電阻層析成像的案例
國產(chǎn)ERT/ECT工業(yè)電阻/電容層析成像系統(tǒng)在多相流領(lǐng)域的應(yīng)用
層析成像技術(shù)，是通過射線掃描與反演計(jì)算，重建物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。其中，電學(xué)成像技術(shù)作為層析成像的重要分支，具備無輻射、響應(yīng)快、成本低等優(yōu)勢(shì)。它通過對(duì)被測(cè)物體施加電學(xué)激勵(lì)并檢測(cè)邊界測(cè)量值變化，反演內(nèi)部電學(xué)參數(shù)分布，實(shí)現(xiàn)非侵入式成像，為科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了有力支持。
認(rèn)識(shí)ECT與ERT
電容層析成像（ECT）
ECT是一種基于電磁場(chǎng)理論的測(cè)量技術(shù)，通過測(cè)量被測(cè)物體內(nèi)介電常數(shù)的變化來重建其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。在ECT系統(tǒng)中，多個(gè)電極被均勻安裝在被測(cè)管道或容器的外壁上，形成一個(gè)傳感器陣列。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)（如氣液混合物）在管道中流動(dòng)時(shí)，其某一截面上介電常數(shù)分布將隨介質(zhì)分布的變化而變化，會(huì)引起邊界測(cè)量電容值的變化。通過測(cè)量電容值的變化，結(jié)合相應(yīng)的圖像重建算法，即可得到介質(zhì)在管道內(nèi)的分布圖像。
電阻層析成像（ERT）
ERT則是基于電阻檢測(cè)原理的成像技術(shù)。它通過在被測(cè)物體表面安裝電極，并施加電流激勵(lì)，然后測(cè)量邊界電壓來反演物體內(nèi)部的電阻分布情況。ERT系統(tǒng)能夠迅速測(cè)量并實(shí)時(shí)顯示管道或容器內(nèi)橫截面上的電阻（或?qū)щ娐剩┓植迹?em>層析圖像的形式展現(xiàn)不同電導(dǎo)率介質(zhì)的分布狀況。由于多相系統(tǒng)中不同介質(zhì)的電導(dǎo)率不同，ERT可以進(jìn)一步計(jì)算并顯示相含率參數(shù)。
相較于其他類型的層析成像設(shè)備，ECT和ERT，具有以下幾個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)：
1. 非侵入性和無輻射性
ECT和ERT技術(shù)分別通過在管道外部和內(nèi)部邊界布置電極陣列來測(cè)量流體內(nèi)部的電學(xué)參數(shù)變化，不侵入流體內(nèi)部，因此不會(huì)對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生干擾，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的結(jié)構(gòu)。與X射線、CT等基于輻射的成像技術(shù)不同，ECT和ERT技術(shù)不產(chǎn)生任何輻射，對(duì)操作人員和被測(cè)物體都是安全的。
2.
展開 基于深度學(xué)習(xí)的電阻抗、電磁與電容層析成像方法研究
摘要：本研究旨在探索和構(gòu)建融合深度學(xué)習(xí)技術(shù)的電阻抗（EIT）、電磁（EMT）與電容層析成像（ECT）方法，以提升成像分辨率、抗噪能力和重建速度。傳統(tǒng)層析成像方法依賴于迭代反演與物理建模，存在非線性強(qiáng)、病態(tài)性高、對(duì)噪聲敏感等問題，限制了其在實(shí)際工業(yè)過程監(jiān)測(cè)與生物醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用性能。為克服這些挑戰(zhàn)，本課題系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種基于CNN、VGG、ResNet、U-Net、Transformer等結(jié)構(gòu)的深度成像網(wǎng)絡(luò)，分別適配電阻抗、電磁與電容層析采集模型。研究內(nèi)容包括：（1）建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模擬與采集框架，實(shí)現(xiàn)不同成像模式下的訓(xùn)練樣本構(gòu)建；（2）提出多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以加強(qiáng)對(duì)目標(biāo)邊界與導(dǎo)電/電容特性分布的精確建模；（3）開展仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，量化對(duì)不同噪聲水平與非理想邊界條件下的魯棒性。本研究不僅有助于推動(dòng)深度學(xué)習(xí)在無創(chuàng)層析成像領(lǐng)域的理論創(chuàng)新，也為工業(yè)過程控制、生物組織識(shí)別及智能診療系統(tǒng)提供高精度、高效率的成像解決方案。
關(guān)鍵詞：電阻抗層析成像（EIT, Electrical Impedance Tomography），電磁層析成像（EMT, Electromagnetic Tomography），電容層析成像（ECT, Electrical Capacitance Tomography），深度學(xué)習(xí)（Deep Learning），圖像重建（Image Reconstruction），卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），非線性反演（Nonlinear Inversion）
引言
隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，深度學(xué)習(xí)已成為解決高維、非線性、病態(tài)反演問題的重要手段。在電性層析成像（Electrical Tomography）領(lǐng)域，包括電阻抗層析成像（EIT）、電磁層析成像（EMT）與電容層析成像（ECT）等方法廣泛應(yīng)用于醫(yī)療影像、工業(yè)檢測(cè)與地質(zhì)探測(cè)等領(lǐng)域。
展開 COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真人工智能的電學(xué)層析成像系統(tǒng)
關(guān)鍵詞：MATLAB，電學(xué)層析成像，人工智能，圖像重建，深度學(xué)習(xí)
一、引言
基于人工智能的電學(xué)層析成像系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合了電學(xué)層析成像技術(shù)與人工智能算法的優(yōu)勢(shì)。電學(xué)層析成像技術(shù)，簡記為ET，是層析成像技術(shù)的一種。它基于電學(xué)傳感器提取被測(cè)區(qū)域物質(zhì)的空間分布的部分信息，以電學(xué)信號(hào)作為載體進(jìn)行處理與傳輸，并采用適當(dāng)?shù)男畔⒅貥?gòu)算法，重構(gòu)被測(cè)區(qū)域物質(zhì)的空間分布的全部信息。電學(xué)層析成像技術(shù)存在三種基本形式，即電容層析成像（Electrical Capacitance Tomography，ECT）、電阻層析成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）和電磁層析成像（Electromagnetic Tomography，EMT）。在基于人工智能的電學(xué)層析成像系統(tǒng)中，人工智能算法的應(yīng)用顯著提升了圖像重建的精度和速度。通過訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，系統(tǒng)能夠從復(fù)雜的電學(xué)信號(hào)中準(zhǔn)確提取出被測(cè)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。這些算法可以自動(dòng)學(xué)習(xí)并優(yōu)化圖像重建過程中的參數(shù)設(shè)置，從而減少對(duì)人工干預(yù)的依賴，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和檢測(cè)效率。此外，人工智能算法還能夠?qū)崿F(xiàn)電學(xué)層析成像系統(tǒng)的智能診斷和優(yōu)化。通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正潛在的誤差和問題，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，系統(tǒng)還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和需求，自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)參數(shù)和算法策略，以適應(yīng)不同的被測(cè)物體和檢測(cè)環(huán)境。綜上所述，基于人工智能的電學(xué)層析成像系統(tǒng)在工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究價(jià)值。
二、COMSOL&MATLAB聯(lián)合仿真
COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真是一種強(qiáng)大的多物理場(chǎng)仿真方法，它將COMSOL的多物理場(chǎng)建模能力和MATLAB的編程及數(shù)據(jù)分析功能相結(jié)合，為用戶提供了一種高效、靈活的仿真解決方案。
展開 COMSOL軟件資料
16.電阻層析成像系統(tǒng)全電極模型仿真研究.zip
http://www.yanfabu.com/Wk_index_fileview_id_32971.html
在電阻層析成像系統(tǒng)中，激勵(lì)模式和電極數(shù)目的設(shè)計(jì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。為了提高重建圖像質(zhì)量，更好地指導(dǎo)ERT系
統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)敏感場(chǎng)進(jìn)行深入的分析是必要的。通過電磁場(chǎng)有限元仿真軟件COMSOL，構(gòu)建ERT的電極模型，通過對(duì)空?qǐng)龊碗x散
介質(zhì)場(chǎng)域的仿真研究，分析了各個(gè)因素對(duì)敏感場(chǎng)的影響，并對(duì)四種典型流型進(jìn)行了圖像重建。仿真實(shí)驗(yàn)表明，COMSOL圖像重建
效果滿意，為圖像重建的研究提供了新的思路。
17.基于COMSOL平臺(tái)的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法研究.zip
http://www.yanfabu.com/Wk_index_fileview_id_33060.html
本文在收集國內(nèi)外研究資料基礎(chǔ)之上,對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化的基礎(chǔ)理論和算法實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用兩方面都進(jìn)行了一定程度的研究,并利用COMSOL結(jié)合MATLAB平臺(tái),將這些算法實(shí)現(xiàn).利用SORA (Sequential Optimization and Reliability Assessment)法解決了在可靠性約束下使用最少材料獲得柔度最小的結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化問題。使用SIMP模型完成結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化,并利用響應(yīng)面法和RIA(Reliability Index Approach)法相結(jié)合評(píng)估系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),最后更新設(shè)計(jì)變量重新設(shè)計(jì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的拓?fù)?直到得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)。最后給出了兩個(gè)計(jì)算實(shí)例證明了該算法的有效性,并使用Monte Carlo仿真法證明了該算法的正確性。
展開 
光學(xué)相干層析成像的工作原理
因此，它能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的測(cè)量，這一特性在光學(xué)相干斷層掃描（OCT）的醫(yī)學(xué)成像中得到了利用，OCT正是利用了這一物理原理。VirtualLab Fusion在單個(gè)平臺(tái)上的各種可交互建模技術(shù)有助于對(duì)相干現(xiàn)象進(jìn)行高效建模。在這個(gè)例子中，構(gòu)造了一個(gè)帶有氙燈的邁克爾遜干涉儀，并用于測(cè)量具有平滑調(diào)制表面的樣品。
建模任務(wù)
建模技術(shù)的單平臺(tái)交互操作
光在系統(tǒng)中傳播時(shí)會(huì)遇到不同的組件并與之相互作用。由于系統(tǒng)的非序列性質(zhì),在傳播的不同點(diǎn)可能存在多個(gè)交互。對(duì)于系統(tǒng)的這些元件中的每一個(gè)，都需要在精度和速度之間提供良好折衷的合適模型：
連接建模技術(shù)：光源
頻域方法
要對(duì)具有多光頻譜的光源進(jìn)行建模，請(qǐng)將“功率頻譜類型”設(shè)置為“List of Wavelengths”,并通過“Load from Diagram”或“Load from File”包含所選頻譜。VirtualLabFusion提供了多種工具來快速構(gòu)建各種類型的光譜，例如黑體光譜。
時(shí)域方法
另一方面，時(shí)域方法通過通用探測(cè)器進(jìn)行控制。探測(cè)器中相干模式的總和需要設(shè)置為具有指定相干時(shí)間的部分相干。
相干時(shí)間和長度計(jì)算器可用于輕松確定具有給定帶寬的光源的相干時(shí)間。請(qǐng)注意,這種方法只使用一個(gè)波長進(jìn)行傳播，不包括色散效應(yīng)以及關(guān)于光譜實(shí)際形狀的信息。
展開 [VirtualLab] 光學(xué)相干層析成像的工作原理
因此，它能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的測(cè)量，這一特性在光學(xué)相干斷層掃描（OCT）的醫(yī)學(xué)成像中得到了利用，OCT正是利用了這一物理原理。VirtualLab Fusion在單個(gè)平臺(tái)上的各種可交互建模技術(shù)有助于對(duì)相干現(xiàn)象進(jìn)行高效建模。在這個(gè)例子中，構(gòu)造了一個(gè)帶有氙燈的邁克爾遜干涉儀，并用于測(cè)量具有平滑調(diào)制表面的樣品。
建模任務(wù)
模擬與設(shè)置：單平臺(tái)交互操作
建模技術(shù)的單平臺(tái)交互操作
連接建模技術(shù)：光源
頻域方法
時(shí)域方法
交互式建模技術(shù)：消色差
消色差：鏡頭系統(tǒng)組件
交互式建模技術(shù)：分束器
交互式建模技術(shù)：自由空間傳播
交互式建模技術(shù)：帶樣品的鏡子
帶樣本的鏡子：采樣界面
連接建模技術(shù)：參考鏡子
連接建模技術(shù)：探測(cè)器
模擬結(jié)果
模擬干擾條紋
模擬干涉條紋–偽色
方法比較：LPIA與TEA
方法比較：頻域法與時(shí)域法
方法比較-偽色
文件信息
更多閱覽
-基于激光的邁克爾遜干涉儀與干涉條紋探測(cè)
-用于光學(xué)測(cè)試的斐索干涉儀
展開 如何在 OpticStudio 中模擬光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。本文講述了光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并探討了如何使用OpticStudio進(jìn)行相干模擬。
01
簡介
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。盡管光線在OCT中穿透的深度以毫米數(shù)量級(jí)計(jì)量，但OCT具有安全性和高分辨率的特征，使得OCT最典型應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物組織成像。
OCT的光學(xué)系統(tǒng)由邁克爾遜干涉儀構(gòu)成，在參考鏡與樣品之間的反射光相干，這一現(xiàn)象表明了從樣品不同位置深度反射或散射出來的光與參考鏡的位置有關(guān)。
本文將介紹如何在OpticStudio中模擬商用的OCT。
02
系統(tǒng)模型
健康人眼的角膜和虹膜(A)以及視網(wǎng)膜組織(B)的橫截面如下圖所示。
展開 Ansys Zemax | 如何模擬光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。本文講述了光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并探討了如何使用OpticStudio進(jìn)行相干模擬。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
簡介
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。盡管光線在OCT中穿透的深度以毫米數(shù)量級(jí)計(jì)量，但OCT具有安全性和高分辨率的特征，使得OCT最典型應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物組織成像。
OCT的光學(xué)系統(tǒng)由邁克爾遜干涉儀構(gòu)成，在參考鏡與樣品之間的反射光相干，這一現(xiàn)象表明了從樣品不同位置深度反射或散射出來的光與參考鏡的位置有關(guān)。
本文將介紹如何在OpticStudio中模擬商用的OCT。
系統(tǒng)模型
健康人眼的角膜和虹膜(A)以及視網(wǎng)膜組織(B)的橫截面如下圖所示。顏色深度的改變意味著反射光的強(qiáng)度改變，說明內(nèi)部材料發(fā)生變化。
一個(gè)典型的OCT系統(tǒng)如下圖。光束被均勻地分成兩束，分別進(jìn)入?yún)⒖急叟c樣品臂。其中一束光在體積樣品中疊加，從而減小掃描面積。光源是寬帶準(zhǔn)直光源，寬帶光源的選擇意味著低相干性和高精度的深度定位，從而使參考鏡與樣品之間的反射光相干。
深度掃描，也稱為縱向掃描或a掃描，用于測(cè)量反射光的強(qiáng)度，作為反射光透過樣品距離的函數(shù)。在OCT系統(tǒng)中的不同位置進(jìn)行深度掃描，這一過程通常由參考鏡完成，參考鏡完成掃描后對(duì)比樣品反射光的光程與樣品、參考鏡之間光路的光程差。
通過在X或Y方向上旋轉(zhuǎn)掃描鏡實(shí)現(xiàn)橫向、縱向或b掃描，使探測(cè)光在樣品區(qū)域上平移。
我們將從商用OCT系統(tǒng)中獲得設(shè)計(jì)規(guī)格。軸向分辨率由光源特性(相干長度)決定，大約為5 μm。橫向分辨率由光束聚焦在樣品處的光斑大小決定，設(shè)置為15 μm。
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因此，它能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的測(cè)量，這一特性在光學(xué)相干斷層掃描（OCT）的醫(yī)學(xué)成像中得到了利用，OCT正是利用了這一物理原理。VirtualLab Fusion在單個(gè)平臺(tái)上的各種可交互建模技術(shù)有助于對(duì)相干現(xiàn)象進(jìn)行高效建模。在這個(gè)例子中，構(gòu)造了一個(gè)帶有氙燈的邁克爾遜干涉儀，并用于測(cè)量具有平滑調(diào)制表面的樣品。
建模任務(wù)
建模技術(shù)的單平臺(tái)交互操作
模擬與設(shè)置：單平臺(tái)交互操作
連接建模技術(shù)：光源
頻域方法
時(shí)域方法
交互式建模技術(shù)：消色差
消色差：鏡頭系統(tǒng)組件
交互式建模技術(shù)：分束器
交互式建模技術(shù)：自由空間傳播
交互式建模技術(shù)：帶樣品的鏡子
帶樣本的鏡子：采樣界面
連接建模技術(shù)：參考鏡子
連接建模技術(shù)：探測(cè)器
模擬結(jié)果
模擬干擾條紋
模擬干涉條紋–偽色
方法比較：LPIA與TEA
方法比較：頻域法與時(shí)域法
方法比較-偽色
文件信息
更多閱覽
-基于激光的邁克爾遜干涉儀與干涉條紋探測(cè)
-用于光學(xué)測(cè)試的斐索干涉儀
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光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。本文講述了光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并探討了如何使用OpticStudio進(jìn)行相干模擬。
01
簡介
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。盡管光線在OCT中穿透的深度以毫米數(shù)量級(jí)計(jì)量，但OCT具有安全性和高分辨率的特征，使得OCT最典型應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物組織成像。
OCT的光學(xué)系統(tǒng)由邁克爾遜干涉儀構(gòu)成，在參考鏡與樣品之間的反射光相干，這一現(xiàn)象表明了從樣品不同位置深度反射或散射出來的光與參考鏡的位置有關(guān)。
本文將介紹如何在OpticStudio中模擬商用的OCT。
02
系統(tǒng)模型
健康人眼的角膜和虹膜(A)以及視網(wǎng)膜組織(B)的橫截面如下圖所示。
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概要
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。本文講述了光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并探討了如何使用OpticStudio進(jìn)行相干模擬。
簡介
光學(xué)相干層析成像(OCT)系統(tǒng)是斷層成像系統(tǒng)，它通過圖像反射或散射出來的光來獲取被測(cè)物體橫截面或三維圖像。盡管光線在OCT中穿透的深度以毫米數(shù)量級(jí)計(jì)量，但OCT具有安全性和高分辨率的特征，使得OCT最典型應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物組織成像。
OCT的光學(xué)系統(tǒng)由邁克爾遜干涉儀構(gòu)成，在參考鏡與樣品之間的反射光相干，這一現(xiàn)象表明了從樣品不同位置深度反射或散射出來的光與參考鏡的位置有關(guān)。
本文將介紹如何在OpticStudio中模擬商用的OCT。
系統(tǒng)模型
健康人眼的角膜和虹膜(A)以及視網(wǎng)膜組織(B)的橫截面如下圖所示。顏色深度的改變意味著反射光的強(qiáng)度改變，說明內(nèi)部材料發(fā)生變化。
一個(gè)典型的OCT系統(tǒng)如下圖。光束被均勻地分成兩束，分別進(jìn)入?yún)⒖急叟c樣品臂。其中一束光在體積樣品中疊加，從而減小掃描面積。光源是寬帶準(zhǔn)直光源，寬帶光源的選擇意味著低相干性和高精度的深度定位，從而使參考鏡與樣品之間的反射光相干。
深度掃描，也稱為縱向掃描或a掃描，用于測(cè)量反射光的強(qiáng)度，作為反射光透過樣品距離的函數(shù)。在OCT系統(tǒng)中的不同位置進(jìn)行深度掃描，這一過程通常由參考鏡完成，參考鏡完成掃描后對(duì)比樣品反射光的光程與樣品、參考鏡之間光路的光程差。
通過在X或Y方向上旋轉(zhuǎn)掃描鏡實(shí)現(xiàn)橫向、縱向或b掃描，使探測(cè)光在樣品區(qū)域上平移。
我們將從商用OCT系統(tǒng)中獲得設(shè)計(jì)規(guī)格。
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comsol電容層析成像靈敏度場(chǎng)分析 ￥2890
</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201910/39db4c0eba594fbeb14c97e10d09d32e.gif" alt="Untitled1.gif" height="415" width="541"></p><div contenteditable="false" width="100%"><p><br></p><h1>電容層析成像</h1><p>電容層析成像 技術(shù)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)各相具有不同的介電常數(shù)，當(dāng)各相組分分布或濃度分布發(fā)生變化時(shí)，將引起混合流體等價(jià)介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使測(cè)量電極對(duì)間的電容值發(fā)生變化，在此基礎(chǔ)上，利用相應(yīng)的圖像重建算法重建被測(cè)物場(chǎng)的介電分布圖。目前電容層析成像分為圓周是和平面式兩種。</p><p><br></p><p>ECT圖像重建涉及兩個(gè)重要的計(jì)算過程：正問題和反問題。正問題由已知的介電常數(shù)求解電極對(duì)間的電容值；反問題由已知的電容數(shù)據(jù)估計(jì)被測(cè)區(qū)域的介電常數(shù)分布。經(jīng)過20多年的發(fā)展，ECT技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、傳感器的設(shè)計(jì)、圖像重建算法等方面取得了豐碩的成果。ECT因具有快速、安全、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是一種具有廣闊發(fā)展前景的過程成像技術(shù)。目前，ECT技術(shù)已被應(yīng)用于氣液兩相流空隙率測(cè)量及流型識(shí)別、流化床氣固兩相濃度分布可視化、氣力輸送、火焰可視化、凍土水分遷移過程的可視化等多個(gè)領(lǐng)域。</p><p>(轉(zhuǎn)載至百度百科）</p><p><br></p><p> ECT 的正問題，指已經(jīng)獲得傳感器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以及被測(cè)對(duì)象內(nèi)部多相流各相介質(zhì)位置分布信息，以仿真計(jì)算為基礎(chǔ)求解出各個(gè)電極之間的電容數(shù)值。
展開 基于 COMSOL-MATLAB 聯(lián)合仿真的參數(shù)化三維心臟電阻抗成像模型
摘要：電阻抗成像（Electrical Impedance Tomography, EIT）是一種無創(chuàng)的體內(nèi)電導(dǎo)率分布重建技術(shù)，廣泛應(yīng)用于心肺功能監(jiān)測(cè)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)更貼近生理狀態(tài)的心臟動(dòng)態(tài)仿真，本研究構(gòu)建了一個(gè)可參數(shù)化的三維心臟模型，并通過 COMSOL Multiphysics 與 MATLAB 平臺(tái)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)仿真。模型在心臟表面布置了24個(gè)電極，支持多組電流激勵(lì)與電壓采集；同時(shí)，通過正弦函數(shù)表達(dá)式實(shí)現(xiàn)對(duì)心臟收縮周期的模擬。借助 COMSOL API 與 MATLAB 腳本，完成了24組電流注入下的電場(chǎng)、電壓與電流密度仿真計(jì)算。進(jìn)一步，提取了電場(chǎng)各方向分量并構(gòu)建了靈敏度矩陣（Jacobian matrix），為后續(xù)電導(dǎo)率反演與圖像重建提供基礎(chǔ)。該平臺(tái)可用于動(dòng)態(tài)心臟 EIT 正問題研究，并支持圖像反演算法訓(xùn)練及病變模擬拓展。
關(guān)鍵詞：電阻抗成像；心臟模型；三維參數(shù)化；COMSOL；MATLAB；靈敏度矩陣；電極仿真；電導(dǎo)率重建
一、任務(wù)描述
本任務(wù)旨在構(gòu)建一個(gè)三維參數(shù)化心臟模型，基于 COMSOL Multiphysics 與 MATLAB 聯(lián)合仿真平臺(tái)，進(jìn)行24電極電阻抗掃描，實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率圖像重建和電流密度場(chǎng)可視化，為心臟功能建模與EIT成像研究提供高精度模擬平臺(tái)，如圖1所示。
圖1 三維參數(shù)化心臟模型
二、子任務(wù)細(xì)分
a) 心臟幾何建模與參數(shù)化運(yùn)動(dòng)
目標(biāo)：構(gòu)建含時(shí)間參數(shù)化收縮的心臟模型，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)間變化的生理形態(tài)模擬。
步驟：在 COMSOL 中定義變量 L0, f, Lt 控制心臟收縮；使用拉伸 + 橢球構(gòu)建心臟主體；添加24個(gè)電極柱體，進(jìn)行鏡像與移動(dòng)；實(shí)現(xiàn)形變表達(dá)式 Lt = L0*(1 - 0.1*sin(2*pi*f*time))。
展開 基于改進(jìn)條件擴(kuò)散模型的電阻抗成像圖像重建與敏感度先驗(yàn)融合
摘要：電阻抗成像（EIT）以低成本、實(shí)時(shí)性和無創(chuàng)性在醫(yī)學(xué)與工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛前景，但其逆問題高度非線性、病態(tài)，導(dǎo)致成像質(zhì)量與泛化性受限。本文面向兩條互補(bǔ)技術(shù)路線：一是條件擴(kuò)散重建（CDEIT），直接以邊界電壓為條件，在端到端擴(kuò)散反演中迭代生成電導(dǎo)率圖像；二是無監(jiān)督敏感度先驗(yàn)融合（SPfusion），在物理模型驅(qū)動(dòng)解算中引入由擴(kuò)散模型生成的非均勻敏感度先驗(yàn)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與穩(wěn)健性。我們給出統(tǒng)一問題表述、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)（Transformer-U-Net、多尺度/窗口注意力、時(shí)間步嵌入、EIM電壓映射）、快速采樣（DDIM）與電壓/電流歸一化的域泛化方案；并基于16電極、鄰近激勵(lì)/測(cè)量協(xié)議，覆蓋多相夾雜、肺形體模及實(shí)際測(cè)量，報(bào)告在PSNR/SSIM/RMSE等指標(biāo)上的優(yōu)于多種基線（如DHU-Net、FISTA-Net、CD-EIT）的結(jié)果與可視化對(duì)比。方法論證表明，直接條件生成與物理先驗(yàn)融合兩類擴(kuò)散框架可分別從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和模型驅(qū)動(dòng)側(cè)提升EIT重建的分辨率與魯棒性，并可與實(shí)時(shí)成像和臨床任務(wù)（如呼吸功能監(jiān)測(cè)）進(jìn)一步耦合。
關(guān)鍵詞：電阻抗成像（EIT）；擴(kuò)散模型；條件擴(kuò)散；敏感度先驗(yàn)；Transformer；DDPM/DDIM；模型驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)融合；域泛化
引言
EIT通過測(cè)量電極邊界電壓來反演目標(biāo)區(qū)域的電導(dǎo)率分布。傳統(tǒng)線性化或迭代優(yōu)化方法雖能引入正則項(xiàng)緩解病態(tài)，但在實(shí)時(shí)性、結(jié)構(gòu)邊界銳度與對(duì)噪聲/失配的魯棒性方面仍受限。深度學(xué)習(xí)方法將電壓到電導(dǎo)率的映射視作回歸問題，取得顯著提升，但存在對(duì)特定數(shù)據(jù)分布過擬合、泛化性弱等問題。近年興起的擴(kuò)散生成模型以多階段去噪的方式逐步細(xì)化空間細(xì)節(jié)，具備更強(qiáng)的先驗(yàn)學(xué)習(xí)與抗噪能力。
展開 晶圓級(jí)石墨薄膜制備及表征面臨的挑戰(zhàn)與顛覆性解決方案！
反射式太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)（THz-TDS）彌補(bǔ)了傳統(tǒng)接觸測(cè)量方法（如四探針法- Four-probe Method，范德堡法-Van Der Pauw和電阻層析成像法-Electrical Resistance Tomography）及顯微方法（原子力顯微鏡-AFM, 共聚焦拉曼-Raman，掃描電子顯微鏡-SEM以及透射電子顯微鏡-TEM）之間的不足和空白。實(shí)現(xiàn)了從科研級(jí)到工業(yè)級(jí)的大面積石墨烯及其他二維材料的無損和高分辨，快速的電學(xué)性質(zhì)測(cè)量，為石墨烯和二維材料科研和產(chǎn)業(yè)化研究提供了強(qiáng)大的支持。
石墨烯/二維材料電學(xué)性質(zhì)非接觸快速測(cè)量系統(tǒng)-ONYX
另外，Das-nano公司也與英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL，即英國國家計(jì)量院）的科學(xué)家、意大利國家計(jì)量院、西班牙Graphenea SA合作，共同完成了歐洲計(jì)量創(chuàng)新與研究計(jì)劃（EMPIR）中的“GRACE-石墨烯電學(xué)特性測(cè)量新方法”項(xiàng)目，發(fā)布了首個(gè)基于THz-TDS的全新非接觸測(cè)量方法及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)手冊(cè)。為石墨烯及其他二維材料電學(xué)特性的快速高通量、非接觸測(cè)量方法的可靠性及標(biāo)準(zhǔn)化提供了很好的驗(yàn)證和指導(dǎo)，對(duì)實(shí)現(xiàn)未來石墨烯電子產(chǎn)品電氣測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化具有重要意義。
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