CT/MR-compatible physical human-robotized needle interactions: From modeling to percutaneous steering

In recent years a number of robotic steering systems have been proposed that are geared towards improving interventional radiology procedures such as tumor ablation and biopsy. These solutions have introduced new safety challenges in the physical human–robot interaction domain. This study presents a new 3D robotized needle steering algorithm compatible with CT and MR-imaging guidance. The steering algorithm is featured with an adaptive self-correction mechanism that works as a failure contingency tool that could be adapted online at each insertion step. The developed pHRI solution was designed to be compatible to ferro-magnetic issues and a reduced workspace inside the scanner bore. As far as we know, this is the first approach designed to steer rigid needles free of force sensors and which meets the challenges that prevail in our context. Our proposed approach helps overcome safety issues regarding the physical interaction between robotized needles and patients. Validation testing highlighted the feasibility of the new needle steering algorithm, while its accuracy revealed the potential of the approach under the proposed scope of application.     

LiNbO3质子交换光波导偏振器的研究

研制了632.8 nm光波段X切Y传Ti扩散铌酸锂质子交换光波导偏振器.从理论上分析了钛(Ti)扩散及质子交换(PE)LiNbO3波导折射率改变机理,以及影响器件性能的各种因素.实验结果与理论计算符合良好,达到了集成光路中对器件的偏振要求,为其他类型偏振器的研制提供了理论依据.     

开关电源输入EMI滤波器设计与仿真

开关电源中常用EMI滤波器抑制共模干扰和差模干扰。三端电容器在抑制开关电源高频干扰方面有良好性能。文中在开关电源一般性能EMI滤波器电路结构基础上,给出了使用三端电容器抑制高频噪声的滤波器结构。并使用PSpice软件对插入损耗进行仿真,给出了仿真结果。     

具有多传输零点的射频集总高通滤波器的设计

简要介绍了滤波器的理论基础,并在理论计算与分析的基础上,使用射频/微波仿真软件ADS设计了一种射频高通滤波器。在带外低频引入4个传输零点,使其能有效抑制零点频率附近的杂波干扰,提高通信系统的抗干扰能力。仿真结果表明在通频带内,驻波比≤1.5,插入损耗≤0.5 dB,带外抑制≥25 dB(DC~650 MHz)。比较了理论设计与使用仿真软件设计的区别,理论计算繁琐、复杂,而仿真软件设计简单、高效、快速、调谐方便,此方法可用于其他射频滤波器的设计。     

微波注入实验用高隔离度双工器的研究

微波注入实验要求微波注入电路和效应监测电路的接入不影响正常的电路器件工作状态,同时要求注入电路隔离度足够大。在此设计了一种高隔离度微波双工器0～800MHz和1.4～4.5GHz,两信号通道内插入损耗小于0.2dB;0～400MHz和1.5～4.5GHz两信号通道隔离度大于50dB。这种微带线型双工器结构紧凑、研制周期短、性能稳定已经在微波效应注入实验系统中获得良好的应用。     

EMI电源滤波器的插入损耗分析

在一般EMI滤波器的共模和差模等效电路的基础上,分析了源阻抗和负载阻抗对滤波器插入损耗的影响.提出了共模插入损耗和差模插入损耗的计算方法,推导了滤波器插入损耗与阻抗关系的表达式,并且对这一关系作了仿真分析,仿真结果验证了理论计算和分析的正确性.     

一种相位测试用曲口面天线的设计与应用

相位测试技术可满足不同外形天线罩的在线测试需求。通过数值仿真,设计最佳变换曲线完成矩形传输波导与圆形辐射天线的拟合连接,能够有效降低天线驻波比,实现测试探头的高增益收发,提升测试有效性。在维持驻波比参数前提下,对天线口面弧线给予二次曲率调整,可以适应不同外形天线罩的测试稳定性要求。根据仿真结果加工的低驻波比反射相位测试天线,已应用于多个型号天线罩成型中的相位在线测试,提高了监控的有效性,验证了设计仿真结果的正确性。     

一种基于累加支路辅助的上面级跟踪切换方案

为了满足火箭上面级测控下行信息量增大的特殊要求,借鉴等时性插入业务的思想设计了一种新的适应于上面级测控的信息帧格式。在此基础上,提出了这种帧格式下的跟踪方案,设计利用二阶环路滤波器累加支路输出辅助伪码跟踪环与位同步环的切换。根据推导出的比例因子,仿真了其性能。仿真结果表明,这种切换方式可以实现平滑过渡,性能良好。     

Torus结构的芯片上光互连网络损耗分析和优化

基于硅基波导、十字状波导交叉和基于波导微环的光交换器件的损耗特性,对 Torus结构的芯片上光互连网络建立了损耗模型,利用该模型来对芯片上光互连网络进行光器件级、光路由器级和网络级的损耗特性分析,同时建立芯片上光互连网络损耗自动分析系统。依据该系统可以得到不同网络规模下的最大损耗,并分别分析了基于crossbar、cygnus和crux路由器的torus结构网络的损耗特性。可以得到,传输损耗随着网络规模的扩展而增加,最小的传输损耗出现在M=N时。同时,可以得到采用Crux路由器构成的芯片上光互连网络的传输损耗最小,小于Cygnus构成的芯片上光互连网络约5dB。     

BNKLT无铅压电陶瓷中频滤波器的研制

采用本组发明的[Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5]TiO3(BNKLT)系无铅压电陶瓷,研制了单片式中频陶瓷滤波器。该体系陶瓷具有较高的使用温度,在160℃以上仍具有较强压电性。利用此体系材料,采用轮廓振动模式,制作了插损约为3 dB,中心频率约为530 kHz,带宽约为8.8 kHz,左、右选择性均良好的无铅压电陶瓷单片式中频滤波器。除中心频率以外,各项指标均与村田公司同类含铅陶瓷中频滤波器(SFU系列)产品相当,具有良好的应用前景。