一、膜片钳技术与PSTAT程序拟合初值的估计（论文文献综述）
刘锴[1]（2018）在《基于植物光电信息的电场生物学效应研究》文中指出随着信息技术的进步,现代农业正在向精准农业和物理农业发展。精准农业的基础在于解读植物自身光电信息与植物状态之间的关系,实现对植物状态的无损诊断;物理农业的目的是开发基于植物电磁信息,能够显着促进作物萌发与生长和提高抗逆性的光、电、磁等干预技术。因此,采集、分析和解读植物光电信息对于精准农业和物理农业的发展具有重要意义。本文针对精准农业和物理农业中植物光电信息的分析、处理和应用展开研究,提出根据植物电位波动信息,通过植物细胞电位和外界电场耦合共振,显着促进作物萌发与生长并提高其抗逆性的研究思路;同时,基于植物自身光子辐射信息,建立快速、无损和准确评价电场生物学效应的方法,期望解决植物光电信息分析处理和相关技术应用中的一些关键问题。基于植物电位波动信号的特点,本文首先采用自行搭建的植物电位波动采集系统获得了植物叶片的电位波动信号,使用互补集合经验模态分解（CEEMD,complementary ensemble empirical mode decomposition）方法对采集到的电位波动信号进行分解,用排列熵和软阈值方法对信号进行降噪处理,然后进行HHT（Hilbert-Huang transform）变换,得到信号的边际谱,并采用重心频率SCF（spectral center frequency）、边缘频率SEF（spectral edge frequency）和幅值指数AI（amplifier index）描述植物电位波动信号的频域分布,边际谱熵MSE描述电位波动的复杂度,动作电位灵敏指数Q表征电位波动对环境变化响应的灵敏程度,从而建立了基于边际谱的植物叶片电位波动特征参数体系。基于以上研究方法,详细研究了玉米叶片电位波动信号的特征,发现玉米叶片电位波动信号的振幅非常微弱,并且极不稳定,其边际谱是连续的极低频谱。研究还发现,干旱胁迫下不同品种的玉米叶片电位波动边际谱表现出明显的差异,通过分析边际谱的变化规律,可以了解玉米叶片细胞对干旱的适应和损伤过程。为了研究植物的超弱光子辐射特征,本文设计了基于光电倍增管（PMT）的超弱光子辐射检测系统。该系统集成了激发光源和快门控制模块,通过对激发光的波段、激发光强、激发时间和检测时间的精确控制,实现对生物超弱光子辐射及其光谱特征的精确测量。在理论上提出了超弱光子辐射的非线性动力学模型及其分析方法,建立了超弱光子辐射的参数评价体系。针对萌发高粱和玉米种子的超弱光子辐射的研究表明,种子萌发过程中的自发光子辐射强度ISL,受激光子辐射的动力学参数初始光子数I0、相干时间τ和积分强度I（T）分别与细胞的生命活动紧密相关,通过对这些参数的测量和分析,可以实时、灵敏和无损伤的了解和判断种子萌发过程中细胞代谢系统发生的变化。在上述研究的基础上,本文还开发了基于植物电位波动特征的极低频高压脉冲电场（PEF）处理系统,采用0.2Hz～15Hz频段的高压脉冲电场干预玉米种子的萌发过程,研究了玉米种子萌发过程中的超弱光子辐射和常规生理指标对高压脉冲电场的响应,确定了最优脉冲频率。对萌发绿豆使用高压PEF和高压静电场（HVEF）处理的对比研究发现,极低频PEF对种子萌发的促进作用比HVEF的作用更加显着,从蛋白质合成、超氧自由基含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性变化等方面阐述了产生差异的原因。基于超弱光子辐射信息的研究还表明,极低频PEF处理能够有效提高玉米萌发期和苗期的抗旱性,通过自发光子辐射和受激光子辐射可以无损伤的对干旱胁迫下种子萌发期和苗期细胞组织序性、功能分子之间的相互作用与代谢调节情况进行灵敏诊断,进而对其抗旱性强弱做出评价。本文关于植物自身电位波动信息和光子辐射信息的解读和分析结果,及其基于植物光电信息的PEF生物学效应的研究,为精准农业和物理农业新技术研究提供了参考,同时为根据植物自身电磁特征深入研究电场生物学效应,开发能够有效促进植物生长和提高抗逆性的物理农业新技术奠定了基础。
刘宏亮[2]（2017）在《基于网格传输网络模型的高频纳秒脉冲串单细胞穿孔特性仿真》文中认为为了解决现有脉冲电场治疗肿瘤技术存在的问题,并且同时发挥微秒脉冲电场（μsPEF）直接快速杀伤作用和纳秒脉冲电场（nsPEF）的间接缓慢调控作用,本课题组创造性地提出了基于微秒脉冲调制高频纳秒脉冲电场诱导细胞内外膜穿孔的研究思路。但是针对这种新型脉冲形式还未有一套完整的、成熟的电穿孔特性规律作为理论支撑。因此,本课题的目标就是深入研究μsPEF与nsPEF对细胞外膜和细胞内膜协同穿孔的动态发展规律、高频重复nsPEF对细胞外膜和细胞内膜累积穿孔的动态发展规律;深入研究不同脉冲参数对于穿孔特性的影响规律,从而为参数选择提供一定的理论依据。综合国内、外各类电穿孔仿真研究方法后,本文采用网格传输网络（MTNM）这种比较适合“高频纳秒脉冲串”激励的仿真模型。此模型可通过直接的电穿孔仿真与间接的分子传输仿真分别研究穿孔规律。考虑到此类脉冲形式时间跨度较大,为研究方便,本文将脉冲串分为三段:单个脉冲作用期间、1个脉冲串以及多串脉冲。分别研究每个脉冲阶段下电穿孔及分子跨膜传输特性。论文的主要工作及成果如下:（1）采用MATLAB仿真软件对含核膜的单细胞空间区域进行离散,建立了其网格传输网络模型,并对模型中的单元节点赋予电传输与孔传输双向耦合特性,以空间每个节点的电位及内外膜上每对节点不同孔半径下的孔密度为未知量,建立常微分方程组并进行求解。分别从空间电位分布、跨膜电压曲线以及孔密度孔半径分布等角度,仿真分析了单个脉冲作用下细胞内外膜的穿孔特性,并重点研究了场强对穿孔规律的影响。研究表明:穿孔存在“过渡区域”,且过渡区域孔半径较大、孔密度较小;而正对电极区域孔密度较大,但孔半径较小。场强越高,穿孔出现越早,撤去脉冲后内、外膜孔数量也越多,但外膜增加的更明显。（2）在上述电穿孔模型基础上,进一步耦合分子传输模型,通过求解分子浓度空间分布和跨膜通量,仿真研究了单个脉冲作用下分子跨内、外膜传输特性,并重点研究了场强对穿孔规律的影响。研究表明:脉冲期间分子跨膜传输的速率远大于脉冲撤去后的速率。过渡区域存在着分子跨膜传输需要的最优孔密度、孔半径分布。提高场强可在一定程度上促进分子跨膜传输,但若进一步增加场强,并不会对跨膜传输产生较明显的促进作用。（3）基于单脉冲的研究,进一步研究了串内多个脉冲之间以及多串脉冲下的穿孔特性,并研究了串内脉冲个数及频率对内外膜穿孔规律的影响。研究表明:多脉冲作用时,穿孔数量基本不变,穿孔半径有一定的累积效应。重复脉冲串的作用是使穿孔规律呈现一定的周期性,即每一串脉冲的作用与上一串脉冲作用几乎相同。增加串内脉冲个数可少量增加外膜孔数量,不会影响核膜孔数量。增加串内脉冲频率基本不会影响外膜孔数量,但可大幅度增加核膜孔数量。（4）进一步仿真分析了串内多个脉冲之间以及多串脉冲下的电穿孔特性,以及串内脉冲个数及频率对分子跨膜传输规律的影响。研究表明:无论是连续多个脉冲,还是多个脉冲串,均可促进分子跨膜传输。对外膜而言,增加串内脉冲个数或者增加串内脉冲频率都可促进分子跨膜传输;对核膜而言,增加串内脉冲个数会微弱增加分子跨膜传输,而增加串内频率可大幅度提高分子跨膜传输效率。（5）借助已有的分子跨膜传输实验文献,利用本文仿真模型,选取与实验相同的脉冲激励,将仿真结果与实验数据进行了对比。结果表明,仿真与实验在定量角度上存在一定的误差,并对造成误差的原因进行了深入的分析。但从定性的角度上,二者可以说明同样的规律。从而在一定程度上验证了仿真模型的正确性。综上所述,本文深入研究了高频纳秒脉冲串作用于单细胞电穿孔及分子跨膜传输特性,并给出了不同脉冲参数对电穿孔及分子传输特性的影响规律,为后续高频纳秒脉冲串治疗肿瘤的实验研究提供了一定的理论支持。
徐英超[3]（2015）在《用于纳米通道单分子检测的数据采集系统的设计》文中提出纳米通道单分子检测技术的原理是利用单个分子在电场力的驱动下,对穿过具有纳米尺寸的通道时产生的微弱离子电流（pA级）进行分析,实现对分子个体行为的解读。为了获取这些离子电流信息,需要设计高性能、低噪声的数据采集系统将大量数据采集转换后存储。本文设计的基于FPGA与USB2.0架构的数据采集系统,连接了计算机和前置放大器,实现了对外围设备的数据采样和命令控制。针对离子电流信号小（pA级）而快（us级）的特点,选用AD7685和AD5547芯片,设计了相应信号调理电路用于低通滤波和电压转换,使系统具有0.3pA的电流分辨率,并能够与前置放大器±10V接口兼容；基于纳米通道检测系统低噪声的要求,采用数字隔离器件,进行合理的电源设计和布局；采用FPGA技术实现逻辑控制,使系统具有采样与输出同步、参数在线配置和多通道数据的采集与输出等功能；考虑与计算机之间实现实时、高速、方便的数据传输,采用USB2.0技术与计算机通信。同时为了方便设计与维护,将控制逻辑划分为系统配置模块、ADC控制模块、DAC控制模块和数据传输控制模块等四个子系统设计,并对USB芯片FX2LP的固件设计进行研究。在本文最后,进行了系统测试,其中功能测试结果表明系统采样和电压输出功能正常,且该系统引入的噪声低至1mV（对离子电流测量影响为1pA）,满足低噪声设计需求。而动态测试表明,系统能够正常记录数据。对实验中记录的数据进行分析时,由于信号源噪声对数据分析造成很大干扰,故采用小波去噪方法对信号进行处理,并得到了预期的去噪效果。
肖峰[4]（2013）在《离子通道Markov建模及分析 ——基于进化计算方法》文中研究说明细胞电活动是生命现象的基本特征之一，而离子通道是其物理基础。许多重要的生理过程，如细胞的兴奋性、细胞体积和内环境的稳定、神经信号的产生和传导、细胞分裂、生殖发育、肌肉运动、激素和神经递质分泌等都跟离子通道密切相关。因此，研究细胞活动背后的离子通道机制具有十分重要的理论意义和实际应用价值。BK通道(大电导Ca2+激活K+通道)是众多离子通道中的一种，同时受Ca2+和电压两种信号调控，广泛地表达于大量的兴奋和非兴奋细胞中。它参与了许多重要的生理过程，如动作电位的形成及肌肉的活动等，其Ca2+敏感性和β1亚基对神经信号传导以及血管张力的保持至关重要，具有很高的研究价值和意义。在研究离子通道工作机制的各种方法中，离子通道Markov模型是反映通道在特定的生理条件作用下各状态之间转移动态关系的数学模型，可定量刻画离子通道的工作机制，解释离子通道蛋白质的结构和生理功能，揭示离子通道相关疾病的致病机理。然而，在Markov建模过程中常遇到模型结构过于复杂，参数过多，建模数据量太大等问题，传统方法求解通常很难得到一个满意的结果，甚至无法求解。同时，BK通道的Ca2+敏感性测定以及β1亚基的功能分析不仅需要进行Markov建模，还涉及到复杂逆问题的求解，现有分析工具和方法无法有效进行。进化计算是一种基于自然进化的随机搜索方法。它使用概率搜索技术，擅长解决全局优化问题，搜索过程不依赖于初始值、梯度信息或其它辅助知识，对问题的种类有很强的鲁棒性，为本论文中所研究的建模优化问题和逆问题提供了有效手段。本论文研究采用电生理实验技术结合计算机仿真模拟手段，利用进化算法对大量离子通道进行了Markov建模，并针对BK通道的钙敏感性及其β1亚基的功能进行了定量的分析：首先，通过对电生理实验技术和数据进行分析，开发了一套离子通道Markov自动建模软件CeL。该软件基于本论文设计的一种进化计算方法——PSO+GSS（粒子群+黄金分割法）算法，此外，为了使CeL软件可快速有效地进行，论文中还提出一套参数初值预估方法。将其应用到各个模型的参数优化中，取得了更好的优化效果。CeL软件的性能已大大超越目前已有的同类型软件（QuB，Neuron等），处于国际领先水平。另外，论文分析了大量电生理实验数据，并建立了大量通道的Markov模型，如BK通道，KV通道，Ca通道和NaV通道等。然后，分析了激光闪光光解快速释放钙离子后激发的电流（flash电流），发现了BK电流双相激活、快相比例常数Rf的电压依赖性等一些不寻常特性，并以flash电流为媒介，进化算法为基础，在世界上首次精确地计算出细胞局部内Ca2+浓度的变化过程，在此基础上还提出了一种Ca2+结合速率常数的计算方法并计算了BK通道四种变异体的Ca2+结合速率常数。考虑到Ca2+在BK通道中的第二信使功能，此项工作对于研究神经信号的产生和传导机制具有十分重要的意义。最后，分析了BK（α亚基）和BK（α+β1亚基）电流数据，建立了对应的BK50态模型，此模型为世界上第一个成功建立的完整的50态BK模型。接下来，利用建立的50态BK模型，对平滑肌细胞的动作电位进行了建模并模拟了其动作电位。对比研究结果表明：β1亚基会增强细胞的极化以及降低细胞内钙浓度，最终导致动脉松弛。本研究为理解潜在的血压调节机制奠定了基础。此外，由于细胞内[Ca2+]的变化与动脉直径的变化一致，所以我们预测：β1亚基基因为人类高血压的一个候选遗传基因位点。综上所述，本论文揭示了BK通道及其不同变异体的钙和电压敏感性关系以及β1亚基的调控机制，为潜在的神经活动机制以及血压调节机制研究奠定了基础。同时，CeL软件及其衍生出来的基于进化计算的分析方法作为一种创新的研究思路，扩展了当今生物物理的研究方法，并提高了研究效率。
罗洁[5]（2012）在《基于逆问题的膜片钳新技术研究》文中认为膜片钳技术是细胞离子通道记录方法的金标准。20年来，神经科学的发展体现出与信息技术（计算机）越发紧密结合的趋势，而膜片钳技术中计算机的参与度相对较低。膜片钳技术中的信号处理主要使用模拟电路中的概念，如滤波、检波、补偿等。为了适应神经科学发展的总体趋势，本文致力于以膜片钳系统的数学模型为基础，为膜片钳的信号处理引入正、逆问题的概念，以便经典的膜片钳技术从现代信息技术的丰硕成果中获益。本文的工作主要有两点：1)讨论膜片钳放大器、电极、细胞构成的统一电系统的数学模型，并总结膜片钳电路设计及信号处理中的正问题和逆问题；2)对于膜片钳系统中的逆问题用反卷积进行描述，并提出采用白噪声驱动的时间序列分析及基于子空间的系统辨识法对反卷积问题进行求解。用正、逆问题的概念对膜片钳技术中信号处理问题进行分类，可使信号之间的关系更为清晰，使问题的描述更系统，使问题的求解有坚实的理论基础和可借鉴的方法。根据正、逆问题的基本概念，细胞通道电流记录本质上是个逆问题（信号还原）。若细胞以单室模型建模，通道电流与膜电容被动响应电流相并联。于是，通道电流的求解可看作加法问题的逆问题，即减法问题。待减去的膜电容电流，其大小与膜电容参数有关，从测量数据获得膜电容参数信息是个逆问题（系统辨识）。线性时不变系统中的逆问题就是反卷积。反卷积的求解以数学模型为基础。本文讨论了膜片钳放大器和细胞构成的电系统的若干种数学模型，如微分方程模型、传递函数模型、卷积模型和状态空间方程模型，以及它们之间的关系。文章从信号与系统的角度，讨论了膜片钳实验中的几个典型的反卷积问题，包括信号复原和系统辨识。受基于ARMA模型的时间序列分析的启发，可用白噪声激励膜片钳系统，通过互相关技术求解系统的时域特性，即冲激响应（本文中称为卷积核），并开发了基于卷积核的非迭代快电容自动补偿算法——K-method；为了确定膜片钳探头反馈电阻的杂散电容，可采用子空间法对其进行系统辨识，并以此为基础开发了高值串联电阻估计方法和软件高频补偿方法——SHB。本文详细介绍了这些具体应用的原理和实现步骤。相比原迭代方法，K-method具有简单、准确、抗饱和的优点；SHB有利于减小膜片钳体积、提高膜片钳的集成度。本文工作不但为膜片钳技术结合现代信号处理技术打下了理论基础，还提供了两个具体范例展示了膜片钳技术的发展方向。
周俊[6]（2012）在《大鼠嗅球气味响应在体分析与生物电子鼻研究》文中研究说明生物嗅觉系统对气味具有较高的辨识度,在气味识别速度、气味识别精度上远远超过目前基于化学传感器阵列构建的电子鼻系统。但如何将生物嗅觉应用于实际的气味检测中,仍然存在着很大的挑战。气味分子在动物鼻腔中与嗅觉感受细胞作用后,化学信息转变成生物电信号传导至嗅觉信息处理的中转站—嗅球。通过嗅球对气味信息的处理整合,嗅觉信息进一步传递给大脑皮层中嗅觉相关的皮层,实现气味认知。其中,嗅球被认为是嗅觉初级中枢,对嗅觉形成起到了关键的作用。理解嗅球的气味认知机制,在嗅觉信息处理和实际气味检测中都具有重要意义。目前,对于气味刺激产生的嗅球细胞响应记录主要采用膜片钳技术和光学成像技术。膜片钳技术不能实现多点同步测量,缺乏大量神经细胞协同作用的信息,而光学成像技术背景噪声大,成像精度仍较难突破。因此,采用植入式微电极阵列传感器对嗅球电生理信号进行长时程、多点同步的监测与分析,有利于理解嗅球细胞群的信息处理,实现生物电子鼻的设计。本文对嗅觉系统多个层次的细胞进行了基于电生理数据的细胞建模与仿真,设计了基于植入式传感器的在体嗅球僧帽细胞气味刺激响应记录与分析平台,分析了嗅球僧帽细胞群气味响应模式。结合生物学和工程学手段,构建新型的生物电子鼻系统实现气味识别。本论文的主要内容和贡献如下：1.对嗅觉系统多个层次的细胞进行建模仿真。利用电生理信号建立了基于电压门控通道的嗅觉感受细胞电生理模型,并仿真了嗅觉感受细胞受到刺激时引起细胞动作电位的发放。仿真了僧帽细胞电生理模型。探索了嗅觉系统模型对嗅觉生理现象的仿真,并结合生理实验测得的数据对模型参数进行了优化。2.设计了麻醉大鼠嗅觉气味响应研究系统。该系统包括气味刺激装置、呼吸信号记录装置、电生理信号记录装置、记录电极的制备平台和数据分析平台。详细描述了大鼠的手术流程与电极植入过程,并对嗅球切片进行染色,验证电极植入位置。3.提出了短时程气味刺激下大鼠的快速气味感知,实现了时间依赖性的气味分类。采用细胞群脉冲发放矩阵模式分析法,在特征空间中绘制了僧帽细胞群对气味刺激的空间响应曲线,表明麻醉大鼠在短时程气味刺激后的第一个呼吸周期内就完成了对气味的感知。选取细胞发放相似时间段内同步记录的僧帽细胞群脉冲发放特征,用主成分分析方法实现了对五种气味的分类。4.提出基于僧帽细胞层场电位信号的生物电子鼻设计。低频场电位信号稳定且容易获取,在不同气味刺激下功率谱能量分布存在差异。使用K最邻近分类算法对多窗法谱估计得到的四种气味刺激时频图进行分类,在信号伽马频段（40-120Hz）得到77.4%的分类准确率。
李旭[7]（2009）在《野木瓜注射液对大鼠DRG细胞钠通道影响的实验与计算机仿真研究》文中指出对中医中药的研究一直是科学研究的热点。其中对中药有效成分的研究,从天然药物中筛选对疾病有治疗作用的化合物更是新药研发中的重要方法。然而中药成分复杂,其多环节多靶点的药物作用方式给用现代科学技术进行中医药研究带来了很大困难。野木瓜是一种十分常用的中药,传统中医认为野木瓜有祛风湿止痹痛的功效。现代科学研究也表明,野木瓜具有明显的止痛作用,并且有以野木瓜为原料的药品野木瓜注射液问世,广泛应用于临床各科。但是,野木瓜注射液的药理作用并不完全清楚。需要进一步探索其有效成分和作用靶点。本文首先用全细胞膜片钳技术观察了不同浓度野木瓜注射液作用后大鼠背根神经节细胞的电压门控性钠离子通道电流。实验结果表明,野木瓜注射液对大鼠背根神经节细胞电压门控性钠离子通道电流峰值有明显的浓度依赖的抑制作用,并且还影响了电压门控性钠离子通道的激活和失活过程,具体表现在半激活电压向去极化方向偏移和半失活电压向超极化方向偏移。在电压门控离子通道药理学研究中,对药物对离子通道动力学影响的讨论一般都根据脉冲刺激得到的电流峰值和反转电位等观察值计算得到电导值,然后参考刺激电压制作离子通道的激活和失活曲线。这种研究方法仅仅利用了离子通道电流的最大值,并没有将实验数据提供的信息全部利用,例如钠通道电流达到峰值的时间信息没有用上。Hodgkin和Huxley在对大量电压钳实验数据的基础上提出了描述离子通道动力学特征的Hodgkin-Huxley模型,通过模型参数的变化可以定量描述离子通道动力学的改变。为了更准确地研究野木瓜注射液对钠离子通道动力学的影响,本文在全细胞膜片钳实验的基础上,用Hodgkin-Huxley模型拟合不同浓度野木瓜注射液作用前后的大鼠背根神经节细胞钠离子通道全细胞膜片钳实验数据,拟合效果比较理想。拟合结果表明,野木瓜注射液作用后,拟合得到的模型参数V2 m向去极化方向偏移,这一点和离子通道激活曲线的变化是一致的。与模型参数V2 m相对应的模型参数V2 h以及τm,τh等其它参数并没有明显变化。在通过膜片钳实验技术观察药物对神经元动作电位产生影响的实验操作中,很难控制药物使其不对钠离子通道外的其他离子通道产生影响（不能使用钾离子通道阻断剂）。因此很难断定实验观察得到的动作电位变化就仅仅是因为细胞表面钠离子通道受到药物影响所致。为了探究野木瓜注射液对背根神经节细胞钠离子通道的影响是否能够产生对背根神经节细胞动作电位的抑制作用,本文用上述拟合膜片钳实验结果获得的Hodgkin-Huxley参数为依据,借助neuron神经元建模软件建立人工神经元,并对其进行计算机仿真刺激产生动作电位。计算机仿真刺激人工神经元结果显示,野木瓜注射液对神经元钠离子通道动力学的影响可以导致神经元产生动作电位的阈值提高。由此推断,野木瓜注射液的镇痛作用来源于此。综上所述,野木瓜注射液可能通过影响初级感觉神经元钠离子通道激活过程从而阻滞动作电位产生而达到镇痛效果。通过数学建模和计算机仿真的方法能够简化实验条件,简化模型,更好地说明中药对离子通道动力学特征的影响,定量描述中药作用效果。这种数学建模加计算机仿真的方法给中药药理学研究提供了一种新方法。
张宇[8]（2009）在《虚拟心脏解剖及电生理数学建模》文中提出虚拟心脏建模仿真工作是对心脏结构和功能的模拟，集电生理学、动力学、血液流体力学以及神经、生化控制于一身的极其复杂的综合系统，是一项难度和复杂度极高的技术工作。目前，心脏生理病理学家大多从细胞、基因、蛋白、分子等微观层次来研究心脏机理，实验反映出来的大多是单细胞或局部的特性，不能很好地阐明从微观病理变化如何演变成整体心脏的异常，而临床心脏学家则更多地关注整体心脏的宏观综合表现特征，对病症微观起源较少深究，对于病因复杂的心脏病诊治很大程度上依靠经验决断。连接心脏微观宏观研究的有效手段之一就是虚拟心脏模型，基于虚拟心脏模型我们可以非常方便地研究心肌微观生理病理变化是如何发展成整体心脏的宏观变化，而且是定量的，从而有助于提高心脏病的诊治水平和创新药物的开发。近些年生物医学工程领域和其它学科快速发展，出现了很多新方法、新理论，将这些成果引入心脏建模领域，会帮助我们建立更为复杂和完善的虚拟心脏模型，深入认识心血管系统的运动规律和本质，从而朝着建立复合虚拟心脏仿真模型的最终目标深入下去，推动虚拟心脏建模正逆问题研究的进一步发展。本文以虚拟心脏解剖结构数学建模和虚拟心脏电生理数学建模为研究方向，在原有浙江大学第一代LFX虚拟心脏模型基础之上，综合应用虚拟人技术、图像处理、信号处理、并行计算、三维科学可视化等技术手段，尝试求解虚拟心脏建模中关键的生物计算问题，建立了代表国际先进水平的Cardiome-CN虚拟心脏电生理数学模型。在若干性能指标上领先于国际同类模型，对推动Cardiome计划相关技术的向前发展具有重要影响力。其中基于细胞离子通道和双域模型方程的超大计算量心肌兴奋传播并行算法的实现，对其它大型生物计算技术的发展也具有一定的借鉴作用。本文主要工作和研究成果包括：（1）基于医学影像数据、生理标本数据、虚拟人数据建立了虚拟心脏解剖结构数据库，包含兔子、犬、人体等心脏解剖模型样本。其中以人体心脏模型为例，数据结构空间分辨率为0．33mm，包含了完整的心房、心室结构。对心室壁分层、心肌纤维旋向设定、传导通路设定、组织功能分类定义等虚拟心脏解剖结构建模的关键问题进行了研究，并给出了解决方案。针对各模型建立了相应的计算、可视化网格。这是国际上目前结构完整、精度高，且包含完整心肌纤维旋向和电传导通路信息的人体心脏解剖结构模型之一。（2）基于心肌细胞离子通道水平的实验数据，开创性的建立了国内首个犬、人体心肌细胞动作电位模型库。其中包含了起搏细胞、心房肌细胞、心室肌细胞等多样性、特异性的模型定义。模型还包含了完整的钙循环以及兴奋收缩耦联机制。针对细胞模型的计算和分析方法进行了深入研究，首次提出了使用非标准有限差分方法（NSFD）和DVODE算子来加速细胞模型的运算速度。总结扩展了心肌细胞模型静态和动态的分析方法，丰富了模型研究的手段。并应用细胞模型针对心力衰竭、短QT综合症、Brugada综合症等相关疾病进行了初步的探索研究。（3）基于MPI和OPENMP并行计算协议库，设计并实现了基于双域模型模拟的各向异性的心肌兴奋传播并行算法，实现了离子通道细胞模型和双域模型兴奋扩散方程的耦合，建立了从一维结构模型到三维解剖模型的各种层次的传导模型，仿真了正常心脏组织的兴奋传导时序，并对折返性心律失常的兴奋传导机制进行了模型研究。其中并行扩散算法属国际先进水平，国内虚拟器官建模领域还没有类似的研究工作。（4）构建了基于真实人体心脏解剖生理结构，具有仿真心肌缺血、多种心律失常、基因变异类离子通道疾病等功能的达到国际领先和先进水平的Cardiome-CN虚拟人体心脏模型。（5）基于美国虚拟人断层数据，构建了真实完整的男性和女性人体躯干结构模型。使用Cardiome-CN虚拟心脏模型，模拟了心电场分布，计算了体表电位、心电图和心电向量图。未来虚拟心脏模型具有很大的应用潜力，不仅仅在生物医学领域，还可以为临床服务，包括介入治疗，为病人定制个体化的心脏信息数据库等等。特别是对于临床需求迫切的房颤、室颤等心律失常疾病的诊断和导管介入消融治疗技术的提升具有直接的应用价值。虽然目前还无法针对个体案例进行实时重建，但随着计算能力的提高，基于病人个体化定制的虚拟心脏模型辅助治疗必将成为现实。
熊俊[9]（2007）在《单细胞离子光电联合检测系统的研究与设计》文中进行了进一步梳理细胞内外离子的动态平衡是细胞赖以生存的基础,其不平衡往往会导致疾病的发生。深入研究单个细胞内外离子活动不仅有助于了解细胞生命活动规律,也有助于揭示疾病的发病机理并促进新药的开发与筛选。应用光、电信号联合检测单细胞离子活动和其浓度变化是近年来生命科学研究的重要方法和研究热点。单细胞离子光电联合检测系统将膜片钳技术、钙离子荧光检测技术及钙离子紫外光释放技术等联合起来,并且还可以实现膜电容分泌信号和碳纤电极信号的同步测量。因而适合于在单细胞水平研究高时间分辨率的钙依赖的生理功能,为细胞生物学和膜生物物理学等领域的研究提供一种重要的工具。本文的工作主要是研究与开发一种新型的单细胞离子光电联合检测系统。主要内容如下:1.研究并实现了计算机控制膜片钳放大器的自动校准算法。在详细分析探头动态特性基础上提出了一种简化的探头传递函数,从而简化了探头放大器补偿环节的自动校准算法。实验结果表明,使用该算法能快速准确地完成探头补偿电路的校准,有效提高系统响应速度和带宽。所设计的自动校准程序模块能快速准确地获得系统相关参数,为提高膜片钳放大器测量的精度奠定基础。2.研究并实现了计算机控制膜片钳放大器的自动测试算法。自动测试模块能在45分钟内完成对膜片钳放大器各个功能模块的测试,包括增益、噪声和失调等性能参数,并根据测试协议判断每个模块是否工作正常,并在潜在的故障位置给出提示,帮助用户和开发人员对仪器进行测试和故障诊断。3.完成和改进了膜片钳实验参数的自动补偿算法。实现膜片钳实验过程中电极失调电位、快慢电容等参数的自动补偿,并根据实验测试过程中发现的问题对电路和算法进行了改进。4.为了克服传统膜片钳在电流钳模式下的固有缺陷,在传统膜片钳放大器中实现电压钳控制电流钳模式。重新设计了探头放大器电路,并对膜片钳放大器系统电路进行一定的改进,从而实现了钳位膜电位的同时记录瞬态膜电位变化。5.设计了基于双波长荧光显微测量原理的单细胞内游离钙离子浓度检测软件模块,分别实现系统参数校准和设置、实验刺激协议设置以及实验结果计算和显示等部分的功能。
成波[10]（2007）在《极低频磁场发生器的开发及其在神经细胞电生理特性研究中的应用》文中研究指明生物电活动是生物体的一种重要的生命活动。神经元放电和膜片钳离子通道是电生理研究的两个重要领域。生物电活动既然是一种电,就必然受到外界电磁活动一定程度上的影响。目前采用磁场刺激神经细胞和肿瘤细胞是生物磁研究的两个重要课题,适当的磁场刺激对神经系统疾病起到一定的治疗作用,如帕金森症、神经性疼痛、癫痫、抑郁症、精神分裂症等,海马则是学习和记忆的重要脑区,特别是帕金森症的重要病灶区域。因此本文采用磁场刺激海马细胞,通过神经放电信号和钾离子通道信号分析研究其电生理特性的变化。该研究具有重要的理论意义与实际价值。本文首先设计了一款电生理磁刺激实验通用的极低频磁场发生器,该仪器能产生多种波形、频率、强度且空间分布均匀的磁场。然后通过神经元放电和膜片钳离子通道两种方法对大鼠海马细胞在极低频磁场作用前后的放电特性和离子通道特性分别进行了研究。最后分析了两种相互关联的研究方法下的结果。本研究工作主要获得了如下研究成果:（1）研制了一台适于生物磁刺激的多波形、多参数的磁场发生器。该仪器的特点是:a)强度从几个毫特斯拉（mT）提高到100 mT;b)通过硬件补偿和软件修正的方案,克服了通常随波形频率提高,磁场强度急剧递减的问题。产生从1 Hz到500 Hz,磁场强度均衡的磁场;c)针对三角波磁场能够产生恒定的感应电场的特征,也开发了一种三角波形的磁场发生器。（2）构造了一种适用于电生理信号的特定的小波降噪算法。在采用小波降噪中,针对电生理信号的两个特点:符合全或无定律;具有一定的不应期。采用方波haar函数作为母函数,构造了一种独特的小波降噪方法。通过检验,该方法较传统均值滤波效果有所提高。（3）提出了一种验证离子单通道降噪算法优劣的方法。针对离子单通道全或无的特点,通过原始信号,构造了一种标准波形来衡量降噪效果。（4）海马细胞在极低频磁场刺激作用下的放电信号更加具有节律性。通过自回归（Autoregressive,AR）模型谱分析表明,磁场刺激时的海马细胞放电信号的谱线更加光滑,说明高频率成分减少了,表明信号具有更好的节律性。（5）海马细胞在磁场刺激作用下其电生理活动更加活跃。采用AR模型谱分析方法研究表明,极低频磁场刺激海马细胞后,其AR频谱发生后移,电活动的频度增高了,表明电生理活动更加频繁。采用随机过程和统计学分析方法研究表明,极低频磁场刺激海马细胞时其发放动作电位的次数增加,峰峰间期（Inter Spike Interval, ISI）减小,钾离子通道的开放时间有所增加,静息时间有减小的趋势。这与有关文献报道的结论是一致的。本文采用的两种实验研究都得出特定磁场能够促进电生理活动的特性。从生理学分析,Na+离子通道在神经元放电中承担主要角色,但是钾离子通道开放也会更加活跃,于是我们似乎可以得出如下推论:特定的磁场刺激对Na+-K+泵的活跃起到了一定的促进作用,虽然Na+-K+泵的K+离子流动的方向与离子通道相反。这与文献报道磁场直接作用于Na+-K+泵并提高生物膜活性是相一致的,从而实验的角度印证磁场对神经系统疾病的治疗作用。
二、膜片钳技术与PSTAT程序拟合初值的估计（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、膜片钳技术与PSTAT程序拟合初值的估计（论文提纲范文）
（1）基于植物光电信息的电场生物学效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与思路 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 本文的研究思路 |
| 1.1.3 电场生物学效应的评价 |
| 1.2 植物电位波动信息的研究进展 |
| 1.2.1 植物电位波动信息的生理基础 |
| 1.2.2 植物电位波动信号的基本特征 |
| 1.2.3 植物电位波动信号的研究进展 |
| 1.2.4 植物电位波动信号的分析方法 |
| 1.2.5 植物电位波动信号研究存在的问题 |
| 1.3 生物超弱光子辐射信息的研究进展 |
| 1.3.1 生物超弱光子辐射的研究历史 |
| 1.3.2 生物超弱光子辐射的基本特征 |
| 1.3.3 生物超弱光子辐射的产生机理 |
| 1.3.4 生物超弱光子辐射的检测 |
| 1.3.5 生物超弱光子辐射的应用 |
| 1.3.6 生物超弱光子辐射研究的不足和发展方向 |
| 1.4 本文的研究内容与意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.4.3 论文安排 |
| 2 植物电位波动信号的采集与分析方法 |
| 2.1 植物电位波动信号的采集 |
| 2.1.1 采集平台的总体结构 |
| 2.1.2 微弱信号放大器 |
| 2.1.3 采集电极 |
| 2.1.4 法拉第笼 |
| 2.1.5 采集系统的测试方案 |
| 2.2 植物电位波动信号的降噪 |
| 2.2.1 植物电位波动信号的小波降噪 |
| 2.2.2 植物电位波动信号的CEEMD降噪 |
| 2.2.3 小波降噪和CEEMD降噪的比较与评价 |
| 2.3 基于HHT的植物电位波动信号的特征分析方法 |
| 2.3.1 HHT方法 |
| 2.3.2 边际谱分析 |
| 2.4 玉米叶片电位波动信号特征分析 |
| 2.4.1 材料与方法 |
| 2.4.2 原始信号及其CEEMD分解 |
| 2.4.3 信号的降噪处理 |
| 2.4.4 电位波动能量在模态间的分布 |
| 2.4.5 玉米叶片电位波动的Hilbert谱和边际谱 |
| 2.4.6 玉米叶片电位波动边际谱的幅值指数 |
| 2.4.7 边际谱熵及其稳定性 |
| 2.4.8 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 玉米叶片电位波动对干旱胁迫的响应 |
| 3.1 实验材料与方法 |
| 3.1.1 材料培养与干旱处理 |
| 3.1.2 测试方法 |
| 3.1.3 数据统计分析 |
| 3.2 玉米叶片电位波动对干旱胁迫的反应及意义 |
| 3.2.1 玉米叶片电位波动的时域波形 |
| 3.2.2 玉米叶片电位波动的希尔伯特谱 |
| 3.2.3 玉米叶片电位波动的边际谱 |
| 3.2.4 玉米叶片电位波动边际谱与干旱胁迫的关联及品种差异 |
| 3.2.5 玉米叶片电位波动边际谱熵的变化 |
| 3.2.6 动作电位灵敏指数Q的变化 |
| 3.2.7 MDA含量和叶绿素含量的变化及差异 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 植物超弱光子辐射的检测和分析方法 |
| 4.1 超弱光子辐射检测技术研究 |
| 4.1.1 系统结构 |
| 4.1.2 暗室 |
| 4.1.3 光源及控制模块 |
| 4.1.4 电子快门控制 |
| 4.1.5 微光探测器模块 |
| 4.1.6 仪器测量流程 |
| 4.1.7 系统测试 |
| 4.2 植物超弱光子辐射的分析方法 |
| 4.2.1 超弱光子辐射的单指数模型 |
| 4.2.2 超弱光子辐射的双指数模型 |
| 4.2.3 超弱光子辐射的“全量子”模型 |
| 4.2.4 超弱光子辐射的非线性动力学方程 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 萌发种子超弱光子辐射的特征与机理 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 材料与培养 |
| 5.1.2 抑制剂选择与处理方法 |
| 5.1.3 鲜质量和自发光子辐射的测量 |
| 5.1.4 受激光子辐射的测量 |
| 5.1.5 统计分析 |
| 5.2 抑制剂对萌发玉米种子超弱光子辐射的影响 |
| 5.2.1 抑制剂作用下萌发玉米的鲜质量 |
| 5.2.2 抑制剂与萌发玉米的自发光子辐射 |
| 5.2.3 受激光子辐射动力学参数的差异 |
| 5.3 抑制剂对萌发高粱种子的超弱光子辐射的影响 |
| 5.3.1 抑制剂作用下萌发高粱的鲜质量 |
| 5.3.2 萌发高粱自发光子辐射的变化 |
| 5.3.3 萌发高粱受激光子辐射动力学参数的差异 |
| 5.4 萌发种子超弱光子辐射的机理分析 |
| 5.5 植物超弱光子辐射的光谱特征 |
| 5.5.1 光谱探测原理 |
| 5.5.2 超弱光子辐射光谱测量方法 |
| 5.5.3 结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于光电信息的PEF生物学效应研究 |
| 6.1 PEF处理系统的设计 |
| 6.1.1 极低频高压脉冲的产生方式 |
| 6.1.2 硬件电路结构与工作原理 |
| 6.1.3 脉冲电压波形测试 |
| 6.1.4 样品处理箱 |
| 6.1.5 脉冲电场仿真 |
| 6.2 PEF处理对种子萌发影响的频率差异 |
| 6.2.1 材料与方法 |
| 6.2.2 PEF频率对萌发玉米鲜重促进作用的比较 |
| 6.2.3 PEF处理对萌发玉米超弱光子辐射的影响及频率差异 |
| 6.2.4 讨论 |
| 6.3 PEF与HVEF处理对种子萌发影响的比较 |
| 6.3.1 材料与方法 |
| 6.3.2 PEF与HVEF处理对萌发绿豆生物学指标的影响 |
| 6.3.3 萌发绿豆自发光子辐射的变化 |
| 6.3.4 萌发绿豆可溶性蛋白含量的差异 |
| 6.3.5 萌发绿豆超氧自由基含量的变化 |
| 6.3.6 萌发绿豆SOD活性的对比 |
| 6.3.7 萌发绿豆POD活性的对比 |
| 6.3.8 讨论 |
| 6.4 基于超弱光子辐射评价PEF对玉米萌发期抗旱性的促进效果 |
| 6.4.1 材料与方法 |
| 6.4.2 PEF处理提高干旱胁迫下萌发玉米抗旱指数和储藏物质转运率 |
| 6.4.3 PEF促进干旱胁迫下萌发玉米自发光子辐射的增长 |
| 6.4.4 PEF提高干旱胁迫下萌发玉米受激光子辐射积分强度 |
| 6.4.5 讨论 |
| 6.5 基于受激光子辐射评价PEF对玉米幼苗抗旱性的影响 |
| 6.5.1 材料与方法 |
| 6.5.2 干旱胁迫下玉米叶片干重的增长 |
| 6.5.3 干旱胁迫下玉米叶片受激光子辐射动力学参数差异 |
| 6.5.4 PEF处理对受激光子辐射积分强度的影响 |
| 6.5.5 讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、专利 |
（2）基于网格传输网络模型的高频纳秒脉冲串单细胞穿孔特性仿真（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 国内外电穿孔的研究现状 |
| 1.2.1 电穿孔仿真研究方法 |
| 1.2.2 电穿孔实验研究方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 网格传输网络模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 一维传输模型 |
| 2.2.1 本构关系 |
| 2.2.2 守恒关系 |
| 2.2.3 电扩散传输 |
| 2.3 二维传输模型 |
| 2.3.1 本构关系 |
| 2.3.2 守恒关系 |
| 2.3.3 电扩散传输 |
| 2.4 传输模型转换为等值电路 |
| 2.4.1 电传输与扩散传输的比较 |
| 2.4.2 转换为等值电路的一般规则 |
| 2.5 网格传输网络模型的建模求解思路 |
| 2.6 含单细胞空间区域离散 |
| 2.6.1 三角形网格剖分 |
| 2.6.2 网格质量因数 |
| 2.6.3 Voronoi单元的生成 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 单个纳秒脉冲作用下单细胞穿孔特性及分子跨膜传输的仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动态电穿孔及分子传输模型的建立 |
| 3.2.1 能量曲线的介绍 |
| 3.2.2 电传输、孔传输与分子传输方程 |
| 3.2.3 阻碍因子、分隔因子对分子跨膜传输的影响 |
| 3.3 外膜穿孔特性研究 |
| 3.3.1 单纳秒脉冲激励参数 |
| 3.3.2 外膜穿孔特性仿真结果 |
| 3.4 考虑核膜时内外膜穿孔规律的研究 |
| 3.4.1 内外膜穿孔规律的研究 |
| 3.4.2 场强对内外膜穿孔规律的影响 |
| 3.5 考虑核膜时分子跨膜传输规律的研究 |
| 3.5.1 分子跨膜传输仿真结果 |
| 3.5.2 场强对分子跨膜传输的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高频纳秒脉冲串作用下单细胞电穿孔及分子跨膜传输的仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高频纳秒脉冲串激励参数 |
| 4.3 内外膜穿孔特性的研究 |
| 4.3.1 串内多个脉冲之间的穿孔特性研究 |
| 4.3.2 脉冲串与串之间的穿孔特性研究 |
| 4.3.3 串内脉冲个数、频率对穿孔特性的影响 |
| 4.4 分子跨膜传输的仿真研究 |
| 4.4.1 串内多个脉冲之间的分子跨膜传输特性研究 |
| 4.4.2 脉冲串与串之间分子跨膜传输特性研究 |
| 4.4.3 串内脉冲个数、频率对分子跨膜传输特性的影响 |
| 4.5 仿真与实验对比 |
| 4.5.1 实验情况简介 |
| 4.5.2 仿真结果与实验数据对照 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 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 |
（3）用于纳米通道单分子检测的数据采集系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 课题的来源及意义 |
| 1.2 纳米通道检测系统国内外研究现状 |
| 1.3 纳米通道单分子检测系统构成 |
| 1.4 本课题主要工作 |
| 第2章 数据采集系统整体方案的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米通道数据采集系统的设计要求 |
| 2.3 数据采集系统的框架结构 |
| 2.4 主要技术方案论证和选择 |
| 2.4.1 主控制器方案选择 |
| 2.4.2 通信方案选择 |
| 2.4.3 数据缓存单元方案选择 |
| 2.5 数据采集系统总体结构 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 系统的硬件选型和电路设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据采集模块设计 |
| 3.2.1 ADC转换芯片的选择 |
| 3.2.2 信号调理电路 |
| 3.3 电压输出模块设计 |
| 3.4 数据缓冲单元设计 |
| 3.5 USB接口电路设计 |
| 3.5.1 USB接口芯片的选择 |
| 3.5.2 FX2LP芯片简介 |
| 3.5.3 USB接口电路设计 |
| 3.6 FPGA配置电路设计 |
| 3.7 电源电路与低噪声设计 |
| 3.7.1 电源电路 |
| 3.7.2 低噪声设计 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 系统控制逻辑设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FPGA总体结构设计 |
| 4.3 系统配置模块设计 |
| 4.4 ADC控制模块设计 |
| 4.4.1 ADC操作逻辑设计 |
| 4.4.2 ADC数据的转换 |
| 4.5 DAC控制模块设计 |
| 4.6 数据传输控制模块设计 |
| 4.6.1 数据转换触发模块 |
| 4.6.2 FX2LP控制模块设计 |
| 4.7 FX2LP固件设计 |
| 4.7.1 FX2固件框架 |
| 4.7.2 用户自定义命令 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 系统测试与数据处理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统测试 |
| 5.2.1 系统功能测试 |
| 5.2.2 系统动态测试 |
| 5.3 信号去噪 |
| 5.4 小波去噪 |
| 5.4.1 小波去噪概述 |
| 5.4.2 小波基函数的选择 |
| 5.4.3 小波分解层数的确定 |
| 5.4.4 阈值函数和阈值的选择 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文小结 |
| 6.2 论文的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（4）离子通道Markov建模及分析 ——基于进化计算方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 中英文缩写对照 |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 离子通道 |
| 1.2 离子通道 Markov 建模 |
| 1.3 进化计算 |
| 1.4 本文的主要研究工作及内容安排 |
| 2 用于离子通道 Markov 模型优化的进化计算方法设计 |
| 2.1 问题的提出 |
| 2.2 解决方案 |
| 2.3 结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于进化计算的 BK 离子通道 Flash 数据建模优化及分析 |
| 3.1 问题的提出 |
| 3.2 分析方法 |
| 3.3 结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于进化计算的 BK（α+β1）通道建模及功能分析 |
| 4.1 问题的提出 |
| 4.2 分析方法 |
| 4.3 结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 附录2 公开发表的学术论文与博士学位论文的关系 |
| 附录3 攻读博士学位期间参加的主要科研项目 |
（5）基于逆问题的膜片钳新技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究历史及现状 |
| 1.3 论文的组织结构 |
| 2 膜片钳技术中的逆问题 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 膜片钳实验中细胞和放大器的数学模型 |
| 2.3 膜片钳系统的逆问题 |
| 2.4 白噪声驱动的线性时不变系统的辨识 |
| 2.5 确定信号驱动的线性时不变系统的辨识 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于白噪声激励的膜片钳系统卷积核测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量原理 |
| 3.3 方法验证——利用已知的刺激滤波器 |
| 3.4 膜片钳放大器各通路卷积核的测量 |
| 3.5 基于卷积核的快电容自动补偿算法研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于子空间辨识的参数估计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参数估计原理 |
| 4.3 四大参数的估计 |
| 4.4 基于子空间辨识的软件高频补偿方法研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
| 附录 2 膜片钳放大器的传递函数模型 |
（6）大鼠嗅球气味响应在体分析与生物电子鼻研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 嗅觉气味响应的生理学研究进展 |
| 1.2 嗅觉气味响应建模与仿真的研究进展 |
| 1.3 嗅球气味响应电生理记录分析技术的国内外研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 嗅觉系统的生物学基础及建模仿真 |
| 2.1 哺乳动物嗅觉系统的组织结构 |
| 2.2 哺乳动物嗅觉电信号传导通路 |
| 2.3 哺乳动物嗅觉系统的电生理模型 |
| 2.3.1 嗅觉感受细胞的细胞电生理模型 |
| 2.3.2 嗅球僧帽细胞的细胞电生理模型 |
| 2.3.3 嗅觉系统的电生理模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 麻醉大鼠嗅球气味响应研究系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验对象 |
| 3.3 气味刺激装置 |
| 3.4 呼吸信号记录装置 |
| 3.5 电生理信号记录装置 |
| 3.6 数据分析平台 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于嗅球僧帽细胞群活动的气味识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 嗅球僧帽细胞群对气味的快速感知 |
| 4.2.1 短时程气味刺激下僧帽细胞的时域响应 |
| 4.2.2 僧帽细胞群气味刺激的时空响应曲线 |
| 4.2.3 气味的快速感知 |
| 4.3 基于僧帽细胞群脉冲发放特征的气味识别 |
| 4.3.1 僧帽细胞随时间变化的气味刺激响应 |
| 4.3.2 利用同步发放的僧帽细胞群实现气味识别 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于僧帽细胞层场电位检测的生物电子鼻设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方法与材料 |
| 5.2.1 实验动物与手术 |
| 5.2.2 电生理记录与气味刺激 |
| 5.2.3 数据分析方法 |
| 5.3 僧帽细胞层场电位信号的多窗法谱估计时频图 |
| 5.4 K最邻近分类算法识别气味相关的功率谱时频图 |
| 5.5 基于小波变换的功率谱时频图与气味识别 |
| 5.5.1 基于小波变换的功率谱时频图 |
| 5.5.2 半椭球方程建模与特征选取 |
| 5.5.3 采用支持向量机方法的气味分类结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 本文作者攻读博士学位期间发表的论文和成果 |
| 基金资助 |
（7）野木瓜注射液对大鼠DRG细胞钠通道影响的实验与计算机仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 野木瓜及野木瓜注射液的药理作用研究现状 |
| 1.2 背根神经节神经元钠离子通道与疼痛 |
| 1.2.1 背根神经节神经元钠离子通道概述 |
| 1.2.2 疼痛与钠离子通道 |
| 1.2.3 钠通道阻滞剂与疼痛治疗 |
| 1.3 钠离子通道和膜片钳实验技术 |
| 1.3.1 钠离子通道简介 |
| 1.3.2 膜片钳技术简介 |
| 1.4 膜片钳实验技术在中药药理研究中的应用 |
| 1.5 本课题相关内容及工作安排 |
| 第2章 膜片钳实验材料及方法 |
| 2.1 大鼠背根神经节细胞的制备 |
| 2.2 实验记录液的配制 |
| 2.3 野木瓜注射液溶液配制 |
| 2.4 全细胞膜片钳实验仪器 |
| 2.5 全细胞膜片钳实验相关参数设定 |
| 2.5.1 玻璃微电极毛坯和拉制仪参数设置 |
| 2.5.2 全细胞膜片钳实验刺激参数设置 |
| 2.5.3 给药系统参数设置 |
| 2.6 离子通道电流的记录过程 |
| 2.6.1 DRG 神经元的选择 |
| 2.6.2 灌注玻璃微电极 |
| 2.6.3 封接和记录 |
| 2.7 实验数据的分析与处理 |
| 第3章 Hodgkin-Huxley 模型 |
| 3.1 Hodgkin –Huxley 模型的生物背景 |
| 3.1.1 细胞膜并联电导模型 |
| 3.1.2 神经元膜电位变化 |
| 3.1.3 膜电压方程 |
| 3.2 钾离子通道结构和Hodgkin –Huxley 模型钾电导 |
| 3.3 钠离子通道结构和Hodgkin –Huxley 模型钠电导 |
| 3.4 Hodgkin –Huxley 模型的解 |
| 3.5 完整的Hodgkin –Huxley 模型 |
| 第4章 野木瓜注射液对大鼠背根神经节神经元钠离子通道电流的影响 |
| 4.1 膜片钳实验结果举例 |
| 4.2 野木瓜注射液对DRG 神经元钠离子通道电流峰值的影响 |
| 4.3 野木瓜注射液对DRG 神经元钠通道电流抑制作用的浓度依赖性 |
| 4.4 野木瓜注射液对DRG 神经元钠通道电流I-V 曲线的影响 |
| 4.5 野木瓜注射液对DRG 神经元钠通道电流激活曲线的影响 |
| 4.6 野木瓜注射液对DRG 神经元钠通道电流失活曲线的影响 |
| 4.7 讨论 |
| 第5章 Hodgkin-Huxley 模型拟合膜片钳实验数据 |
| 5.1 Hodgkin –Huxley 模型拟合软件pulsefit 的算法 |
| 5.2 野木瓜注射液作用后的DRG 神经元的Hodgkin-Huxley 模型参数 |
| 5.3 讨论 |
| 第6章 计算机仿真刺激神经元模型 |
| 6.1 计算机仿真在离子通道药理学研究中的必要性 |
| 6.2 用Neuron 进行计算机仿真 |
| 6.2.1 Neuron 仿真环境介绍 |
| 6.2.2 用Neuron 表示人工神经元 |
| 6.3 计算机仿真工具药对经典Hodkin-Huxley 模型动作电位的影响 |
| 6.4 计算机仿真野木瓜注射液对DRG 神经元动作电位的影响 |
| 6.5 讨论 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A pulsefit 软件拟合膜片钳实验数据的具体结果 |
| 附录B 建立人工神经元的关键代码 |
| 附录C 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）虚拟心脏解剖及电生理数学建模（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目次 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 什么是虚拟心脏模型? |
| 1.1.1 心肌细胞模型 |
| 1.1.2 组织模型 |
| 1.1.3 心电场模型 |
| 1.2 为什么要建立虚拟心脏? |
| 1.2.1 为什么要"数学建模"? |
| 1.2.2 The Physiome Project |
| 1.2.3 虚拟心脏有什么用途? |
| 1.2.3.1 用于科研 |
| 1.2.3.2 用于药物和仪器开发 |
| 1.2.3.3 用于社会 |
| 1.3 怎样建立虚拟心脏模型? |
| 1.3.1 机制、视图和模型 |
| 1.3.2 我们需要"数学" |
| 1.3.3 我们离不开"计算" |
| 1.4 选题及意义 |
| 1.4.1 虚拟心脏解剖结构数学建模 |
| 1.4.2 虚拟心脏电生理学建模 |
| 1.4.3 虚拟心脏仿真关键计算技术研究 |
| 1.5 本文构成及目标 |
| 第2章 心脏解剖学基础 |
| 引言 |
| 2.1 心脏的位置和外形 |
| 2.2 心包 |
| 2.3 心腔的形态结构 |
| 2.3.1 右心房 |
| 2.3.2 左心房 |
| 2.3.3 右心室 |
| 2.3.4 左心室 |
| 2.3.5 心脏的间隔 |
| 2.3.6 心脏的纤维支架结构 |
| 2.4 心壁的构造 |
| 2.4.1 心内膜和心外膜 |
| 2.4.2 心肌层 |
| 2.4.3 心肌纤维旋向 |
| 2.5 心脏传导系统 |
| 2.5.1 窦房结 |
| 2.5.2 房内传导束 |
| 2.5.3 房室结 |
| 2.5.4 室内传导束 |
| 2.5.4.1 房室束 |
| 2.5.4.2 左束支 |
| 2.5.4.3 右束支 |
| 2.5.4.4 Purkinje纤维网 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 心脏解剖结构的数学建模 |
| 引言 |
| 3.1 心脏解剖结构数学模型的发展 |
| 3.2 心脏解剖结构数据源 |
| 3.2.1 医学成像系统 |
| 3.2.2 数字虚拟人工程 |
| 3.2.3 生理组织标本 |
| 3.2.3.1 材料与方法 |
| 3.2.3.2 数据采集 |
| 3.3 心脏解剖结构数学模型建立的基本方法 |
| 3.3.1 图像处理 |
| 3.3.1.1 图像预处理 |
| 3.3.1.2 图像分割 |
| 3.3.1.3 目标分类 |
| 3.3.2 手动处理 |
| 3.3.3 软件辅助处理 |
| 3.3.3.1 Simpleware |
| 3.3.3.2 Mimics |
| 3.3.3.3 Amira |
| 3.4 构建虚拟心脏解剖结构关键问题研究 |
| 3.4.1 构建虚拟心脏层状结构 |
| 3.4.2 构建虚拟心脏纤维旋向 |
| 3.4.2.1 心肌纤维旋向的表达 |
| 3.4.2.2 心肌纤维旋向的测量 |
| 3.4.2.3 心肌纤维旋向的构建方法 |
| 3.4.3 构建虚拟心脏兴奋传导系统 |
| 3.4.3.1 传导组织分类 |
| 3.4.3.2 窦房结和房室结 |
| 3.4.3.3 房间束和室间束 |
| 3.4.3.4 普肯野纤维网 |
| 3.4.4 构建虚拟心脏计算网格 |
| 3.4.4.1 面网格 |
| 3.4.4.2 体网格 |
| 3.5 虚拟心脏解剖结构模型集 |
| 3.5.1 基于DTMIR数据的犬心脏解剖结构数学建模 |
| 3.5.1.1 数据结构描述 |
| 3.5.1.2 处理步骤 |
| 3.5.1.3 重建结果可视化 |
| 3.5.2 基于VHP数据的人体心脏解剖结构数学建模 |
| 3.5.2.1 数据结构描述 |
| 3.5.2.2 处理步骤 |
| 3.5.2.3 重建结果的可视化 |
| 3.5.3 基于生理标本的人体心脏解剖结构数学建模 |
| 3.5.3.1 数据结构描述 |
| 3.5.3.2 处理步骤 |
| 3.5.3.3 重建结果的可视化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 心脏电生理基础 |
| 引言 |
| 4.1 心脏电生理标测系统 |
| 4.1.1 实验标测系统 |
| 4.1.1.1 膜片钳 |
| 4.1.1. 2 光学标测 |
| 4.1.2 临床标测系统 |
| 4.1.2.1 体表电位标测系统 |
| 4.1.2.2 心腔内心电图标测系统 |
| 4.1.2.3 心内电解剖标测 |
| 4.1.2.4 非接触式心内标测 |
| 4.1.2.5 心外膜标测 |
| 4.2 心肌细胞电生理特性 |
| 4.2.1 离子扩散 |
| 4.2.1.1 Fick扩散定律 |
| 4.2.1.2 Nernst电位 |
| 4.2.2 细胞膜的电特性 |
| 4.2.2.1 离子通道的基本结构和功能 |
| 4.2.2.2 钠通道电流 |
| 4.2.2.3 钾通道电流 |
| 4.2.2.4 钙通道电流 |
| 4.2.2.5 氯通道电流 |
| 4.2.2.7 交换电流 |
| 4.2.2.8 泵电流 |
| 4.2.3 细胞跨膜电位 |
| 4.2.3.1 静息电位 |
| 4.2.3.2 动作电位 |
| 4.2.3.3 不应期 |
| 4.2.4 兴奋收缩偶联 |
| 4.2.5 缝隙连接 |
| 4.3 心肌组织电生理特异性 |
| 4.3.1 起搏细胞的自律性 |
| 4.3.1.1 窦房结 |
| 4.3.2 心房的电生理 |
| 4.3.2.1 心房肌细胞电生理特异性 |
| 4.3.2.2 心房的电兴奋传导 |
| 4.3.3 心室的电生理 |
| 4.3.3.1 心室肌细胞电生理特异性 |
| 4.3.3.2 心室的电兴奋传导 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 心肌细胞电生理数学建模 |
| 引言 |
| 5.1 心肌细胞膜电特性数学建模 |
| 5.1.1 膜电路模型 |
| 5.1.2 膜平衡电位模型 |
| 5.1.3 离子通道门控机制模型 |
| 5.1.4 离子通道电流模型 |
| 5.1.5 离子泵电流模型 |
| 5.1.6 离子交换电流模型 |
| 5.1.7 离子浓度 |
| 5.2 心肌细胞兴奋收缩耦联机制数学建模 |
| 5.3 心肌细胞动作电位数学建模 |
| 5.3.1 Hodgkin-Huxley数学模型 |
| 5.3.2 心肌细胞动作电位模型的发展 |
| 5.3.2.1 早期的心肌细胞模型(1960-1988) |
| 5.3.2.2 详细的心肌细胞模型(1989-2008) |
| 5.3.2.3 第一代和第二代细胞模型的差异 |
| 5.3.2.4 确定性、随机性和马尔科夫模型 |
| 5.3.3 心肌细胞动作电位数学模型的构建方法 |
| 5.3.3.1 确定细胞模型参数 |
| 5.3.3.2 选取实验数据分析 |
| 5.3.3.3 针对门控参数拟合 |
| 5.3.3.4 再现通道电流属性 |
| 5.3.3.5 整合的钙循环模型 |
| 5.3.3.6 细胞离子浓度求解 |
| 5.3.3.7 细胞跨膜电位求解 |
| 5.3.3.8 模型参数动态调整 |
| 5.3.4 心脏起搏细胞数学建模 |
| 5.3.5 心房肌细胞数学建模 |
| 5.3.5.1 犬心房肌细胞建模 |
| 5.3.5.2 人心房肌细胞建模 |
| 5.3.6 心室肌细胞数学建模 |
| 5.4 心肌细胞模型计算方法 |
| 5.4.1 数值计算方法 |
| 5.4.1.1 常微分方程组求解方法 |
| 5.4.1.2 精度与效率分析 |
| 5.4.2 心肌细胞模型工具包 |
| 5.4.2.1 免费工具 |
| 5.4.2.2 商业工具 |
| 5.5 心肌细胞模型分析方法 |
| 5.5.1 静态分析方法 |
| 5.5.2 动态分析方法 |
| 5.6 疾病相关的心肌细胞模型研究 |
| 5.6.1 短QT综合症 |
| 5.6.1.1 引言 |
| 5.6.1.2 方法 |
| 5.6.1.3 结果 |
| 5.6.1.4 讨论 |
| 5.6.2 Brugada综合症 |
| 5.6.2.1 引言 |
| 5.6.2.2 方法 |
| 5.6.2.3 结果 |
| 5.6.2.4 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 心脏电兴奋传导数学建模 |
| 引言 |
| 6.1 心电兴奋传导数学建模 |
| 6.1.1 细胞自动机的规则传导模型 |
| 6.1.2 简化的反应扩散兴奋传导模型 |
| 6.1.3 兴奋扩散方程 |
| 6.1.3.1 双域模型 |
| 6.1.3.2 单域模型 |
| 6.1.3.3 纤维旋向 |
| 6.1.3.4 边界条件 |
| 6.2 兴奋传导模型的数值分析 |
| 6.2.1 问题分析 |
| 6.2.2 离散定义 |
| 6.2.3 时间积分 |
| 6.2.4 求解流程 |
| 6.3 兴奋传导模型的并行计算 |
| 6.3.1 并行化策略 |
| 6.3.1.1 问题分解 |
| 6.3.1.2 硬件体系结构 |
| 6.3.2 并行编程模型 |
| 6.3.2.1 OpenMP共享存储模型 |
| 6.3.2.2 MPI消息传递模型 |
| 6.3.2.3 MPI和OpenMP杂合模型 |
| 6.3.3 并行算法设计 |
| 6.3.3.1 区域分解 |
| 6.3.3.2 数据结构 |
| 6.3.4 并行程序设计 |
| 6.3.4.1 并行程序中的剖分 |
| 6.3.4.2 并行程序中的通讯 |
| 6.3.4.3 并行程序中的同步 |
| 6.3.4.4 并行程序中的I/O |
| 6.3.5 并行程序性能分析指标 |
| 6.3.5.1 运行时间 |
| 6.3.5.2 并行度 |
| 6.3.5.3 加速比 |
| 6.3.5.4 可扩展性 |
| 6.3.5.5 并行机有效利用率 |
| 6.3.5.6 并行效率 |
| 6.3.6 兴奋传导并行性能分析 |
| 6.4 兴奋传导模型分析方法 |
| 6.4.1 一维传导模型 |
| 6.4.1.1 传导速度 |
| 6.4.1.2 易感窗 |
| 6.4.2 二维传导模型 |
| 6.4.2.1 平面兴奋波 |
| 6.4.2.2 各向异性的兴奋传导 |
| 6.4.2.3 心室层状结构兴奋传导 |
| 6.4.2.4 右心房解剖结构兴奋传导 |
| 6.4.3 三维传导模型 |
| 6.4.3.1 人心房兴奋传导模型 |
| 6.4.3.2 犬心室兴奋传导模型 |
| 6.5 折返性心律失常兴奋传导机制研究 |
| 6.5.1 折返性心律失常 |
| 6.5.2 折返性心律失常的机制 |
| 6.5.3 折返性心律失常的诱因 |
| 6.5.3.1 房速和室速 |
| 6.5.3.2 房颤和室颤 |
| 6.5.4 模型仿真折返波 |
| 6.5.4.1 折返波的诱发 |
| 6.5.4.2 折返波的漂移 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 Cardiome-CN宏观心脏电生理建模部分结果演示 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 论文工作的主要创新点及贡献 |
| 8.3 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 作者简历 |
| 附录 作者攻读博士学位期间完成的有关论文 |
（9）单细胞离子光电联合检测系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 膜片钳技术 |
| 1.3 胞内游离钙离子浓度测量技术 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 2 系统结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统基本结构 |
| 2.3 硬件系统结构 |
| 2.4 软件系统结构 |
| 3 膜片钳放大器的自动校准 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 校准的主要内容和方法 |
| 3.3 探头放大器自动校准 |
| 3.4 小结 |
| 4 膜片钳放大器的自动测试 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 自动测试的主要内容和方法 |
| 4.3 刺激通道测试 |
| 4.4 慢电容补偿电路测试 |
| 4.5 小结 |
| 5 膜片钳实验参数的自动补偿 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 电极电位失调补偿 |
| 5.3 快电容自动补偿 |
| 5.4 慢电容自动补偿 |
| 5.5 漏电流自动补偿 |
| 5.6 细胞实验中参数补偿结果 |
| 5.7 小结 |
| 6 电压钳控制电流钳的设计 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 电压钳控制电流钳 |
| 6.3 测试结果与讨论 |
| 6.4 小结 |
| 7 双波长显微荧光测钙模块设计 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 参数校准及设置模块 |
| 7.3 双波长荧光测钙实验刺激协议 |
| 7.4 实验结果计算与显示 |
| 7.5 小结 |
| 8 实验结果与分析 |
| 8.1 前言 |
| 8.2 膜片钳实验 |
| 8.3 双波长荧光测钙实验 |
| 8.4 小结 |
| 9 总结与展望 |
| 9.1 主要研究成果总结 |
| 9.2 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
（10）极低频磁场发生器的开发及其在神经细胞电生理特性研究中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 磁场发生器原理与磁刺激概述 |
| 1.3 海马生理结构、功能与放电概述 |
| 1.4 离子通道与膜片钳概述 |
| 1.5 国内外的研究概况 |
| 1.6 本文主要内容及安排 |
| 2 磁场发生器的硬件设计 |
| 2.1 系统总体设计 |
| 2.2 波形发生部分 |
| 2.3 功率驱动与负载补偿部分 |
| 2.4 人机交互电路及控制部分 |
| 2.5 电源部分 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 磁场发生器的软件程序设计与校准 |
| 3.1 软件系统结构 |
| 3.2 波形发生部分的软件设计 |
| 3.3 磁场发生器的校准 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 大鼠海马细胞电生理实验与小波除噪 |
| 4.1 大鼠海马细胞电生理信号的采集 |
| 4.2 大鼠海马细胞放电实验 |
| 4.3 大鼠海马细胞钾离子单通道实验 |
| 4.4 小波变换的基本原理 |
| 4.5 小波变换在大鼠海马细胞信号除噪中的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 大鼠海马细胞电生理信号的AR谱分析 |
| 5.1 AR模型功率谱估计的原理 |
| 5.2 大鼠海马细胞电活动特点与主要分析方法 |
| 5.3 大鼠海马细胞电生理信号的AR模型功率谱分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 大鼠海马细胞电生理信号的随机分析 |
| 6.1 随机分析理论基础 |
| 6.2 大鼠海马细胞放电的随机分析 |
| 6.3 大鼠海马细胞钾离子单通道数据的随机分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结本文的工作 |
| 7.2 主要研究成果 |
| 7.3 进一步研究的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 本论文所使用的英文缩写名称一览表 |
四、膜片钳技术与PSTAT程序拟合初值的估计（论文参考文献）
- [1]基于植物光电信息的电场生物学效应研究[D]. 刘锴. 西安理工大学, 2018(11)
- [2]基于网格传输网络模型的高频纳秒脉冲串单细胞穿孔特性仿真[D]. 刘宏亮. 重庆大学, 2017(06)
- [3]用于纳米通道单分子检测的数据采集系统的设计[D]. 徐英超. 华东理工大学, 2015(05)
- [4]离子通道Markov建模及分析 ——基于进化计算方法[D]. 肖峰. 华中科技大学, 2013(12)
- [5]基于逆问题的膜片钳新技术研究[D]. 罗洁. 华中科技大学, 2012(07)
- [6]大鼠嗅球气味响应在体分析与生物电子鼻研究[D]. 周俊. 浙江大学, 2012(08)
- [7]野木瓜注射液对大鼠DRG细胞钠通道影响的实验与计算机仿真研究[D]. 李旭. 中南民族大学, 2009(S2)
- [8]虚拟心脏解剖及电生理数学建模[D]. 张宇. 浙江大学, 2009(11)
- [9]单细胞离子光电联合检测系统的研究与设计[D]. 熊俊. 华中科技大学, 2007(05)
- [10]极低频磁场发生器的开发及其在神经细胞电生理特性研究中的应用[D]. 成波. 华中科技大学, 2007(05)