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面向乳腺肿瘤诊断的时域扩散荧光―光学层析成像系统

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红外与毫米波学报 2013年第2期32卷 181-186页

作者：张伟高峰武林会马文娟卢奕名赵会娟天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

为了解决传统乳腺扩散光学层析成像可靠性低的问题,设计了一套基于多通道时间相关单光子计数的时域扩散荧光―光学层析成像系统.该系统采用32根同轴光纤均匀分布于组织体表面,作类似X射线层析工作方式的同层扫描,由此获得多角度下的时... 详细信息

为了解决传统乳腺扩散光学层析成像可靠性低的问题,设计了一套基于多通道时间相关单光子计数的时域扩散荧光―光学层析成像系统.该系统采用32根同轴光纤均匀分布于组织体表面,作类似X射线层析工作方式的同层扫描,由此获得多角度下的时间分辨投影.通过测量不同仿体,应用相应的迭代图像重建算法,获得了可靠的重建结果.研究表明,该系统工作可靠,是进行乳腺肿瘤早期诊断研究的理想模式之一.

关键词：荧光―光学层析成像图像重建时间相关单光子计数乳腺肿瘤诊断

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基于正交解调的脉搏波电阻抗谱测量方法

纳米技术与精密工程 2008年第2期6卷 137-141页

作者：李刚卢宗武林凌石艳丽刘胜洋天津大学天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

脉搏波电阻抗谱能够有效减小人体电阻抗测量中个体差异的影响,在血液成分无创检测方面具有重要应用价值.但由于缺乏成熟的测量方法和仪器,脉搏波电阻抗谱及其相关医学应用研究受到很大限制.为此分析了人体组织电阻抗测量的特点,提出了... 详细信息

脉搏波电阻抗谱能够有效减小人体电阻抗测量中个体差异的影响,在血液成分无创检测方面具有重要应用价值.但由于缺乏成熟的测量方法和仪器,脉搏波电阻抗谱及其相关医学应用研究受到很大限制.为此分析了人体组织电阻抗测量的特点,提出了基于正交解调的脉搏波电阻抗谱测量方法,并构建了人体电阻抗谱及脉搏波阻抗谱实验测量系统.在2 kHz^1.2 MHz的频率范围内对12个实验对象的上臂进行测量,得到了相应测量部位的基础电阻抗谱和脉搏波电阻抗谱.实验结果表明,该方法能够实现人体阻抗谱和脉搏波阻抗谱的高精度测量,为脉搏波电阻抗谱的深入研究创造了条件.

关键词：脉搏波阻抗谱正交解调无创检测

一种基于稳态光子计数模式的面向乳腺扩散荧光-光学联合层析成像方法

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红外与毫米波学报 2014年第3期33卷 318-326页

作者：易茜武林会王欣陈玮婷张丽敏赵会娟高峰天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津市生物医学检测技术和仪器重点实验室天津300072

为增强乳腺扩散光学层析(Diffuse Optical Tomography,DOT)方法的实用性,提出了一套稳态扩散荧光-光学联合断层成像系统与算法.系统采用基于光开关切换的串-并混合门控光子计数检测模式,可有效实现测量时间、灵敏度和系统性价比之间的平... 详细信息

为增强乳腺扩散光学层析(Diffuse Optical Tomography,DOT)方法的实用性,提出了一套稳态扩散荧光-光学联合断层成像系统与算法.系统采用基于光开关切换的串-并混合门控光子计数检测模式,可有效实现测量时间、灵敏度和系统性价比之间的平衡;算法以图形处理器加速的蒙特卡洛光子输运模型为基础,采用了荧光DOT"导航"的血氧DOT图像重建策略,通过利用高对比度荧光DOT的先验位置信息,可有效改善血氧DOT图像重建的不适定性.仿体实验结果表明,与单独DOT方法相比,此联合方法可明显提高图像重建的定位准确度和定量性.

关键词：生物医学工程扩散光学层析稳态测量乳腺癌诊断蒙特卡洛模拟

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光电脉搏波信号处理中呼吸干扰的抑制

纳米技术与精密工程 2008年第1期6卷 54-58页

作者：李刚刘玉良林凌王焱刘胜洋天津大学天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

动态光谱的检测精度与光电脉搏波的幅值检测精度直接相关.为了获取较高的幅值检测精度,抑制光电脉搏波中的呼吸干扰,采用基于相干平均的脉搏波特征参数重构滤波和小波变换相结合的方法对光电脉搏波原始测量信号进行处理.首先用相干平均... 详细信息

动态光谱的检测精度与光电脉搏波的幅值检测精度直接相关.为了获取较高的幅值检测精度,抑制光电脉搏波中的呼吸干扰,采用基于相干平均的脉搏波特征参数重构滤波和小波变换相结合的方法对光电脉搏波原始测量信号进行处理.首先用相干平均法获取脉搏波特征参数并重构光电脉搏波信号;然后对原始信号减去光电脉搏波后的剩余部分进行小波频率分析,并提取呼吸干扰.处理结果表明,本文的方法可以提取到高精度的光电脉搏波幅值信息,抑制大部分的呼吸干扰,从而改善动态光谱的检测精度.

关键词：动态光谱光电容积脉搏波相干平均呼吸干扰

新型冠状病毒SARS-CoV-2检测技术研究进展

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临床医学进展 2024年第7期14卷 1041-1049页

作者：王熙函赵藤魏小丽周彩红赵梓芊卫春会邓冉冉殷利眷天津科技大学生物工程学院食品营养与安全教育部重点实验室工业发酵微生物教育部重点实验室天津酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾邯郸市第一医院妇产科河北邯郸

由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)导致的新型冠状病毒感染仍是全世界面临的重要公共卫生事件,且随着病毒基因组不断发生变异,新型变异株出现,病毒传染性和传播能力急剧增强,对人类健康造成严重威胁。快速、高灵敏、高特异、即时检测新型冠状... 详细信息

由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)导致的新型冠状病毒感染仍是全世界面临的重要公共卫生事件,且随着病毒基因组不断发生变异,新型变异株出现,病毒传染性和传播能力急剧增强,对人类健康造成严重威胁。快速、高灵敏、高特异、即时检测新型冠状病毒对疫情防控和疾病快速诊治具有十分重要意义。本文基于国内外相关研究文献,对目前新型冠状病毒检测方法进行总结和梳理,包括实时定量RT-PCR、等温核酸扩增技术、CRISPR-Cas核酸检测技术以及高通量测序等核酸检测方法以及酶联免疫吸附法、侧流免疫层析等免疫学方法。进一步,对不同的新型冠状病毒检测方法进行分析和讨论,以期为新型冠状病毒检测和疫情防控提供方法参考。

关键词：新型冠状病毒 COVID-19 检测 CRISPR/Cas

天津地区环境监测点PM_(2.5)量化分析模型

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环境工程学报 2015年第10期9卷 5017-5023页

作者：朱险峰陈可意余辉唐邈曲昌盛天津大学生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072 天津市环境监测中心天津300191

为了研究天津地区PM2.5与5种日常监测的污染物——PM10、SO2、CO、O3和NO2的定量关系,通过天津环保物联网获取了11个环境监测点2013年8月—2014年5月的日监测数据,分别尝试了多元一次回归模型、二次回归模型和基于主成分分析回归模型进... 详细信息

为了研究天津地区PM2.5与5种日常监测的污染物——PM10、SO2、CO、O3和NO2的定量关系,通过天津环保物联网获取了11个环境监测点2013年8月—2014年5月的日监测数据,分别尝试了多元一次回归模型、二次回归模型和基于主成分分析回归模型进行建模与量化分析。相关性上,天津地区各站点PM2.5与5种污染物显著相关,其中与PM10、SO2和NO2相关系数分别达到0.89±0.03、0.63±0.09和0.69±0.06。模型评价结果表明,利用5种污染物监测指标预估PM2.5浓度基本可行,基于主成分分析模型效果最好,拟合度能够达到0.85以上,平均误差在20%左右。

关键词：环境监测 PM2.5 多元回归模型主成分分析模型线性相关性

1,4-苯二硫醇的表面增强拉曼光谱和激发态的密度泛函理论研究

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 421-425页

作者：邵洋帆李重阳冯远明林旺天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)在B3LYP/6-311+g(d)(C,H,S)和Lanl2dz(Ag、Au)基组下对1,4-苯二硫醇分子及其复合物进行了结构优化和频率计算,得到了分子及其复合物稳定的化学构型和拉曼光谱。优化后的1,4-苯二硫醇分... 详细信息

利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)在B3LYP/6-311+g(d)(C,H,S)和Lanl2dz(Ag、Au)基组下对1,4-苯二硫醇分子及其复合物进行了结构优化和频率计算,得到了分子及其复合物稳定的化学构型和拉曼光谱。优化后的1,4-苯二硫醇分子的S—H键和苯环所在平面夹角为20.2°,分子非平面结构。模拟了金银团簇在苯硫醇分子表面的吸附行为,得到了金团簇和银团簇在分子表面的吸附方式,即,金团簇以接近平行的方向吸附于苯硫酚分子的表面而银团簇则以几乎垂直的方向吸附于分子表面。此外,还分析了静态极化率数值变化和自然键轨道(natural bond orbital,NBO)布局分析得到的电荷分布对拉曼光谱的强度变化的影响。复合物1,4-BDT-Au2,1,4-BDT-Ag2和三明治结构的Ag2-1,4-BDT-Au2拉曼光谱谱峰强度与静态极化率数值变化有很好的吻合。采用含时密度泛函理论(time dependent density functional theory,TDDFT)对Ag2-1,4-BDT-Au2复合物进行了激发态的分析计算,通过模拟吸收光谱和计算轨道跃迁单激发态,分析计算了三明治结构的电荷转移激发态,利用可视化的电荷转移,研究了表面增强拉曼(surface enhanced Raman scattering,SERS)化学增强机理。

关键词：密度泛函理论 1,4-苯二硫醇表面增强拉曼光谱激发态

基于多角度光声介观成像方法的小动物肿瘤特异性成像

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中国激光 2020年第2期47卷 354-360页

作者：路彤高峰宋少泽陈婷婷苗士超李娇天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

搭建了一套多角度扫描的高灵敏度光声介观(OPAM)实验系统,可同时实现高灵敏度测量和多角度信息获取,并利用该系统对小动物肿瘤的结构信息与功能信息进行了初探。通过仿体实验验证了所搭建系统的空间分辨能力,满足OPAM成像需求;通过对两... 详细信息

搭建了一套多角度扫描的高灵敏度光声介观(OPAM)实验系统,可同时实现高灵敏度测量和多角度信息获取,并利用该系统对小动物肿瘤的结构信息与功能信息进行了初探。通过仿体实验验证了所搭建系统的空间分辨能力,满足OPAM成像需求;通过对两种小动物肿瘤模型进行OPAM实验,可获得肿瘤的结构图像以及两种肿瘤较为明显的类型特征;之后利用该系统在双波长测量条件下获得了肿瘤的血氧饱和度值。实验表明,该OPAM系统可以为肿瘤学研究提供一定的参考与指导,在生物医学研究领域具有较好的应用前景。

关键词：医用光学光声介观双波长聚焦超声探测器多角度扫描肿瘤实验

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无限介质中近场辐射率的P5近似

光子学报 2016年第2期45卷 98-105页

作者：刘玲玲李晨曦万文博蒋景英贾梦宇张丽敏高峰赵会娟天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

针对辐射率的漫射近似、P3近似等正向模型在描述小源探距离及低约化反照率介质下光子传输时存在的局限性,推导了用于小源探距离低反照率无限媒质中各向同性稳态点光源下辐射传输方程在P5近似下的解析解,并将P3近似、P5近似计算的辐射率... 详细信息

针对辐射率的漫射近似、P3近似等正向模型在描述小源探距离及低约化反照率介质下光子传输时存在的局限性,推导了用于小源探距离低反照率无限媒质中各向同性稳态点光源下辐射传输方程在P5近似下的解析解,并将P3近似、P5近似计算的辐射率分别和蒙特卡洛模拟结果进行对比.结果表明:在高约化反照率(0.97)条件下,P5近似和蒙特卡洛模拟结果的最大相对误差为13.17%,而P3为41.57%.在低约化反照率(0.69)条件下,最大相对误差分别为27.78%,286.70%.在其他光学参数下,P5近似与蒙特卡洛模拟的最大相对误差均小于P3.在P5适用的范围内舍弃最大特征根相关项,可以简化解析表达式,提高计算速度,且对P5的计算结果影响甚微.稳态辐射率测量系统仿体验证表明,在高、低约化反照率介质中的小源探距离下,由P5近似计算得到的辐射率和实验测量结果相符.

关键词：组织光学辐射率辐射传输方程勒让德多项式 P5近似蒙特卡洛模拟正向模型