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Design of freeform geometries in a MEMS accelerometer with a mechanical motion preamplifier based on a genetic algorithm

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Microsystems & Nanoengineering 2020年第1期6卷 122-135页

作者： Chen Wang xiaoxiao Song Weidong Fang Fang Chen Ioannis Zeimpekis Yuan Wang aojie Quan Jian Bai Huafeng liu Gerold Schropfer Chris Welham Michael Kraft College of Optical Science and Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310027P.R.China Department of Electrical Engineering and Computer Science University of LiegeLiege B-4000Belgium ESAT-MICAS University of LeuvenLeuven 3001Belgium PGMF and School of Physics Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074P.R.China Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology Chinese Academy of SciencesShanghai 200050P.R.China ORC University of SouthamptonSouthampton SO171BJUK Coventor—A Lam Research Company Villebon sur Yvette 91140France

This paper describes a novel,semiautomated design methodology based on a genetic algorithm(GA)using freeform geometries for microelectromechanical systems(MEMS)*** proposed method can design MEMS devices comprising freeform geometries and optimize such MEMS devices to provide high sensitivity,large bandwidth,and large fabrication *** proposed method does not require much computation time or *** use of freeform geometries allows more degrees of freedom in the design process,improving the diversity and performance of MEMS devices.A MEMS accelerometer comprising a mechanical motion amplifier is presented to demonstrate the effectiveness of the design *** results show an improvement in the product of sensitivity and bandwidth by 100%and a sensitivity improvement by 141%compared to the case of a device designed with conventional orthogonal ***,excellent immunities to fabrication tolerance and parameter mismatch are achieved.

关键词： accelerometer algorithm motion

高温热辐射环境下降温服对消防人员生理及感知响应的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1039-1046页

作者：操凯李亚运兰明强郭贤刘小勇陈奥杰清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室合肥230601 安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601

为降低消防员热应激水平、验证降温服的有效性,该文在35℃和2.5 kW/m^(2)高温热辐射复合环境下开展人体热生理实验,同时采用主观问卷调查的方式,探究降温服对人体生理及主观感知响应的影响,分析降温服在缓解热应激从而提高消防人员热舒... 详细信息

为降低消防员热应激水平、验证降温服的有效性,该文在35℃和2.5 kW/m^(2)高温热辐射复合环境下开展人体热生理实验,同时采用主观问卷调查的方式,探究降温服对人体生理及主观感知响应的影响,分析降温服在缓解热应激从而提高消防人员热舒适性方面的有效性,并运用生理应变指数(PSI)和感知应变指数(PeSI)开展实验工况下人体热应激评估。结果表明:降温服明显减小了受试者的核心温度、皮肤温度、心率及出汗速率,有效缓解了人体生理负荷,降低了人体热应激水平,且在高运动强度(7.0 km/h)下效果更明显;降温服有效改善了受试者的热舒适性,在实验的第90 min时降温服使PSI值最大降低0.77,PeSI值最大降低4.89(约32%)。

关键词：高温热辐射环境消防员降温背心感知响应热舒适性

Rubinstein-Taybi综合征临床特点及基因诊断

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临床儿科杂志 2018年第3期36卷 207-209页

作者：程衍杨刘奥杰魏丽张婧徐之良武汉大学人民医院儿科湖北武汉430060

目的探讨Rubinstein-Taybi综合征(RSTS)的临床表型及遗传学特点。方法回顾分析2例RSTS患儿的临床资料。结果 2例男性患儿,分别为3岁和4个月,均以发育落后入院。患儿身材矮小,语言、运动发育落后,均存在毛发浓密,发际线较低;例1患儿双拇... 详细信息

目的探讨Rubinstein-Taybi综合征(RSTS)的临床表型及遗传学特点。方法回顾分析2例RSTS患儿的临床资料。结果 2例男性患儿,分别为3岁和4个月,均以发育落后入院。患儿身材矮小,语言、运动发育落后,均存在毛发浓密,发际线较低;例1患儿双拇指/趾稍大,例2有高腭弓、宽鼻梁、眼睑下垂的特殊面容,双拇指/趾明显扁宽;2例患儿均有隐睾。心脏彩超均提示心脏发育异常。采用高通量测序技术及基因组芯片技术进行基因诊断,发现例1CREBBP基因存在c.152T>G(L51x)杂合突变,该突变未见报道;例2染色体16p13.3区域存在2.5 Mb的缺失。结论 RSTS的主要临床表现为毛发浓密、大拇指/趾畸形、心脏发育畸形、生长发育落后等,分子检测有助于临床确诊。

关键词： Rubinstein-Taybi综合征临床特点基因检测

聚氨酯泡沫固定化生物体系对活性蓝4的吸附脱色

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纺织学报 2022年第8期43卷 132-139页

作者：杨文博张傲洁刘幽燕李青云广西大学化学化工学院广西南宁530004

为构建长效作用的生物脱色体系,采用聚氨酯泡沫(PUF)材料对生物吸附剂黄曲霉菌Aspergillus flavus A5p1进行固定化,以蒽醌染料活性蓝4(RB4)为模型底物,开展了生物吸附剂固定化前后的吸附动力学、不同RB4质量浓度和NaCl质量浓度对脱色的... 详细信息

为构建长效作用的生物脱色体系,采用聚氨酯泡沫(PUF)材料对生物吸附剂黄曲霉菌Aspergillus flavus A5p1进行固定化,以蒽醌染料活性蓝4(RB4)为模型底物,开展了生物吸附剂固定化前后的吸附动力学、不同RB4质量浓度和NaCl质量浓度对脱色的影响、重复使用脱色等实验的对比研究。结果表明:菌株经过固定化之后显著加快了对染料RB4的脱色,20 min时对200 mg/L染料RB4的吸附率达到77.8%,而未固定化的游离细胞90 min的吸附率为62.8%,脱色过程可采用颗粒内扩散动力学模型来描述;PUF-固定化细胞体系对2000 mg/L染料RB4的吸附量约是游离细胞体系的2.5倍,并且能耐受NaCl质量浓度为50 g/L的高盐条件进行脱色;PUF-固定化细胞体系重复使用7次仍能保持89%的脱色率,而游离细胞体系则下降至74.3%,该PUF-固定化细胞体系展示出对提高RB4生物脱色的有效性及可靠性。

关键词：生物脱色黄曲霉菌蒽醌染料活性染料聚氨酯吸附

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姜黄素减轻脓毒症大鼠肺损伤的作用机制

安徽医药 2022年第9期26卷 1706-1710,I0001页

作者：江端刘奥杰凌伟武汉大学人民医院儿科湖北武汉430060

目的分析姜黄素减轻脓毒症大鼠肺损伤的作用机制。方法2018年8月至2019年4月,采用随机数字表法,将75只雄性SD大鼠分为五组,分别为假手术组,脓毒症组,姜黄素低、中、高剂量组,每组15只。通过盲肠结扎穿孔术构建脓毒症大鼠模型,假手术组... 详细信息

目的分析姜黄素减轻脓毒症大鼠肺损伤的作用机制。方法2018年8月至2019年4月,采用随机数字表法,将75只雄性SD大鼠分为五组,分别为假手术组,脓毒症组,姜黄素低、中、高剂量组,每组15只。通过盲肠结扎穿孔术构建脓毒症大鼠模型,假手术组仅开腹取出盲肠再原位放回,姜黄素低、中、高剂量组分别于术后腹腔注射剂量为50、100、200 mg/kg的姜黄素,假手术组和脓毒症组大鼠以等量生理盐水替代。采用苏木精-伊红(HE)染色观察各组大鼠肺组织学形态变化,以肺湿干比、支气管灌洗液中总蛋白含量、肺组织中髓过氧化物酶(MPO)活性等指标评价各组大鼠肺组织损伤情况,原位末端缺刻标记法(TUNEL)检测肺组织细胞凋亡情况,酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肺组织中白细胞介素(IL)-6、IL-10及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量,蛋白质印迹法检测肺组织中活化胱天蛋白酶(cleaved-caspase)-3、cleaved-caspase-9、丝裂原细胞外信号调节激酶(MEK)、胞外信号调节激酶(ERK)的表达。结果HE染色显示,姜黄素低、中、高剂量组较假手术组仍有明显的病理改变,但较脓毒症组,肺组织损伤明显减轻,炎症细胞浸润现象明显较少;与脓毒症组相比,姜黄素低、中、高剂量组肺组织湿干比[(8.14±1.25)%、(6.82±1.19)%、(5.95±1.05)%比(9.73±1.36)%]、MPO含量、细胞凋亡率[(16.27±2.14)%、(12.36±1.62)%、(8.59±1.26)%比(19.41±2.58)%]、cleaved-caspase-3、cleaved-caspase-9、IL-6、IL-10、TNF-α、磷酸化(p)-MEK/MEK(1.08±0.13、0.81±0.15、0.62±0.12比1.25±0.14)、p-ERK/ERK(1.16±0.14、0.97±0.13、0.75±0.11比1.34±0.15)及肺泡灌洗液中总蛋白量显著降低(P<0.05),具有浓度依赖性。结论姜黄素可以保护脓毒症大鼠肺损伤,减少肺组织细胞的凋亡,减轻肺组织炎性水平,可能与下调MEK/ERK信号通路有关。

关键词：姜黄素肺损伤脓毒症丝裂原细胞外信号调节激酶/胞外信号调节激酶信号通路机制大鼠,Sprague-Dawley

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家用可燃气体探测器环境适应性实验研究及评价

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实验技术与管理 2024年第12期41卷 24-30页

作者：陈奥杰郭贤操凯赵稼轩刘小勇安徽建筑大学土木工程学院清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室

甲烷泄漏会导致居民楼燃气爆炸事故的发生。复杂厨房环境（如油烟等）会对家用燃气探测器性能造成影响。该文对4种不同工作原理的家用探测器在油烟、水蒸气等单一及高温油烟等耦合环境中的适应性进行了实验研究，并提出报警动作值相对误... 详细信息

甲烷泄漏会导致居民楼燃气爆炸事故的发生。复杂厨房环境（如油烟等）会对家用燃气探测器性能造成影响。该文对4种不同工作原理的家用探测器在油烟、水蒸气等单一及高温油烟等耦合环境中的适应性进行了实验研究，并提出报警动作值相对误差Srel的概念，对探测器的性能进行了定量评价。实验结果表明：半导体式探测器的灵敏度受到被干扰物的吸附和表面反应影响较大，油烟环境下报警值误差达到5.74%LEL(lower explosive limit)，两种耦合环境下报警值误差分别达到7.48%LEL和6.84%LEL，油烟料酒耦合中相对误差高达149.5%；催化燃烧式对环境温度和氧气浓度等因素较为敏感；红外吸收式在水蒸气环境下发生误报；激光探测器能够长时间保持稳定地输出功率和波长，在评价得分结果中，其得分最高为85分。该研究为提高家用燃气探测器的精准性和可靠性提供了实验依据，也为国内探测器的性能评价提供了一种方法。

关键词：家用可燃气体探测器环境适应性厨房环境报警动作值性能评价

Visualization of Interaction of Laser Pulse-Gastric Tumor by COMSOL Based on Finite Element Analysis

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基于扩展滑模扰动观测器的永磁同步电机新型无模型滑模控制

作者： xianlin Song Ao Teng Jianshuang Wei Hao Chen Yang Zhao Jianheng Chen Fangwei liu Qianxiang Wan Guoning Huang Lingfang Song aojie Zhao Bo Li Zihao Li Qiming He Jinhong Zhang School of Information Engineering Nanchang University Institute for Advanced Study Nanchang University Britton Chance Center for Biomedical Photonics Wuhan National Laboratory for Optoelectronics-Huazhong University of Science and Technology Moe Key Laboratory of Biomedical Photonics of Ministry of Education Department of Biomedical EngineeringHuazhong University of Science and Technology School of Software Nanchang University Nanchang Normal University

Photoacoustic imaging is an emerging technology based on the photoacoustic effect that has developed rapidly in recent years. It combines the high contrast of optical imaging and the high penetration and high resolution of acoustic imaging. As a non-destructive biological tissue imaging technology, photoacoustic imaging has important application value in the field of biomedicine. With its high efficiency bioimaging capabilities and excellent biosafety performance, it has been favored by researchers. The visualization of photoacoustic imaging has great research significance in the early diagnosis of some diseases, especially tumors. In photoacoustic imaging, light transmission and thermal effects are important processes. This article is based on COMSOL software and uses finite element analysis to construct a physical model for simulation. Through laser pulses into the stomach tissue containing tumor, the physical process of light transmission and biological heat transfer was studied, and a photothermal model composed of two physical fields was built, and finally a series of visualization graphics were obtained. This work has certain theoretical guiding significance for further promoting the application of photoacoustic imaging in the field of biomedicine.

关键词： Photoacoustic Imaging Finite Element Analysis Gastric Tumor Biological Heat Transfer

来源： cnki会议评论

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 2375-2385页

作者：赵凯辉戴旺坷周瑞睿冷傲杰刘文昌邱鹏旗黄刚吴公平湖南工业大学电气与信息工程学院湖南省株洲市412007 湖南工业大学交通工程学院湖南省株洲市412007 湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统采用传统PI控制算法时因参数摄动而导致电机控制性能下降的问题,提出一种转速环改进型无模型滑模控制方法(improved model-free sliding mode control,IMFSMC)。首先... 详细信息

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统采用传统PI控制算法时因参数摄动而导致电机控制性能下降的问题,提出一种转速环改进型无模型滑模控制方法(improved model-free sliding mode control,IMFSMC)。首先,建立PMSM在参数摄动时的新型超局部模型。其次,采用一种改进趋近律设计转速环无模型滑模反馈控制器;同时利用扩展滑模扰动观测器(extended sliding mode disturbance observer,ESMDO)估计超局部模型中的未知部分,并通过Lyapunov稳定性理论证明了该控制器和观测器的稳定性。最后,与PI控制以及传统无模型滑模控制的仿真和实验对比,结果证明所提方法能有效改善PMSM在发生参数摄动时的暂稳态性能,降低对电机模型的依赖,提升系统鲁棒性和抗干扰性能。

关键词：永磁同步电机新型超局部模型无模型滑模控制改进趋近律扩展滑模扰动观测器

无创产前筛查对胎儿染色体非整倍体检出的临床价值探讨

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中华妇产科杂志 2017年第11期52卷 765-769页

作者：蔡奥捷朱朝锋薛淑文崔思颖屈素真刘宁孔祥东郑州大学第一附属医院遗传与产前诊断中心 450052

目的分析无创产前筛查（NIPS）对胎儿染色体非整倍体检出的临床价值。方法收集2015年1月1日至2016年3月15日于郑州大学第一附属医院就诊、并行NIPS的孕妇5 566例，其中单胎孕妇5 230例（93.96%，5 230/5 566），双胎孕妇336例（6.04%，3... 详细信息

目的分析无创产前筛查（NIPS）对胎儿染色体非整倍体检出的临床价值。方法收集2015年1月1日至2016年3月15日于郑州大学第一附属医院就诊、并行NIPS的孕妇5 566例，其中单胎孕妇5 230例（93.96%，5 230/5 566），双胎孕妇336例（6.04%，336/5 566）。5 230例单胎孕妇中，高龄者（分娩年龄≥35岁）1 809例（34.59%，1 809/5 230），非高龄者3 421例（65.41%，3 421/5 230）。非高龄单胎孕妇包括超声软指标异常者、唐氏综合征血清学筛查高风险及临界者、自愿行NIPS者。NIPS结果为高风险（Z值≥3分或≤-3分）的孕妇，进行羊膜腔穿刺术或绒毛穿刺取样术确诊，并进行随访。结果进行NIPS检测的孕妇中，69例（1.24%，69/5 566）的检测结果为高风险，其中66例为单胎者，3例为双胎者（2例为单绒毛膜性双胎，1例为双绒毛膜性双胎）。NIPS对诊断21三体、18三体、13三体的阳性预测值分别为100.0%、90.9%和100.0%，诊断性染色体非整倍体的阳性预测值为55.6%，经随访均无漏诊。NIPS结果为高风险的高龄单胎和非高龄单胎孕妇胎儿染色体非整倍体的发生率分别为1.11%（20/1 809）、0.94%（32/3 421）。3 421例非高龄单胎孕妇中，超声软指标异常者胎儿的染色体非整倍体发生率为1.44%（7/487），唐氏综合征血清学筛查为高风险孕妇的胎儿染色体非整倍体发生率为0.94%（7/747），唐氏综合征血清学筛查为临界风险孕妇的胎儿染色体非整倍体发生率为0.89%（9/1 016），自愿NIPS孕妇的胎儿染色体非整倍体发生率为0.77%（9/1 171），4者比较，差异无统计学意义（P=0.636）。结论唐氏综合征血清学筛查提示高风险或临界风险的孕妇，其胎儿染色体非整倍体的NIPS检出率，与自愿行NIPS的孕妇相似；考虑到唐氏综合征血清学筛查漏检的风险，NIPS更适合作为胎儿超声无异常单胎孕妇的产前一线筛查方法；但对于胎儿超声异常且提示胎儿为染色体非整倍体者，NIPS应慎重应用。

关键词：产前诊断染色体畸变非整倍性唐氏综合征高通量核苷酸序列分析