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基于响应面-遗传算法的MCM-BGA芯片散热优化设计

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装备制造技术 2024年第3期 18-22页

作者：赵忠伟岑升波邵长春刘织财王致诚柳州铁道职业技术学院广西柳州545000

为了解决芯片结温过高而导致的热失效问题,以某通信用的多芯片组件MCM-BGA为例,对MCM-BGA芯片温度场热分布和热量传递路径进行分析,确定了芯片的主要热传递路径,发现影响芯片结温的主要因素有环境对流换热系数、基板厚度、基板导热系数... 详细信息

为了解决芯片结温过高而导致的热失效问题,以某通信用的多芯片组件MCM-BGA为例,对MCM-BGA芯片温度场热分布和热量传递路径进行分析,确定了芯片的主要热传递路径,发现影响芯片结温的主要因素有环境对流换热系数、基板厚度、基板导热系数、焊料层厚度、封装外壳等;并基于响应面法试验设计,采用CCD(中心复合设计)选取并构建了自然对流系数、基板导热系数、基板厚度、焊料层厚度与多芯片组件的最高结温之间的数学模型,通过仿真验证了该模型的准确性和有效性;然后采用遗传算法对该数学模型进行优化设计,获得了芯片各参数优化的最佳组合。当自然对流换热系数为60 W/m^(2)·k、基板导热系数为320W/m·k、基板厚度为1.4 mm、焊料厚度为0.16 mm时,MCM-BGA最高结温具有最小值,使多芯片组件MCM-BGA最高结温降低了7.375%。

关键词：响应面法遗传算法多芯片组件(MCM-BGA) 散热优化数值模拟

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便携式超声乳腺癌辅助筛查系统的设计与实现

便携式超声乳腺癌辅助筛查系统的设计与实现

作者：王致诚云南大学

学位级别：硕士

乳腺癌已经成为女性癌症发病率之首,在罹患乳腺癌的早期发现并加以治疗,可以显著降低死亡率。超声因其具有无创性、无辐射性、穿透深度、检测费用相对便宜等优势,成为乳腺癌的首选检测方法。而传统超声检测设备由于其价格昂贵,并且设备... 详细信息

乳腺癌已经成为女性癌症发病率之首,在罹患乳腺癌的早期发现并加以治疗,可以显著降低死亡率。超声因其具有无创性、无辐射性、穿透深度、检测费用相对便宜等优势,成为乳腺癌的首选检测方法。而传统超声检测设备由于其价格昂贵,并且设备体积庞大,运输困难,因此只能在固定的地方使用,应用场景受限,并且只能简单地生成被测部位的图像,后续的病情还需要专业医生的诊断,不便于偏远、贫困地区使用。超声检测根据其诊断方式不同又可分为人工诊断和计算机辅助诊断,人工诊断具有一定的主观性,往往很依赖于医生的临床经验。现有计算机辅助诊断仍处于实验室理论阶段,没有结合超声设备、移动设备等进行应用。无论是人工诊断还是计算机辅助诊断,现有的技术都是根据B超图像进行判断,低质量的B超图像会导致图像模糊、边界丢失,严重影响诊断的准确率。针对以上问题,本文设计了一种便携式超声乳腺癌辅助诊断系统,由前端的Clarius无线探头、移动终端,以及后端的云服务器组成。首先由便携式超声探头采集射频(Radio Frequency,RF)数据,通过无线网络传输至手机等移动终端。其次,在移动终端上将获取到的RF数据生成B超图像,通过图像分割算法对图像进行肿瘤边界的精确分割,并可以手动调整分割区域。最后,将分割出的肿瘤区域内的RF数据传输至云服务器上,使用RF数据通过分类器将良、恶性肿瘤进行分类,最终诊断结果返回至移动终端,实现计算机辅助诊断。主要研究内容如下:1、基于波兰科学院基础技术研究所构建的乳腺超声公开数据库(Open Access Series of Breast Ultrasonic Data,OASBUD),使用基于最大类间方差(OTSU)的活动轮廓(snake)模型对乳腺癌B超图像进行分割,分割准确率达到98%,与医生标定的分割结果相似。2、基于OASBUD数据库,提出使用乳腺癌RF数据的熵、纵横比、似圆度、平均标准径向长度这四个特征参数进行分类,使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器,分类准确率达到82%,对乳腺癌良、恶性肿瘤具有较好的分类效果。3、使用C++语言通过Qt-creator集成开发环境开发出一套乳腺癌辅助诊断系统,该系统调用Java、MATLAB、Open CV等程序接口,将上述算法部署到移动终端,生成可供电脑直接执行的.exe文件以及可供手机安装的.apk文件,能够可视化的显示出肿瘤区域以及良、恶性诊断结果。本文设计的系统实现了乳腺癌的便捷、准确的诊断,不仅携带方便、操作简单、稳定性高、抗干扰能力强,并且将乳腺病灶区域以及诊断结果可视化,提供诊断报告单,便于非专业人士对病情做出直观的判断。同时也提供了临床上常用的一些诊断特征参数,也便于专业医生做进一步的判断,有望于增加偏远地区的乳腺癌筛查次数和准确率,降低乳腺癌的死亡率。

关键词： Clarius便携式超声超声射频数据乳腺癌筛查计算机辅助系统

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便携式超声乳腺癌辅助筛查系统的设计与实现

生物医学工程学杂志 2022年第2期39卷 390-397页

作者：王致诚何冰冰张榆锋李支尧姚瑞晗黄凯云南大学信息学院电子工程系昆明650091 昆明医科大学第三附属医院超声科昆明650118

早期筛查是降低乳腺癌死亡率的重要手段。为了解决偏远、贫困地区医疗资源有限导致乳腺癌筛查率较低的问题,本文设计了一种基于便携式超声Clarius的乳腺癌辅助筛查系统。该系统在移动终端上对B超图像的肿瘤区域进行自动分割,在云服务器... 详细信息

早期筛查是降低乳腺癌死亡率的重要手段。为了解决偏远、贫困地区医疗资源有限导致乳腺癌筛查率较低的问题,本文设计了一种基于便携式超声Clarius的乳腺癌辅助筛查系统。该系统在移动终端上对B超图像的肿瘤区域进行自动分割,在云服务器上利用超声射频数据进行肿瘤的良、恶性自动分类。本文研究实验结果表明,该系统对乳腺肿瘤分割准确率达到98%,良、恶性分类准确率达到82%,系统准确可靠。该系统架设方便、操作简单,便于偏远、贫困地区的患者进行乳腺癌早期筛查,有利于客观地对病情做出判断,是国内乳腺癌辅助筛查系统在移动终端上的首次实现。

关键词： Clarius便携式超声超声射频数据乳腺癌筛查计算机辅助系统

基于伽马混合模型B超图像聚类配准的颈动脉管壁搏动位移干扰抑制

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仪器仪表学报 2022年第7期43卷 199-208页

作者：魏倩何冰冰张榆锋李支尧王致诚云南大学信息学院昆明650504 昆明医科大学第三附属医院昆明650118

提出了基于伽马混合模型B超图像聚类(UICG)的配准方法以抑制血管壁搏动位移估计的干扰。使用伽马混合模型对颈动脉B超图像聚类,以远距组织的归一化互信息为相似性测度提取干扰曲线,基于干扰曲线对聚类图像序列进行空间逆变换以消除外界... 详细信息

提出了基于伽马混合模型B超图像聚类(UICG)的配准方法以抑制血管壁搏动位移估计的干扰。使用伽马混合模型对颈动脉B超图像聚类,以远距组织的归一化互信息为相似性测度提取干扰曲线,基于干扰曲线对聚类图像序列进行空间逆变换以消除外界干扰,最后采用散斑追踪法在配准后的聚类图像序列中估计管壁搏动位移。仿真实验表明,相比主轴质心与互信息相结合(PCMI)的传统配准算法,X、Y和旋转方向上的UICG干扰归一化均方根误差(NRMSE)分别减小了36%、38%和32%,管壁搏动位移估计的NRMSE均值减小了37%。对健康受试者颈动脉的实测试验进一步证明了UICG法的有效性。综上,UICG法能有效抑制干扰,提高管壁搏动位移的估计精度。

关键词：图像聚类伽马混合模型颈动脉管壁搏动位移干扰抑制

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机控制系统研究

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广西电力 2022年第6期45卷 28-35页

作者：王致诚刘洪柳州铁道职业技术学院广西柳州545616

针对传统滑模观测器存在的因抖振导致速度估算不精确问题,设计并实现一种采用连续函数作为激励函数的改进型滑模观测器,选择两相静止坐标系作为永磁同步电机矢量控制模型坐标器,引入低通滤波消除逆变器谐波带来的较多高频分量,实现较好... 详细信息

针对传统滑模观测器存在的因抖振导致速度估算不精确问题,设计并实现一种采用连续函数作为激励函数的改进型滑模观测器,选择两相静止坐标系作为永磁同步电机矢量控制模型坐标器,引入低通滤波消除逆变器谐波带来的较多高频分量,实现较好的幅值与相位信号追踪。仿真结果表明,在没有传感器对观测值进行精确补偿的情况下,所设计的改进型滑模观测器能够有效抑制系统的抖振,提高转速和转子位置的估计精度,在中高速运行时具有更好的控制效果。

关键词：永磁同步电机滑模控制锁相环低通滤波无传感器