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癌症作为一种全球性的健康问题,对人类社会构成了重大挑战。随着科学技术的发展,光学诊疗技术以其高灵敏度、最小侵入性、无放射性风险等优势在癌症治疗领域显示出广阔的应用前景。本论文主要是通过合理设计分子结构来改善氟硼二吡咯（BODIPY）染料的性能,设计并合成了多种新型BODIPY衍生物,如DHS、SHS分子和4-Br分子,旨在重点研究基于BODIPY染料的功能化材料在癌症诊疗中的潜力与应用。本论文研究内容如下:1.设计并合成了DHS分子,DHS分子引入了磺酸基团和甲酰基,验证了其结构式和分子量,DHS分子的紫外吸收波长在近红外区域,DHS分子在DMSO溶液和水溶液的摩尔吸光系数分别为5×10～4 L·mol-1·cm-1和2×10～4 L·mol-1·cm-1,具有良好的吸光性能。此外,DHS分子呈现出显著的光动力性能和光热性能,其光热转换效率为43.58%,而且在不同条件下表现出优异的稳定性。由细胞实验表明,在808 nm照射下,相同剂量的DHS和DHS@HA对4T1细胞抑制率分别为87.09%和88.88%。进一步测试表明,其具有良好的生物相容性,能够被4T1细胞摄取且具有抑制作用,而对正常的LO2细胞无损伤。为设计PDT/PTT联合治疗剂提供了新的策略,有望用于临床肿瘤治疗领域。2.设计并合成出来了两类新型的近红外Aza-BODIPY染料,将其命名为SHS分子和4-Br分子。SHS分子、4-Br分子和无取代基的B4分子比较,实验结果表明引入磺酸基团和溴原子官能团会导致最大吸收峰发生红移,且SHS分子和4-Br分子最大吸收波长均位于近红外区,而且两者的光学性能也显著提高。此外,SHS分子和4-Br分子具有一定的光热转换能力,光热转换效率分别为31.23%和29.74%。值得一提的是,相对于B4分子,前两者的光热转换效率明显增强。同时SHS分子和4-Br分子仍具有光动力治疗性能,单线态氧产率分别达到了0.047%和0.1048%。相较而言,SHS分子在水溶液中能自组装形成稳定的纳米颗粒,可作为一种新型有机光热剂应用于癌症治疗领域。

关键词：近红外 Aza-BODIPY 光动力治疗光热治疗癌症诊疗

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磁性微螺旋机器人的运动特性与控制方法研究

磁性微螺旋机器人的运动特性与控制方法研究

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作者：李儒合广州大学

学位级别：硕士

微机器人能在微小的液体空间中运动,在人体微创诊疗方面具有广泛的应用前景。随着磁驱动和微纳制造技术的不断突破,磁驱动微机器人得到了迅速的发展。其中,磁驱动微螺旋机器人具有非接触、操控灵活、推进力强等优点,受到了广泛关注。在... 详细信息

微机器人能在微小的液体空间中运动,在人体微创诊疗方面具有广泛的应用前景。随着磁驱动和微纳制造技术的不断突破,磁驱动微机器人得到了迅速的发展。其中,磁驱动微螺旋机器人具有非接触、操控灵活、推进力强等优点,受到了广泛关注。在游动性能方面,众多学者对不同结构的磁驱动微螺旋机器人进行了相关研究,提高了微机器人的游动性能,但其仍存在运动稳定性较低、推进力较弱、易受外部环境干扰等情况。在运动控制方面,研究对象多集中在毫米和厘米尺度,对微米级螺旋机器人的研究较少。因此,本文以微米级螺旋机器人为研究对象,对微机器人的磁驱动控制系统、运动特性以及运动控制方法展开深入研究。(1)提出一种椭圆柱形片状微螺旋机器人结构,阐述其磁驱动原理,建立微机器人的数学模型。根据磁驱动原理,对微机器人磁驱动控制系统进行设计搭建,该磁控系统包含驱动模块、视觉反馈模块、主控制模块三个部分。随后,提出一种磁驱动系统产生旋转磁场的方法和一种微机器人视觉检测的方法。(2)利用飞秒激光直写仪对微机器人结构进行加工,并在微机器人表面溅射Ni金属,赋予其磁性特性。通过磁驱动系统对微机器人运动特性进行分析,分析微机器人的游动速度与磁场旋转频率、微机器人结构的关系。首先,对不同几何特征的椭圆柱形片状微螺旋机器人进行游动性能实验,得出该机器人游动性能较好的结构特征参数。同时,与不同结构的微螺旋机器人进行游动性能对比实验,分析该微机器人游动性能的优劣。随后,选出一种游动性能较好的椭圆柱形片状微螺旋机器人,通过调整旋转磁场的仰俯角,减少该微机器人的横向漂移,提高该微机器人运动稳定性。此外,通过多组实验数据完善微机器人的运动学模型,实现微机器人的开环路径跟随运动。(3)基于位置的视觉伺服提出一种路径跟随双闭环控制算法,实现微米级别磁驱动螺旋机器人的平面路径跟随运动。其中,控制算法外环采用改进型视距制导(line-ofsight,LOS)得出微机器人的期望航向角,内环通过模糊PID控制算法对微机器人航向角误差进行消除,实现微螺旋机器人的路径跟随运动。随后,在磁控实验平台上对该路径跟随控制算法进行实验,验证该方法的可行性。

关键词：微螺旋机器人磁场驱动游动性能路径跟随

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基于深度哈希的开集虹膜识别算法研究

基于深度哈希的开集虹膜识别算法研究

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作者：李儒渊东北电力大学

学位级别：硕士

目前,虹膜识别技术主要应用于金库、监狱等安全需求较高的场景。这类场景工作人员相对稳定,采用闭集识别模式对已注册人员进行针对性训练便可以达到较高的精度。但闭集识别模式无法保证未知类别人员的识别精度,导致虹膜识别的使用人数受... 详细信息

目前,虹膜识别技术主要应用于金库、监狱等安全需求较高的场景。这类场景工作人员相对稳定,采用闭集识别模式对已注册人员进行针对性训练便可以达到较高的精度。但闭集识别模式无法保证未知类别人员的识别精度,导致虹膜识别的使用人数受限,无法像指纹、人脸等识别技术那样大规模应用。针对上述问题,本文对基于深度哈希的开集虹膜识别算法展开深入的研究。在虹膜图像预处理、虹膜特征提取及虹膜特征匹配等方面进行了有效的改进与创新,取得了预期的效果。主要研究内容如下:(1)基于非归一化的虹膜图像预处理:虹膜归一化操作会导致虹膜的原始纹理分布发生改变,从而影响卷积神经网络的特征提取效果。为了提升输入图像与卷积神经网络的适配性,本文采用基于非归一化的虹膜图像预处理算法。该算法先采用深度学习的虹膜分割算法去除大部分噪声,再通过ROI截取提高虹膜有效区域占比。与基于归一化的Osiris算法相比,本算法得到的图像保留了虹膜的原始特征分布,使得经卷积神经网络提取后所生成的特征向量具有更好的可区分度。(2)基于逐点哈希的虹膜特征提取算法:在开集虹膜识别中,由于采用分类学习模式进行训练的特征提取算法存在可区分性不足的问题。为了提升特征的可区分性,本文提出了基于逐点哈希的虹膜特征提取算法。首先,类别哈希模块将类别标签映射为哈希中心,并通过图像哈希模块将虹膜图像转换为哈希码。然后,针对哈希码形式的特征,设计损失函数(CSDH Loss)激励哈希码向同类哈希中心靠近,直至哈希码在特征空间中呈现聚类分布,此时的虹膜特征具有较高的可区分性。在IITD、CASIA-Iris-Interval和ND-IRIS-0405上的实验结果表明,该算法所提取的特征具有较高的可区分度,且具有较低的参数量。(3)基于余弦中心哈希的开集虹膜识别算法:在开集虹膜识别中,存在特征提取与特征匹配的度量指标不一致的问题,从而限制开集虹膜识别算法整体性能。为了提升开集虹膜识别算法的整体性能,本文提出了一种基于余弦中心哈希的开集虹膜识别算法。该算法采用余弦相似度作为全局度量指标,并以此为基准对特征提取和特征识别进行适配性改进,确保两个阶段优化方向的一致性,进而达到提升系统整体识别性能的目的。在IITD、CASIA-Iris-Interval和ND-IRIS-0405上的实验结果表明,相较于其他同类算法,本文所提识别算法具有较好的性能优势。

关键词：虹膜识别开集深度哈希非归一化余弦相似度

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补肾助阳健骨方对脾肾气阳两虚证老年骨质疏松性脊柱压缩性骨折患者的临床疗效

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中成药 2024年第1期46卷 337-339页

作者：李儒杰寇楠庞超平杨沙四川省骨科医院药学部四川成都610000

目的考察补肾助阳健骨方对脾肾气阳两虚证老年骨质疏松性脊柱压缩性骨折患者的临床疗效。方法110例患者随机分为对照组和观察组,每组55例,对照组给予碳酸钙D3片+骨化三醇软胶囊,观察组在对照组基础上加用补肾助阳健骨方,疗程3个月。检... 详细信息

目的考察补肾助阳健骨方对脾肾气阳两虚证老年骨质疏松性脊柱压缩性骨折患者的临床疗效。方法110例患者随机分为对照组和观察组,每组55例,对照组给予碳酸钙D3片+骨化三醇软胶囊,观察组在对照组基础上加用补肾助阳健骨方,疗程3个月。检测临床疗效、中医证候评分、矢状面Cobb角、椎体前缘丢失高度、骨密度、VAS评分、ODI评分变化。结果观察组总有效率高于对照组(P<0.05)。术后3个月,2组中医证候评分、矢状面Cobb角、椎体前缘丢失高度减小(P<0.05),骨密度增加(P<0.05),以观察组更明显(P<0.05);术后3、6个月,2组VAS评分、ODI评分降低(P<0.05),以观察组更明显(P<0.05)。结论补肾助阳健骨方可提高脾肾气阳两虚证老年骨质疏松性脊柱压缩性骨折患者临床疗效,增加骨密度,改善伤椎形态及其高度,缓解疼痛,促进功能恢复。

关键词：补肾助阳健骨方碳酸钙D3片骨化三醇软胶囊老年骨质疏松性脊柱压缩性骨折

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