一、SQUID与脑磁的研究应用（论文文献综述）
马恒芬,吴云涛,赵文,贾丽萍,周丹丹[1]（2021）在《双语脑功能机制的脑磁图研究进展》文中进行了进一步梳理双语者经常使用两种语言已被证明对语言和认知功能有广泛的影响,但是双语使用影响大脑的机制目前尚不清楚。脑磁图通过非侵入性方式测量微弱的脑磁场信号,可更准确反映脑部神经活动,对于脑疾病早期诊断和脑科学前沿研究具有重大意义。在阐述脑磁图技术的发展进程、分析方法和软件的基础上,从脑发育过程的双语优势、双语切换的脑机制研究、双语与数学计算等方面,综述脑磁图在双语脑功能机制研究中的应用。最后,介绍新型可穿戴脑磁技术的发展及其在双语脑功能机制研究中的潜在应用。
盛经纬,高家红[2]（2021）在《脑磁图仪的前世今生与未来》文中研究表明脑磁图仪通过记录大脑神经活动在头皮外产生的磁场来进行脑活动的成像,它具备超高的时间分辨率和较高的空间分辨率,是一种重要的无创脑功能成像技术。文章介绍了脑磁信号的神经生理起源、生物物理特征及其与脑电信号的联系和区别,回顾了当前基于超导量子干涉仪的脑磁图设备与相关技术,并针对制约当前超导脑磁图发展的技术瓶颈,介绍了基于原子磁强计的新型脑磁探测技术及国内相关研究的最新进展,指出了脑磁图在脑科学研究及临床应用中不可或缺的地位和其硬件技术未来发展的方向。
王永良[3]（2021）在《超导量子干涉仪磁传感器电路关键技术研究》文中研究说明超导量子干涉仪（Superconducting Quantum Interference Device,SQUID）磁传感器是目前工程实用化中最灵敏的磁传感器之一,已广泛应用于生物磁学、地球物理等研究领域的微弱磁信号探测系统中,如心磁仪、脑磁图仪、超导全张量磁梯度测量装置等。SQUID磁传感器系统由SQUID低温电路、室温读出电路、低温恒温器、及外围设备构成,涉及超导电路设计和参数优化、高性能读出电路设计、无屏蔽环境下SQUID传感器系统电磁兼容等电路技术问题。为了提高SQUID磁传感器的工程化应用水平,本文从器件、电路、系统三个层面开展关键技术研究。首先,开展了超导量子干涉混合电路通用分析技术研究。提出了通用的网孔电流分析方法,采用超导宏观波函数描述元件和网孔电流的关系,可直接获得超导量子干涉电路的统一电路方程,并建立通用动力学模型。电路方程和动力学模型揭示了超导量子干涉电路的内部微波干涉机理,用于SQUID静态工作特性的仿真计算,指导器件参数优化。其次,开展了 SQUID线性化读出电路技术研究。提出了基于SQUID磁通反馈运算放大器模型的读出电路设计方法,相比传统基于积分器的磁通锁定环路（Flux-Locked Loop,FLL）模型更具一般性和灵活性。基于SQUID运算放大器模型,成功实现了只需2个运算放大器的高摆率读出电路,摆率达到106Φ0/S;实现了基于比例反馈自动复位的大量程读出电路,误差低于0.1Φ0;实现了实用化的双级SQUID低噪声读出电路,测得电路噪声水平低于1μΦ0/√Hz,解决了以往双级SQUID读出电路中存在的多工作点问题。最后,开展了多通道SQUID磁传感器系统集成技术研究。提出了多通道SQUID磁传感器一体化集成设计方案。一体化集成方案采用小型化、数字化、光电隔离的读出电路设计,将整个基于SQUID的运算放大电路嵌入到低温恒温器中,实现与外部设备的电磁兼容,提高SQUID磁传感器在无屏蔽环境下的抗干扰能力。一体化系统集成技术成功应用于多通道无屏蔽心磁图仪和航空超导全张量磁梯度测量装置中,实现了应用演示。本文通过SQUID磁传感器电路关键技术研究,形成了包括超导器件分析、读出电路设计、及系统集成的通用电路理论和方法,为SQUID磁传感器系统开发提供了完整的技术解决方案,对推动SQUID磁探测系统的工程化应用具有重要的意义。
谭阳[4]（2021）在《基于脑磁图的面部表情识别脑网络构建与神经机制研究》文中指出随着人机交互技术的发展,基于计算机自动算法的表情识别研究已成为近年来的热点。为了提出更加接近人脑运作机制的表情识别类脑算法,有必要深入研究人们在识别表情时神经元的连接以及神经机制。人脑识别表情的过程在毫秒级别,在这个时间尺度研究脑识别表情的神经机制,且精确定位于完成识别任务相关联的脑区,需要新的研究工具。脑磁图（MEG）兼具高时间分辨率和高空间分辨率,是研究面部表情识别神经机制的理想手段。为了探索人们在面部表情识别的状态下,不同脑区之间的相互协作机制,本文将脑磁图技术与脑网络分析模式结合,并通过基于先验知识和数据驱动的方法（PDM）,获得了能有效预测伤心、恐惧、惊讶、厌恶和愤怒五种面部表情识别的脑功能网络以及5个区分单一表情vs其它表情的特异性脑功能网络。具体研究工作包括:论文基于19名被试者执行面部表情识别任务时的MEG数据集,在两两信道采集的信号之间（0.9-2s）求皮尔逊相关系数构建全脑网络。采用秩和检验、随机森林和后向选择,从最初的36585个传感器连接对中选出最具鉴别能力和代表性的34个传感器连接对。借助brainstorm软件,使用Desikan-Killiany集查找出与34个传感器连接对采集信号所对应的脑区,归纳整理得到26个功能连接。然后,基于现有的34个传感器连接对,将某一表情的所有数据作为阳性样本,其余四种表情数据分别分为四份,随机组合成256种阴性样本。论文采用后向选择和支持向量机,用256个阳、阴性样本组合进行脑网络优化,得到了5个表情识别特异性脑功能网络（伤心vs其它表情、恐惧vs其它表情、惊讶vs其它表情、厌恶vs其它表情、愤怒vs其它表情）。实验结果发现,最终选择的34个传感器连接特征在预测五种表情上具有代表性和区分性,并且与表情识别任务最相关。由溯源得到的26个脑功能连接发现,面部表情识别过程涉及到颞叶、额叶、枕叶、顶叶的激活,其中颞叶的活动水平最高,达到32.35%。并且,与大脑左半球相关的功能连接数量大于与右半球相关的数量。5个特异性脑功能网络含有相同的神经基础,也有着独特的脑功能连接。本论文研究成果有助于理解人类在识别面部表情时的大脑神经机制,为构建更加鲁棒的表情识别自动算法提供神经学理论基础。
覃添[5]（2021）在《高灵敏微型光学弱磁传感器关键技术研究》文中研究表明近年来,随着弱磁传感器的快速发展,基于原子磁力仪结构的弱磁传感器在理论水平上实现了弱磁传感领域里的最高磁场灵敏度。特别是基于无自旋交换弛豫（spin-exchange relaxation free,SERF）理论制作的磁力仪,其灵敏度已经超过超导量子干涉仪（superconducting quantum interferometers,SQUIDs）,并且低成本、微型化的优势使其在弱磁探测领域被寄予厚望。SERF型原子磁力仪消除了因为自旋交换碰撞而产生的自旋交换展宽成分,碱金属原子间的相干性被提升,故具备有超高灵敏度。弱磁检测技术在诸多领域如地球物理探测、矿石探勘、医学上都有应用。尤其是在脑磁测量方面,有望超越超导量子干涉仪成为新一代脑磁图和心磁图的磁传感器。本论文的主要研究工作如下:1.论文介绍了弱磁传感器的发展历史与研究意义;接着介绍了目前主流的弱磁传感器,并主要阐述了弱磁传感器发展的现状。2.分析了弱磁传感器工作的理论基础;建立了基于布洛赫方程的原子自旋演化方程,从方程出发探讨提升磁力仪信号的方法。利用原子气室内的弛豫机制,设计出合适缓冲气体压强的原子气室。3.设计并搭建了弱磁传感器系统,采用单光束光学原子磁力仪结构,利用795nm圆偏振光泵浦铷原子气室,1550nm激光被用作加热气室。整个气室利用玻璃吹制法制作。弱磁传感探头采用3D打印技术制作。利用锁相放大器处理采集到的信号,解调后获得与外界磁场强度成色散线性的信号。4.对影响弱磁传感器性能的参数做出优化,分别优化了光泵浦速率、调制磁场的频率与振幅、泵浦光的椭圆度。解调后的色散曲线近零磁场区域的斜率为即为转化系数。对弱磁传感器本底噪声进行噪声功率谱分析,噪声功率谱除以转换系数获得灵敏度指标,得到灵敏度为400 f T/√。分析了影响灵敏度大小的因素并提出提高灵敏度的方法。在传感器探头微型化方面做了大量的工作,在现有传感头设计基础上,将微型化探头体积缩小数十倍。相应的光学器件,电学元件设计成符合微型探头的尺寸。采用更加稳定的泵浦光源优化了光源噪声,降低系统线宽,最终获得灵敏度60f（?）。
郑东宁[6]（2021）在《超导量子干涉器件》文中提出超导现象是一种宏观量子现象.磁通量子化和约瑟夫森效应是两个最能体现这种宏观量子特性的物理现象.超导量子干涉器件（superconducting quantum interference device, SQUID）是利用这两个特性而形成的超导器件. SQUID器件在磁信号灵敏探测方面具有广泛的应用.本文简要介绍低温超导和高温超导SQUID器件的相关背景和发展现状以及应用领域.
胡佳林[7]（2020）在《脑磁图中双变量时间序列的因果检测研究》文中认为抑郁症是一种严重的情感类障碍,尤其是最近几年随着生活节奏的加快,各行各业都频繁出现年轻人压力大而产生抑郁的问题。抑郁症发病机制比较复杂,本文的目的是研究抑郁症患者组和健康对照组的脑磁图中双变量时间序列之间的因果性问题,将两者进行比较,从而区分出抑郁症患者和正常健康的人。本文有以下三个方面的研究内容:首先采用了一种线性格兰杰因果方法,分析脑磁图中相同脑区左右对称通道之间的因果性,发现在负性和中性情绪图片刺激下,抑郁症患者组的因果系数普遍比健康对照组的大,而在正性情绪图片刺激下却比健康对照组小。分析不同脑区间的因果性,通过观察额区和枕区之间的结果,也能发现在负性和中性情绪图片刺激下,抑郁症患者组的因果系数大于健康对照组的因果系数的规律。其次采用了一种相空间重构的非线性格兰杰因果方法,得出的结果优于线性的格兰杰因果分析方法。在研究相同脑区左右对称通道之间的因果性时,发现在三种不同的情绪图片刺激下都有抑郁症患者组的因果系数大于健康对照组的因果系数的规律,尤其在额区、枕区和颞区更加明显。另外,将同一组内的相同脑区左右对称通道不同方向之间的因果系数进行比较时,发现抑郁症患者组的因果系数大小有左右不对称的现象。研究不同脑区之间的双变量因果性,通过观察额区和枕区之间的结果,得到抑郁症患者组的因果系数大于健康对照组的因果系数的结论。最后采用核函数格兰杰因果方法,通过重构希尔伯特空间理论将因果性的分析推广到更高维的空间中进行,实验过程中具体采用了多项式核函数和高斯核函数这两种常用的核函数,且这两种具体的核函数方法得出的结论基本一致,且和线性的格兰杰因果得出的结论一致,但是效果更佳。在分析相同脑区左右对称通道之间的双变量因果性时,发现在负性、中性情绪图片刺激下,抑郁症患者组比健康对照组因果性大,在正性情绪图片刺激下区别就不那么明显。在分析不同脑区通道之间的因果性时,观察了枕区和额区的双变量通道之间的因果性,也能得到在负性和中性情绪图片刺激下抑郁症患者组的因果性比健康对照组的因果性大的规律。
张亚飞[8]（2020）在《抑郁症脑磁图的微态特征及相关性研究》文中进行了进一步梳理抑郁症作为一种情感障碍型疾病,具有发病机理复杂问题。抑郁症患者表现出一种悲观情绪,更有甚者选择自杀。脑磁图作为一种无损伤、无侵害的技术,它以较高的时空分辨率等优点,逐渐被使用到了抑郁症的研究中。本文对6名抑郁症患者和9名健康受试者的脑磁图的微态序列的特征及相关性进行研究,主要研究包括以下三个部分。第一、对抑郁症脑磁图的微态特征进行研究,本文发现使用聚类为4的改进的KMeans算法效果最佳。微态特征实验结果表明,抑郁症患者组和健康对照组在中央区和额区差异性显着。抑郁症患者组在负性情绪图片刺激下的熵明显大于健康对照组,并且抑郁症患者组在正性、中性和负性情绪图片刺激下的熵率均大于健康对照组,说明在负性情绪图片刺激下,抑郁症患者组的脑磁图的混乱程度高于健康对照组,且在三种不同情绪图片刺激下,抑郁症患者组的混乱度的变化率均大于健康对照组。另外发现抑郁症患者组和健康对照组的微态序列都拒绝了低阶（0阶、1阶和2阶）马尔科夫假设,接受对称性假设,同时抑郁症患者组在不同刺激下都拒绝了平稳性假设,而健康对照组仅在负性情绪图片刺激下接受了平稳性假设。第二、对抑郁症脑磁图的延迟时间互信息进行研究,本文使用了延迟时间互信息作为评估相关性的标准。延迟时间互信息的实验结果表明,在中性情绪图片刺激下,抑郁症患者组在中央区和额区的延迟时间互信息远低于健康对照组,说明抑郁症患者组在中央区和额区的脑磁图信号的相关性小于健康对照组。另外发现在中性和负性情绪图片刺激下,抑郁症患者组的延迟时间互信息减小的速度慢于健康对照组,而在正性情绪图片刺激下相反,这可能与抑郁症患者对正性情绪图片刺激不敏感有关。第三、对抑郁症脑磁图的长程相关性进行研究,本文使用Hurst指数作为评估长程相关性的标准。长程相关性的实验结果表明,抑郁症患者组和健康对照组的Hurst指数均大于0.5,说明它们都具有长程相关性,且表现为持续性特点。在中性情绪图片刺激下,抑郁症患者组在中央区、额区以及它们的左右部位的持续性强度均小于健康对照组。另外发现在不同情绪图片刺激下,抑郁症患者组的中央区和额区的左右部位的持续性强度具有明显的强弱关系,而健康对照组没有区分度。本文对抑郁症患者组和健康对照组的脑磁图的微态特征及相关性进行对比,发现在中央区和额区的差异性明显,且在中性情绪图片刺激下最为显着,说明基于脑磁图的微态特征及相关性研究可以较好区别抑郁症患者组和健康对照组,可以为抑郁症的临床诊断提供参考。
肖康达[9]（2020）在《用于原子磁力计的主动磁补偿系统的研究》文中研究指明磁场的精密测量在地球物理、化学分析、军事、生物医学、材料科学等领域具有重要的意义。在众多的磁场测量技术中,原子磁力计拥有目前最高的测磁灵敏度。原子磁力计的基本原理是通过测量原子的极化矢量在外磁场中的拉莫尔进动频率来获得磁场信息。然而,原子磁力计的探头通常要在近零场（小于10nT）环境才能有效工作。为了使原子磁力计工作在正常的测磁环境,通常利用被动磁屏蔽或主动磁补偿的方法来抑制背景磁场。在被动磁屏蔽的方法中,一般选用高磁导率的合金材料来抑制背景磁场。合金材料制作的磁屏蔽筒使得原子磁力计无法探测屏蔽筒外的磁场,这限制了其在地磁场探测、深空磁场探测、水下异磁探测等领域的应用。在主动磁补偿的方法中,通常利用线圈通入电流来补偿背景磁场。在主动磁补偿过程中最为关键的问题就是工频磁场噪声与磁场梯度的抑制。因此,为解决这些问题,在主动磁补偿系统中亟需一套高效与稳定的磁补偿算法。本论文提出了一套新的磁补偿算法,详细介绍了基于该算法的主动磁补偿系统的研制。除此之外,还系统阐述了 Bell-Bloom型原子磁力计的研究。主要开展了以下工作:（1）研制了主动磁补偿系统中硬件部分。主要包括补偿线圈、低噪测磁单元（噪声0.34nT/Hz1/2）、六通道低噪电流源（噪声30μA）。（2）首次提出了一种基于超精细谱分析的宽频带磁补偿算法,实现工频磁场噪声与磁场梯度分别衰减36 dB与20 dB。（3）实现了多干扰磁场同步补偿,其中准静态磁场衰减111 dB。除此之外,还进行了磁补偿过程中磁场信号的提取与定量评估实验,评估误差约为1 nT。（4）研制了Bell-Bloom型原子磁力计,实现了2 pT/Hz1/2的灵敏度。综上所述,我们提出了一套新的磁补偿算法,并利用基于该算法的主动磁补偿系统实现外界工频磁场噪声与磁场梯度分别衰减36 dB与20 dB。除此之外,我们还研制了 Bell-Bloom型原子磁力计,最终实现了2 pT/Hz1/2的灵敏度。我们解决了限制原子磁力计测量范围的关键技术问题。这能够极大地扩展原子磁力计的应用范围,从而在地球物理、化学分析、军事、生物医学、材料科学等领域具有广阔的应用前景。
王超[10]（2020）在《激光氦光泵磁梯度测量传感技术研究》文中研究指明激光光泵磁测的基础物理原理是原子的塞曼分裂和磁共振效应。原子在极化和退极化过程中会吸收激光光能,产生磁共振信号。通过对磁共振信号中共振点的检测,可以获得磁场值。激光光泵的工作物质主要包括碱金属（铷,铯,钾等）和氦两类。与碱金属相比,氦原子在磁测过程中不需要加热和保温,功耗相对更低。随着实际应用场景的不断丰富,各种环境因素,比如磁日变以及磁暴活动等,会让被测磁场信息湮没在磁场噪声中,难以被获取。在一些背景磁场很强的区域进行磁探测工作时,对异常的解释推断工作往往还会遭受背景场强与被测磁异常比值太大的困扰,仅仅依靠单一的磁场标量值无法准确获取所需信息。因此,磁梯度的测量工作尤为重要。为了高质量完成磁梯度测量工作,本论文针对激光氦光泵磁梯度测量传感技术进行了研究,主要工作内容如下:（1）激光氦光泵磁测原理研究及磁梯度系统方案设计。对激光氦光泵磁测原理进行了分析,推导了激光氦光泵磁测原理公式,确定了共振频率的检测是磁场准确测量的关键。研究了获取磁共振信号的射频扫描法,并根据光磁学布洛赫方程以及描述原子对光吸收的Beer-Lambert定律,建立了磁共振信号的模型,共振曲线形态符合洛伦兹线型特性。给出了磁测灵敏度计算公式δB=△f/（△S/N）,结合磁共振信号模型证明了磁测灵敏度与光源、吸收室以及电路性能直接相关。设计了激光氦光泵磁梯度系统方案,并确定了课题的研究重点包括:激光源研制及激光稳频技术、磁传感器光路设计与光电转换技术、磁传感器吸收室激励技术以及与基于射频调制法的共振信号检测技术。（2）氦光泵磁传感器激光源及光电技术研究。研究了激光二极管的波长调制原理,设计了基于ECDL激光二极管的激光光源,并研究了基于氦原子饱和吸收谱的激光波长稳定方法。利用DFB激光二极管和光学分束元件设计了用于梯度测量的双路输出的集成化激光源,并简化了饱和吸收谱法光路。测试数据证明,激光源输出的双路光束功率波动引起的磁传感器灵敏度百分比误差均小于0.4%。设计了磁传感器的光路和结构,并在3D打印技术的辅助下完成了双路传感器的制作。研究了光电转换技术,设计了噪声功率谱密度实测值与理论设计相符的磁传感器光电检测电路。（3）氦光泵磁传感器吸收室激励技术研究。确定了在吸收室的激励过程中,氦气发生了外置电极式高频介质阻挡放电。类比气体放电灯,建立了吸收室的电气特性模型,证明了在激励电路稳定工作时吸收室为阻性元件。按照功能,将激励能量源研究分为高压脉冲源研究和高频能量源研究。根据帕刑定律和吸收室参数估算了吸收室内氦气的击穿电压约为1.5k V,设计了由多谐振荡器、功率放大器和空心升压线圈组成的高压脉冲源电路。以恒温晶振和高频功率放大器为基础,通过对阻抗匹配技术的研究设计了频率为50MHz高频能量源。实际研制的吸收室激励电路整体功耗约为6W。（4）激光氦光泵磁信号检测技术研究。以洛伦兹线型模拟共振信号形态,研究了基于共振信号曲线及其高次谐波幅值特性的射频调制法磁信号检测原理,确定了所需调制信号的类型为交变频率振荡增加的射频调制磁场。研究了矩形亥姆霍兹线圈的工作原理,设计并制作了适用于磁传感器结构的射频调制线圈。验证了磁测灵敏度关于射频交变磁场强度存在最优值的推论,当射频调制磁场强度的峰峰值为900n T左右时,本文设计的磁传感器磁测灵敏度存在最优值。设计了基于射频调制法的信号检测电路,通过使用基于增量式PID方法的数字式闭环频率控制器锁定了磁共振点。（5）激光氦光泵磁传感器与磁梯度测量系统性能测试。通过数据对比,证明了使用激光源可以大幅度降低光泵传感器功耗。利用亥姆霍兹---麦克斯韦复合线圈在屏蔽筒内创造磁场环境。通过信号对比,证明了激光源可以大幅度提高传感器灵敏度。对磁传感器输出信号进行洛伦兹线型拟合后,计算出两个磁传感器的灵敏度分别为2.65p T/Hz1/2@1Hz和3.59p T/Hz1/2@1Hz。通过与磁场理论计算值以及Cs-3铯光泵磁力仪数据的对比证明了激光氦光泵磁梯度测量系统具有较好的实用性,同时确定了系统的优化方向。综上所述,本文通过对光学、气体放电和电路等关键技术的研究,搭建了基于双光路输出集成化激光源的氦光泵磁梯度测量系统,具有良好的实用性能。本文能够为激光光泵磁梯度测量传感技术的进一步研究提供重要指导。
二、SQUID与脑磁的研究应用（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、SQUID与脑磁的研究应用（论文提纲范文）
（1）双语脑功能机制的脑磁图研究进展（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 脑磁图的发展进程 |
| 2 脑磁图的分析方法与分析软件 |
| 2.1 MEG分析方法 |
| 2.2 MEG开源分析软件 |
| 2.2.1 BESA |
| 2.2.2 BrainStorm |
| 2.2.3 FieldTrip |
| 2.2.4 SPM |
| 2.2.5 OpenMEEG |
| 2.2.6 NUTMEG |
| 3 双语脑功能机制的脑磁图研究 |
| 3.1 脑发育过程中的双语优势 |
| 3.2 双语切换的脑机制研究 |
| 3.3 双语与数学计算 |
| 3.4 可穿戴式脑磁图仪及其应用 |
| 4 结论与展望 |
（2）脑磁图仪的前世今生与未来（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 神经电场与磁场 |
| 2.1 神经电磁信号的神经生理起源 |
| 2.2 脑电图与脑磁图的异同 |
| 3 传统脑磁场测量技术与发展 |
| 4 新型原子磁强计脑磁测量技术 |
| 5 总结与展望 |
（3）超导量子干涉仪磁传感器电路关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超导量子干涉仪磁传感器简介 |
| 1.2 超导量子干涉仪磁传感器性能 |
| 1.3 超导量子干涉仪磁传感器应用 |
| 1.4 超导量子干涉仪磁传感器电路关键技术及研究现状 |
| 1.4.1 超导量子干涉电路分析技术 |
| 1.4.2 线性化读出电路设计技术 |
| 1.4.3 多通道传感器系统集成技术 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第2章 超导量子干涉电路通用分析方法研究 |
| 2.1 超导量子干涉电路的网孔分析法 |
| 2.1.1 基本元件和变量 |
| 2.1.2 统一环路定理 |
| 2.1.3 网孔电流分析 |
| 2.1.4 统一动力学模型 |
| 2.2 应用示例 |
| 2.2.1 电路分析实例 |
| 2.2.2 仿真和实验结果 |
| 2.3 网孔分析法与结点分析法对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超导量子干涉仪读出电路技术研究 |
| 3.1 基于运算放大原理的线性读出技术 |
| 3.1.1 基于超导量子干涉仪的运算放大器 |
| 3.1.2 特性分析 |
| 3.1.3 稳定性条件 |
| 3.2 高摆率读出技术 |
| 3.2.1 电路方案 |
| 3.2.2 测试结果 |
| 3.3 大量程读出技术 |
| 3.3.1 电路方案 |
| 3.3.2 测试结果 |
| 3.4 低噪声读出技术 |
| 3.4.1 电路方案 |
| 3.4.2 测试结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超导量子干涉仪传感器集成技术研究 |
| 4.1 电磁兼容的一体化集成技术 |
| 4.1.1 一体化集成设计 |
| 4.1.2 多通道读出电路 |
| 4.1.3 性能测试 |
| 4.2 系统应用 |
| 4.2.1 在无屏蔽多通道心磁图仪系统中的应用 |
| 4.2.2 在航空超导全张量磁测量系统中的应用 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）基于脑磁图的面部表情识别脑网络构建与神经机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 论文研究内容和特点 |
| 1.3 论文结构 |
| 第二章 脑磁图相关理论知识 |
| 2.1 电生理学基础 |
| 2.1.1 神经元结构和突触后电位 |
| 2.1.2 颅外磁场产生 |
| 2.2 脑磁图信号的测量系统 |
| 2.2.1 脑磁图信号测量原理 |
| 2.2.2 脑磁图发展史 |
| 2.3 脑磁图特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实验数据库与数据预处理 |
| 3.1 实验被试 |
| 3.2 实验相关准备 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验设备及环境 |
| 3.3 MEG数据结构 |
| 3.4 实验流程 |
| 3.5 脑磁图信号预处理 |
| 3.5.1 信号预处理软件 |
| 3.5.2 信号预处理流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 相关方法原理介绍 |
| 4.1 皮尔逊相关系数 |
| 4.2 秩和检验原理 |
| 4.3 随机森林原理 |
| 4.3.1 决策树 |
| 4.3.2 随机森林算法 |
| 4.4 序列后向选择原理 |
| 4.5 正向问题和逆向问题 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 表情识别脑网络 |
| 5.1 特征提取 |
| 5.2 秩和检验操作 |
| 5.3 随机森林操作 |
| 5.4 后向选择操作 |
| 5.5 相关脑网络结构及预测结果 |
| 5.5.1 特征选择预测结果 |
| 5.5.2 不同特征选择方法结果对比 |
| 5.5.3 MEG脑区溯源 |
| 5.5.4 相关脑区活动水平 |
| 5.5.5 相关讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 表情识别任务特异脑网络 |
| 6.1 评价指标 |
| 6.2 表情识别任务特异脑网络构建 |
| 6.3 相关结果与比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间已发表的学术论文 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目 |
| 附录 Ⅰ |
（5）高灵敏微型光学弱磁传感器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学弱磁传感器研究意义 |
| 1.2 主要弱磁探测器 |
| 1.2.1 超导量子干涉磁力仪 |
| 1.2.2 磁通门磁力仪 |
| 1.2.3 光学原子磁力仪 |
| 1.3 国内外发展现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 光学弱磁传感器理论分析 |
| 2.1 碱金属原子能级结构分析 |
| 2.1.1 塞曼效应 |
| 2.1.2 拉莫进动 |
| 2.2 激光泵浦过程 |
| 2.3 原子吸收线型 |
| 2.4 磁场与碱金属原子相互作用 |
| 2.5 弛豫机制 |
| 2.5.1 自旋交换弛豫 |
| 2.5.2 自旋破坏弛豫 |
| 2.5.3 与原子气室器壁弛豫 |
| 2.5.4 横向弛豫时间 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微型弱磁传感器实验系统搭建 |
| 3.1 光路模块 |
| 3.1.1 光路结构 |
| 3.1.2 泵浦光椭圆度分析 |
| 3.2 原子气室 |
| 3.2.1 原子气室加热系统 |
| 3.2.2 测温方式的选择 |
| 3.2.2.1 热电偶测温 |
| 3.2.2.2 铂电阻测温 |
| 3.2.2.3 热成像仪测温 |
| 3.2.2.4 低功耗探头结构 |
| 3.2.3 原子气室缓冲气体 |
| 3.3 探头整体结构 |
| 3.4 主动补偿消磁系统 |
| 3.5 信号采集与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 光学弱磁传感器性能优化 |
| 4.1 弱磁传感器探头信号与优化 |
| 4.1.1 泵浦速率参数优化 |
| 4.1.2 调制磁场参数优化 |
| 4.1.3 圆偏振度对信号强度的影响 |
| 4.2 灵敏度标定 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 弱磁传感器的微型化研究 |
| 5.1 微型化光路 |
| 5.2 微型化线圈 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（7）脑磁图中双变量时间序列的因果检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及其意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 抑郁症脑磁图研究现状 |
| 1.2.2 因果性的研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与章节安排 |
| 第二章 相关背景知识介绍 |
| 2.1 脑的组织结构 |
| 2.2 脑磁图信号概述 |
| 2.2.1 脑磁图信号的产生 |
| 2.2.2 脑磁图的特性 |
| 2.3 情绪图片刺激实验介绍 |
| 2.3.1 实验过程 |
| 2.3.2 采集到的脑磁图数据结构 |
| 2.4 相关理论介绍 |
| 2.4.1 格兰杰因果理论 |
| 2.4.2 非线性动力学理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 线性格兰杰因果方法分析脑磁图信号 |
| 3.1 数据预处理 |
| 3.1.1 前序处理 |
| 3.1.2 阶数选取 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 相同脑区内的通道 |
| 3.2.2 不同脑区间的通道 |
| 3.2.3 个体之间的比较 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相空间重构的非线性格兰杰因果分析脑磁图信号 |
| 4.1 基本理论介绍 |
| 4.1.1 理论依据 |
| 4.1.2 理论介绍 |
| 4.2 参数选取 |
| 4.2.1 C-C方法 |
| 4.2.2 虚假近邻法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 相同脑区内的通道 |
| 4.3.2 不同脑区间的通道 |
| 4.3.3 个体之间的比较 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 核函数的非线性格兰杰因果方法分析脑磁图信号 |
| 5.1 基本理论介绍 |
| 5.1.1 核函数简介 |
| 5.1.2 理论依据 |
| 5.1.3 多项式核函数和高斯核函数 |
| 5.2 实验过程与步骤 |
| 5.3 多项式核实验结果 |
| 5.3.1 不同核函数参数 |
| 5.3.2 相同脑区内的通道 |
| 5.3.3 不同脑区间的通道 |
| 5.4 高斯核实验结果 |
| 5.4.1 不同核函数参数 |
| 5.4.2 相同脑区内的通道 |
| 5.4.3 不同脑区间的通道 |
| 5.5 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）抑郁症脑磁图的微态特征及相关性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 抑郁症脑磁图的研究现状 |
| 1.2.2 脑磁图微态特征及相关性的研究现状 |
| 1.3 论文主要结构 |
| 第二章 相关背景及理论知识介绍 |
| 2.1 脑部结构 |
| 2.2 脑磁图信号简介 |
| 2.2.1 脑磁图信号的产生及优缺点 |
| 2.2.2 脑磁图信号的测量 |
| 2.2.3 脑磁图的临床应用 |
| 2.3 实验数据介绍 |
| 2.3.1 实验对象 |
| 2.3.2 实验数据采集 |
| 2.3.3 实验数据结构及特征 |
| 2.4 算法基础 |
| 2.4.1 KMeans算法 |
| 2.4.2 AAHC算法 |
| 2.4.3 KMedoids算法 |
| 2.4.4 PCA算法 |
| 2.4.5 ICA算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 抑郁症脑磁图的微态特征研究 |
| 3.1 微态特征信息理论基础 |
| 3.1.1 GEV指数 |
| 3.1.2 信息熵及熵率 |
| 3.2 脑磁图的微态处理及优点 |
| 3.2.1 脑磁图的微态处理 |
| 3.2.2 微态分析的优点 |
| 3.3 微态特征的实验结果及分析 |
| 3.3.1 GEV值 |
| 3.3.2 熵 |
| 3.3.3 熵率 |
| 3.3.4 信息理论特征 |
| 3.3.5 实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 抑郁症脑磁图的延迟时间互信息研究 |
| 4.1 延时互信息及实验流程 |
| 4.1.1 延时互信息 |
| 4.1.2 实验流程 |
| 4.2 替代数据的构建及特征检验 |
| 4.2.1 替代数据的构建 |
| 4.2.2 特征检验 |
| 4.3 延时互信息的实验结果及分析 |
| 4.3.1 不同情绪图片刺激下的延时互信息 |
| 4.3.2 不同脑区的延时互信息 |
| 4.3.3 左右半球的延时互信息 |
| 4.3.4 所有实验对象的延时互信息 |
| 4.3.5 实验分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 抑郁症脑磁图的长程相关性研究 |
| 5.1 Hurst指数的评估 |
| 5.1.1 R/S方法 |
| 5.1.2 DFA方法 |
| 5.2 Hurst指数性质 |
| 5.3 长程相关性的实验结果及分析 |
| 5.3.1 不同脑区的长程相关性 |
| 5.3.2 左右半球的长程相关性 |
| 5.3.3 所有实现对象的长程相关性 |
| 5.3.4 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（9）用于原子磁力计的主动磁补偿系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 几种典型的磁力计 |
| 1.2.1 磁通门磁力计 |
| 1.2.2 质子进动磁力计 |
| 1.2.3 超导量子干涉仪 |
| 1.2.4 光泵磁力计 |
| 1.2.5 磁阻传感器 |
| 1.2.6 原子磁力计 |
| 1.3 磁场抑制方法 |
| 1.3.1 被动磁屏蔽 |
| 1.3.2 主动磁补偿 |
| 1.4 课题研究的现状与意义 |
| 1.5 论文行文安排 |
| 第2章 原子磁力计的基本原理 |
| 2.1 碱金属原子的能级结构 |
| 2.2 原子的光泵过程 |
| 2.3 原子的弛豫机制 |
| 2.3.1 自旋交换碰撞弛豫 |
| 2.3.2 自旋破坏碰撞弛豫 |
| 2.3.3 壁弛豫 |
| 2.3.4 磁场梯度弛豫 |
| 2.4 原子磁力计的理论描述 |
| 2.4.1 原子磁力计的理论模型 |
| 2.4.2 非线性磁光旋转效应 |
| 2.4.3 原子磁力计的响应曲线 |
| 2.4.4 原子磁力计的灵敏度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 主动磁补偿系统的研制 |
| 3.1 主动磁补偿系统的整体方案设计 |
| 3.2 补偿线圈的设计与制作 |
| 3.2.1 磁场的理论计算 |
| 3.2.2 圆形亥姆霍兹线圈的设计 |
| 3.2.3 方形亥姆霍兹线圈的设计 |
| 3.2.4 梯度线圈的设计 |
| 3.2.5 补偿线圈的制作 |
| 3.3 测磁单元的设计与制作 |
| 3.3.1 重置电路 |
| 3.3.2 差分放大电路 |
| 3.3.3 低通滤波电路 |
| 3.3.4 磁场数据采集的流程 |
| 3.3.5 测磁单元的优化 |
| 3.3.6 测磁单元的标定与噪声评估 |
| 3.4 电流源电路 |
| 3.4.1 电流源的设计与制作 |
| 3.4.2 电流源参数的标定与测量 |
| 3.5 无磁旋转系统 |
| 3.5.1 无磁旋转系统的制作 |
| 3.5.2 无磁旋转系统参数的优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 主动磁补偿的算法与实现 |
| 4.1 补偿算法的基本原理 |
| 4.1.1 补偿算法的基本流程 |
| 4.1.2 补偿电流的计算 |
| 4.2 磁补偿的程序设计 |
| 4.3 磁场补偿与信号提取 |
| 4.4 磁场梯度的补偿 |
| 4.5 多种干扰磁场的补偿 |
| 4.5.1 旋转磁场的补偿 |
| 4.5.2 高频磁场的补偿 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Bell-Bloom型原子磁力计的研制 |
| 5.1 原子磁力计的整体方案设计 |
| 5.2 原子磁力计装置的研制 |
| 5.2.1 加热系统的设计与制作 |
| 5.2.2 光路系统的搭建 |
| 5.2.3 信号探测系统的设计与实现 |
| 5.2.4 脉冲电路的设计与制作 |
| 5.3 原子磁力计的响应曲线 |
| 5.4 原子磁力计参数的优化与测试 |
| 5.4.1 温度的优化 |
| 5.4.2 泵浦光的优化 |
| 5.4.3 探测光的优化 |
| 5.4.4 占空比的优化 |
| 5.5 原子磁力计灵敏度的测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 文中相关的物理常量 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）激光氦光泵磁梯度测量传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 磁测的意义 |
| 1.1.2 磁测技术的发展 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 主要磁测仪器 |
| 1.2.2 主要磁梯度测量系统 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 主要研究内容与论文结构安排 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 激光氦光泵磁测原理及磁梯度测量系统总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光氦光泵磁测量理论基础 |
| 2.2.1 氦原子结构 |
| 2.2.2 氦原子能级与塞曼分裂 |
| 2.2.3 激光的产生 |
| 2.2.4 氦原子极化过程 |
| 2.2.5 氦原子去极化过程 |
| 2.3 激光氦光泵磁共振信号 |
| 2.3.1 磁测公式与射频扫描法 |
| 2.3.2 共振信号的模型建立 |
| 2.3.3 磁测灵敏度估算 |
| 2.4 激光氦光泵磁梯度测量系统设计及传感关键技术 |
| 2.4.1 激光氦光泵磁梯度测量系统设计 |
| 2.4.2 激光氦光泵磁梯度测量传感技术研究重点 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 氦光泵磁传感器激光源及光电技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 半导体激光源关键技术研究 |
| 3.2.1 基于ECDL的激光源设计与波长控制技术研究 |
| 3.2.2 基于氦原子饱和吸收谱的波长稳定技术研究 |
| 3.2.3 ECDL激光源输出光束测试 |
| 3.3 双路输出激光源集成优化设计 |
| 3.3.1 基于DFB的集成化双路输出激光源设计 |
| 3.3.2 双路激光源输出光束测试 |
| 3.4 磁传感器光路设计与光电转换技术研究 |
| 3.4.1 磁传感器光路组成及结构设计 |
| 3.4.2 光电转换技术研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 氦光泵磁传感器吸收室激励技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 吸收室电气特性研究与激励能量源方案设计 |
| 4.2.1 吸收室激励技术放电类型选择 |
| 4.2.2 吸收室电气特性仿真 |
| 4.2.3 吸收室激励能量源整体方案设计 |
| 4.3 高压激励技术研究 |
| 4.3.1 吸收室击穿电压研究 |
| 4.3.2 高压脉冲电路设计 |
| 4.4 高频激励技术研究 |
| 4.4.1 高频激励技术方案设计 |
| 4.4.2 高频能量源电路设计 |
| 4.4.3 发射端电路阻抗匹配技术研究 |
| 4.4.4 接收端电路阻抗匹配技术研究 |
| 4.5 匹配网络性能仿真与电路性能测试 |
| 4.5.1 发射端匹配网络仿真实验 |
| 4.5.2 接收端匹配网络仿真实验 |
| 4.5.3 激励电路性能测试与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 氦光泵磁信号检测技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 射频调制技术研究 |
| 5.2.1 射频调制法检测原理 |
| 5.2.2 射频调制线圈研究与设计 |
| 5.2.3 射频调制磁场参数对共振信号形态影响研究 |
| 5.3 数字调频技术研究 |
| 5.3.1 共振信号检测系统数字化模型研究 |
| 5.3.2 数字化频率调制器研究与设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 激光氦光泵磁传感器与磁梯度测量系统性能测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 测试条件 |
| 6.2.1 测试环境构建 |
| 6.2.2 主要测试设备 |
| 6.3 激光源与气体放电灯光源传感器性能对比 |
| 6.3.1 测试方法 |
| 6.3.2 测试结果分析 |
| 6.4 激光氦光泵磁传感器灵敏度测试 |
| 6.4.1 共振信号线宽和吸收峰幅度测试 |
| 6.4.2 噪声功率谱密度测试 |
| 6.4.3 传感器灵敏度计算 |
| 6.5 激光氦光泵磁梯度测量系统性能测试 |
| 6.5.1 双路磁传感器磁测数据对比 |
| 6.5.2 磁梯度测量效果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究工作 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| （1） 短期研究目标 |
| （2） 长期研究目标 |
| 参考文献 |
| 作者简介 与读博期间科研成果 |
| （一） 作者简介 |
| （二） 读博期间科研成果 |
| （三） 参与科研项目的情况 |
| 致谢 |
四、SQUID与脑磁的研究应用（论文参考文献）
- [1]双语脑功能机制的脑磁图研究进展[J]. 马恒芬,吴云涛,赵文,贾丽萍,周丹丹. 中国生物医学工程学报, 2021(04)
- [2]脑磁图仪的前世今生与未来[J]. 盛经纬,高家红. 物理, 2021(07)
- [3]超导量子干涉仪磁传感器电路关键技术研究[D]. 王永良. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]基于脑磁图的面部表情识别脑网络构建与神经机制研究[D]. 谭阳. 西南大学, 2021(01)
- [5]高灵敏微型光学弱磁传感器关键技术研究[D]. 覃添. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]超导量子干涉器件[J]. 郑东宁. 物理学报, 2021(01)
- [7]脑磁图中双变量时间序列的因果检测研究[D]. 胡佳林. 南京邮电大学, 2020(02)
- [8]抑郁症脑磁图的微态特征及相关性研究[D]. 张亚飞. 南京邮电大学, 2020(02)
- [9]用于原子磁力计的主动磁补偿系统的研究[D]. 肖康达. 中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院), 2020(01)
- [10]激光氦光泵磁梯度测量传感技术研究[D]. 王超. 吉林大学, 2020(08)