1 引言
    3.2 典型气泡群孔隙率与气泡分布
    3.3 共振反演法及其修正
        3.3.1 共振反演法
        3.3.2 基于AW模型修正的共振反演法
    3.4 非共振气泡对反演的影响
        3.4.1 非共振气泡对含气泡介质中声频散、声衰减及等效波数的影响
        3.4.2 非共振气泡对气泡声散射截面的影响
        3.4.3 非共振对含气泡介质声散射特性影响的仿真与分析
    3.5 衰减截面法反演气泡分布
    3.6 散射截面法反演气泡分布
    3.7 等效波数联合反演气泡分布
        3.7.1 模型建立
        3.7.2 核函数的研究
        3.7.3 目标函数的研究
        3.7.4 反演问题的讨论
    3.8 本章小结-线性气泡反演方法对比与总结
第4章 气泡群分布非线性声学反演方法
    4.1 引言
    4.2 差频共振法反演气泡分布
    4.3 倍频、差频非线性散射截面法反演气泡分布
    4.4 非线性参数法反演气泡分布
    4.5 本章小结-非线性气泡反演方法对比与总结
第5章 气泡参数反演的实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验的仪器布放
    5.3 实验的预期结果
    5.4 实验测量操作
    5.5 实验数据处理与结果分析
    5.6 实验误差分析与结论
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

四、拉普拉斯分布表面超声背向散射的研究(论文参考文献)

  • [1]基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究[D]. 李东泽. 长春理工大学, 2021(02)
  • [2]混凝土细观尺度随机建模及超声检测关键技术研究[D]. 陈贵武. 中国矿业大学, 2021(02)
  • [3]基于超声信号仿真的肝纤维散射体密度及非线性系数相关算法研究[D]. 何明松. 四川大学, 2021(02)
  • [4]基于机器视觉的铝管表面缺陷检测研究[D]. 樊浩然. 天津工业大学, 2021(01)
  • [5]纳米级超声造影剂的理论研究进展[J]. 杨茂发,李敬,张现仁. 净水技术, 2021(02)
  • [6]拓扑LC电路中连续体里的束缚态研究[D]. 李壮壮. 华南理工大学, 2020(02)
  • [7]生物媒质中治疗超声的热效应及空化效应研究[D]. 董胡. 湖南师范大学, 2020
  • [8]超声实时示踪巨噬细胞仿生炸弹技术在肿瘤治疗中的应用[D]. 许智莉. 南方医科大学, 2020
  • [9]增材制造构件超声无损检测系统的设计与研制[D]. 孙书博. 吉林大学, 2020(08)
  • [10]基于声特征的海洋气泡参数反演方法[D]. 刘宇林. 哈尔滨工程大学, 2020(05)

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具有拉普拉斯分布的表面上的超声后向散射研究
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