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关键词： 太赫兹超材料吸收器   超材料多级结构   太赫兹   可见光   响应特性  

摘要： 超材料是一种人工合成的二维超表面,具备负介电常数、负磁导率等天然材料所不具备的电磁响应。不同结构与尺寸的超材料具有不同的性能,因此超材料在生物医学、光学器件等领域有着广泛的应用。太赫兹超材料吸收器是一种将超材料应用于太赫兹波段的器件,该结构能够与自由空间阻抗相匹配,对特定频率范围内的入射电磁波能够有效的“完美吸收”。本文设计了设一款“川”字型的金属–介质–金属的“三明治”式的太赫兹超材料吸收器,利用有限元仿真软件进行建模与仿真优化,获得最优的太赫兹超材料吸收器在1~3 THz之间有一个在2.84 THz谐振吸收峰,在此频率处实现了对太赫兹波99.93%的“完美吸收”。为了进一步扩展太赫兹超材料吸收器的功能,将太赫兹超材料吸收器与金纳米颗粒相结合,即在其金属条带表面随机生长一定尺寸(30 nm~70 nm)的金纳米颗粒。仿真结果表明,对于大尺寸结构的太赫兹超材料吸收器来说,小尺寸的金纳米颗粒并不会减弱其在太赫兹波段的响应。此外,通过对超材料多级结构上的单个金纳米颗粒在可见光波段的研究发现,该结构在整个可见光波段均有响应,且增强因子均在10^4以上。因此,该超材料多级结构实现了在太赫兹和可见光波段均有响应,这对于太赫兹超材料吸收器应用广度的拓展有着一定的影响。

关键词： 图像多分类   错误标签   低秩张量   张量管道秩   机器学习  

摘要： 传统机器学习方法大多都是基于正确标签的训练数据进行监督学习,但实际观测到的训练数据标签极可能受到污染,而错误标签的存在会导致传统模型产生有偏估计。现存的关于错误标签的稳健模型往往基于向量数据进行分类,面对存在错误标签的高阶张量数据时只能将其转化为低阶格式,由此产生过拟合问题且破坏张量结构。针对上述问题提出一种稳健的张量多分类模型(RMLTMLR),基于最小γ-散度估计、张量管道秩及相应的核范数来处理带有错误标签的低秩张量,在利用张量结构特点的同时使模型对污染标签具有稳健性,提高多分类准确率。进行的大量实验表明RMLTMLR模型在不同类别和污染程度的张量数据上有着优良的分类效果,与非稳健的模型相比,分类准确率显著提升。

关键词： 波动方程   人工神经网络   行波法   初始位移   生成数据   数值解   波函数  

摘要： 引言 行波法是一种波动方程的常见解法,基本思想是将波动方程转化为沿X轴两个方向传播的两个函数。鉴于人工神经网络可以建立输入、输出关系进行函数预测,本文提出一种基于神经网络的求行波函数的方法。利用波动方程的初始位移和速度条件生成数据集,根据行波法展开的格式构造人工神经网络预测模型。训练完成后的神经网络具有和函数一样的功能,在波动数值模拟中可以作为波动方程的数值解。经验证,该方法计算规模小,处理速度快,精度较高。

关键词： 磁共振弥散张量成像   丁苯酞氯化钠   脑梗死   认知功能  

摘要： 目的探讨磁共振弥散张量成像(DTI)在丁苯酞氯化钠治疗脑梗死患者认知功能评估中的临床应用效果。方法选择2021年1月至2022年12月收治的40例脑梗死患者,根据随机数表法将其分为甲组和乙组,每组20例。2组均予以常规对症治疗,甲组在此基础上予以重组组织型纤溶酶原激活物(rt-PA)静脉溶栓治疗,乙组在甲组基础上行丁苯酞氯化钠治疗。2组治疗前、后均对其开展DTI检查。观察2组疗效、纤溶指标、神经功能缺损情况、认知功能水平及DTI检查结果。结果乙组临床疗效优于甲组,差异有统计学意义(P<0.05);2组治疗后血清D-二聚体(D-D)水平、血浆1型纤维蛋白溶解酶原激活抑制剂(PAI-1)水平及血浆纤维蛋白原(FIB)水平均较治疗前下降,且乙组低于甲组,差异有统计学意义(P<0.05);2组治疗后美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分均低于治疗前,蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分均高于治疗前,且乙组NIHSS评分低于甲组,MoCA评分高于甲组,差异有统计学意义(P<0.05);2组治疗后DTI检查各向异性(FA)值均较治疗前提高,且乙组高于甲组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论rt-PA静脉溶栓联合丁苯酞氯化钠辅助治疗脑梗死疗效确切,有助于改善患者神经功能及认知功能,通过DTI检查可有效评估患者认知功能变化,对预测患者预后有积极作用。

关键词： 磁共振成像   腰骶丛   年龄   定量评价  

摘要： 目的:探讨影响正常人腰骶丛神经扩散张量成像(DTI)参数值相关临床基线资料,获得腰骶丛神经各向异性分数(FA)、表观扩散系数(ADC)、轴向扩散系数(AD)和径向扩散系数(RD)正常值参考范围。方法:前瞻性搜集60名健康志愿者,年龄平均在20~80岁之间,所有受试者接受3.0T MR扫描,包括DTI和3D-T 2W-FFE序列,由两名医师独立测量腰骶丛L4-S1双侧共360条神经根椎管内、椎间孔内及椎间孔外3个ROI的DTI参数值,计算平均值。采用Pearson相关分析检验DTI参数值与临床基线资料相关性,对与多个临床基线资料相关的DTI参数进行多元线性回归分析。结果:正常人腰骶丛神经FA、ADC、RD、AD值在左右两侧及L4-S1组间差异无统计学意义。平均FA值与年龄(r=-0.687,P<0.001)、体重(r=-0.411,P=0.001)、BMI(r=-0.378,P=0.003)存在负相关性,平均RD值与年龄(r=0.293,P=0.023)存在正相关性。构建关于腰骶丛神经FA值的多元线性回归模型,将与FA值相关变量以逐步法代入,最终年龄和体重作为预测变量,得出FA值的多元线性回归模型,调整后R^(2)=0.620,进一步提出校正公式以根据年龄和体重调整FA值。结论:腰骶丛FA值随着年龄和体重增加而下降,提示涉及腰骶丛DTI研究中考虑年龄和体重因素。

关键词： 胶质瘤   磁共振成像   扩散张量成像   影像组学   病理   基因分型  

摘要： 胶质瘤是颅内最常见的原发性恶性肿瘤,不同级别、不同基因型的胶质瘤治疗策略和预后存在明显差异。MR扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)可反映脑组织微观结构尤其是白质纤维束的病理性变化,大量学者对其在胶质瘤病理级别和基因特征的预测价值进行了研究。本文就基于DTI定量参数和影像组学模型预测胶质瘤级别及基因型的研究进展进行综述,以期为胶质瘤患者个体化诊疗计划制订及预后预测提供影像学帮助。

关键词： 高血压性基底节区脑出血   微创血肿穿刺术   弥散张量成像   各向异性分数  

摘要： 目的探讨术前弥散张量成像(DTI)对中等量高血压性基底节区脑出血患者微创血肿穿刺术后运动功能预后的评估作用。方法回顾性选择郴州市第一人民医院神经外科自2018年3月至2019年12月收治的54例中等量(30~50 mL)高血压性基底节区脑出血患者。所有患者均于发病24 h内行DTI,测量大脑脚患侧、健侧各向异性分数(FA)和平均弥散率(MD),并转换为相对各向异性分数(rFA)和相对平均弥散率(rMD)。DTI后24 h内接受微创血肿穿刺术治疗,术后90 d采用运动功能评分(MFS)评估患者肢体运动功能的预后,并依据MFS评分将患者分为运动功能预后良好组(MFS评分0~3分)、运动功能预后不良组(MFS评分4~8分)。比较2组患者临床资料和DTI指标的差异,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析术前DTI的rFA值对患者术后90 d肢体运动功能预后的预测效能。结果54例患者均顺利完成微创血肿穿刺术,无颅内感染和明显再出血发生。术后90 d运动功能预后良好22例(40.7%),运动功能预后不良32例(59.3%)。运动功能预后良好组与运动功能预后不良组患者的年龄、性别分布、入院时格拉斯哥昏迷量表评分、术前血肿量、术后残余血肿量的差异均无统计学意义(P>0.05)。与运动功能预后良好组比较,运动功能预后不良组患者大脑脚患侧FA值、rFA值均较低,差异均有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析显示术前rFA值预测患者术后90 d肢体运动功能的曲线下面积为0.984,截断值为0.78,灵敏度为100%,特异度为96.9%。结论术前DTI的rFA值可有效预测中等量高血压性基底节区脑出血患者微创血肿穿刺术后90 d的肢体运动功能。

关键词： 物理光学   极紫外   光栅波导   有效折射率   零阶近似值   高阶数值迭代  

摘要： 将极紫外光刻掩模板的吸收层视为光栅波导,对光栅波导的最低阶横电模式(TE_(0)模式)进行理论分析。根据光栅波导电场分布的对称性,首先指出其电场分布应为双曲余弦函数cosh(·),并提供了有效折射率的零阶近似值n_(eff,0)。利用有限元软件对TE_(0)模式进行仿真,然后将模拟结果与解析表达式计算结果进行对比,验证理论猜测的准确性。在吸收材料为金和银的情况下,零阶近似值(n_(eff,0))的相对误差已分别小至0.75%和0.96%。在此基础上,进一步推导出了一个简单的适用于非亚波长光栅波导有效折射率(neff)的高阶迭代公式,并用其来减小零阶近似的相对误差。数值模拟结果表明,经过7次迭代后,相对误差已减小到0.11%;经过23次迭代后,相对误差小于10^(-5)。

关键词： 光学设计   冷反射   液晶光栅   视场分割  

摘要： 分视场成像的中波红外凝视成像系统为解决红外光学系统很难同时满足大视场、高分辨率的问题,将多个子视场分时成像于同一个探测器中,然而目前该系统还存在着无法实现无缝拼接和液晶快门阵列结构复杂的缺点。本文在此基础上提出了一种新的基于液晶光栅的大视场中波红外凝视成像系统设计。通过在一次像面处加入矩形视场光阑并将其后移,使原有的0.28°的视场缺失减小至0°,实现图像的无缝拼接。快门阵列采用双光栅快门结构,使其无需复杂的位置关系,并将液晶快门阵列放置于平行光路中,可消除其所引入的色差与偏振带来的主光线间纵向位移影响。采用所提出的方法,设计出了F数为3.25,焦距为130 mm,波长范围为4.25~4.75μm,全视场对角线为10.8°的红外凝视成像系统,其各子视场单元MTF均为0.3@30 lp/mm以上。最终通过仿真结果表明,该系统具有分视场成像的功能,且成像质量良好。

关键词： 布拉格光纤光栅   应力腐蚀   裂纹扩展   裂纹监测  

摘要： 为监测装备服役过程中应力腐蚀裂纹扩展,以预制裂纹的高强度铝合金双悬臂试样为研究对象,对应力腐蚀裂纹扩展开展研究。首先,阐述了应力腐蚀裂纹扩展机理,通过Matlab仿真确定了试样应力腐蚀裂纹扩展尖端x方向、y方向应变与裂纹长度关系为线性关系;采用Abaqus有限元仿真进一步确定了裂纹扩展尖端应力集中区域,确定出布置光纤距裂纹尖端为10和15 mm;针对布拉格光纤光栅应力腐蚀裂纹扩展感知技术进行研究,确定出光栅温度补偿模型;最后,对腐蚀裂纹扩展中布拉格光纤光栅传感器进行标定裂纹长度与布拉格光纤光栅传感器波长变化量之间的关联关系,结果表明裂纹长度与波长变化量相关性分别为R^(2)=0.9893、R^(2)=0.9870;在海南万宁搭建了户外暴露试验系统,通过组网实现铝合金应力腐蚀裂纹扩展原位监测,监测数据表明在采用温度补偿后,靠近裂纹尖端10 mm布置的传感器测量误差仅2.61%,监测结果可为装备的服役提供数据支撑。