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动态光谱检测中的相移波形误差分析

光谱学与光谱分析 2007年第8期27卷 1506-1509页

作者：王焱李刚林凌刘玉良天津大学精密仪器及光电子工程学院

动态光谱提取自光电容积脉搏波,是与动脉血液信息高度相关的近红外光谱,可应用于动脉血液成分的无创检测,具有很好的临床应用价值。文章依据动态光谱检测理论,对检测过程中的相移波形误差进行了分析。人体正常生理活动可导致光电容积脉... 详细信息

动态光谱提取自光电容积脉搏波,是与动脉血液信息高度相关的近红外光谱,可应用于动脉血液成分的无创检测,具有很好的临床应用价值。文章依据动态光谱检测理论,对检测过程中的相移波形误差进行了分析。人体正常生理活动可导致光电容积脉搏波的周期、幅值和基线的不稳定。同时在动态光谱时域检测过程中,不同波长下检测到的脉搏波间存在一定的相位延迟。以上两个因素将导致不同波长对应的脉搏波之间存在一定的波形差异,从而使其频谱发生改变,在动态光谱中引入相移波形误差。文章对该相移波形误差进行了量化分析。结果表明,该误差与截取脉搏周期的矩形窗位置相关。通过精选矩形窗位置,可以将相移波形误差降低一个数量级。

关键词：动态光谱光电容积脉搏波 FFT 误差分析

复合肢体想象动作脑-机接口中黎曼核支持向量机递归特征筛选方法

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机械工程学报 2019年第11期55卷 131-137页

作者：陶学文奕伟波陈龙何峰綦宏志天津大学精密仪器与光电子工程学院

相对于传统的想象动作脑-机接口,复合肢体想象动作脑-机接口有效提升了指令复杂度,具有更好的中风后康复治疗潜力,但当前较低的识别精度限制了其临床应用。为提升复合肢体动作想象相关脑电信号特征的特异性并降低不同通道间的信息混淆,... 详细信息

相对于传统的想象动作脑-机接口,复合肢体想象动作脑-机接口有效提升了指令复杂度,具有更好的中风后康复治疗潜力,但当前较低的识别精度限制了其临床应用。为提升复合肢体动作想象相关脑电信号特征的特异性并降低不同通道间的信息混淆,提出了一种基于脑电流形特征信息刻划的黎曼核支持向量机递归特征筛选方法(Riemann kernel support vector machine recursive feature elimination,RKSVM-RFE)。采集了10位被试在进行想象7种不同肢体部位动作时的脑电信号数据,利用RKSVM-RFE方法进行特征优化和建模,对脑电数据对应的运动意图进行识别。结果显示,基于所提方法的平均识别正确率达到了77%,相比于经典的CSP方法提高了近7%,并且能够消减近50%的脑电信息采集通道,可有效降低系统复杂性。研究结果为基于想象动作脑-机接口的康复技术发展提供了新的思路,值得进一步发展。

关键词：运动想象脑-机接口流形特征筛选支持向量机

动态光谱检测中血液散射对等效光程长变化的影响

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光谱学与光谱分析 2007年第1期27卷 91-94页

作者：王焱李刚林凌刘玉良李小霞天津大学精密仪器及光电子工程学院

动态光谱无创动脉血液成分检测方法,从原理上可以去除皮肤等因素带来的个体差异的影响。在使用该方法时,需要考虑血液散射的影响。采用蒙特卡罗模拟仿真方法,对人体指端脉动动脉血液的散射引起的等效光程长变化程度进行了研究,从误差分... 详细信息

动态光谱无创动脉血液成分检测方法,从原理上可以去除皮肤等因素带来的个体差异的影响。在使用该方法时,需要考虑血液散射的影响。采用蒙特卡罗模拟仿真方法,对人体指端脉动动脉血液的散射引起的等效光程长变化程度进行了研究,从误差分析的角度对通过动态光谱法测量血液成分浓度的下限进行了评估。

关键词：动态光谱蒙特卡罗散射等效光程长无创检测血液成分

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采用特殊镀膜分束器的OCT系统性能分析

光学精密工程 2006年第6期14卷 1082-1087页

作者：郑羽李刚张泰石刘晶晶林凌天津大学精密仪器与光电子工程学院

基于共焦模式的OCT蒙特卡罗仿真模型，研究了在OCT系统中高散射生物组织背向散射光的反射率。仿真结果：表明对OCT成像有贡献的背向散射光强是样品臂入射光强的10^-8～10^-10，这样微弱的有用信号限制OCT系统的成像速度、探测灵敏度、... 详细信息

基于共焦模式的OCT蒙特卡罗仿真模型，研究了在OCT系统中高散射生物组织背向散射光的反射率。仿真结果：表明对OCT成像有贡献的背向散射光强是样品臂入射光强的10^-8～10^-10，这样微弱的有用信号限制OCT系统的成像速度、探测灵敏度、信噪比和图像对比度等系统的性能。为此设计了一种带有特殊镀膜分束器的OCT系统。采用这种结构的分柬器，第一，在保证入射光对生物组织无热损伤的情况下，可以尽量提高光源的输出功率，改进之后的干涉仪可以使参考光衰减4个量级，因此不会使光电探测器的输出轻易达到饱和状态。第二．大幅度减小了参考光与信号光之间的能量差距，图像干涉对比度大约提高2个数量级，即使在高速成像的情况下，仍然能够使OCT系统具备较高的成像质量。第三，这种特殊结构的干涉仪可以使样品臂的入射光最强，并将背向散射信号光因分束器反射的损失减少到最低程度，从而使系统的信噪比提高了6dB，并通过对样品的测试可以测得系统的探测灵敏度可以提高到43dB。

关键词：特殊镀膜分束器信噪比信号灵敏度图像对比虚

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冠状动脉树结构的三维重建

中国生物医学工程学报 2004年第2期23卷 109-115页

作者：黄家祥郁道银陈晓东徐智孙正天津大学精密仪器与光电子工程学院

由于双平面X射线造影系统只能提供两幅有限的投影数据 ,冠状动脉树的三维重建在匹配、优化几何变换矩阵等方面存在困难。研究了冠状动脉树结构的特征点自动识别方法 ,提出几何变换矩阵的优化方法和一种新型、简便的分段匹配方法。通过... 详细信息

由于双平面X射线造影系统只能提供两幅有限的投影数据 ,冠状动脉树的三维重建在匹配、优化几何变换矩阵等方面存在困难。研究了冠状动脉树结构的特征点自动识别方法 ,提出几何变换矩阵的优化方法和一种新型、简便的分段匹配方法。通过对两幅X射线造影图像进行细化、分割和匹配等处理 ,实现了冠状动脉树结构的三维重建。

关键词：三维重建冠状动脉树结构双平面血管造影

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含噪声及分割间断区的光学条纹图位相解码

中国激光 1997年第4期24卷 352-358页

作者：彭翔朱绍明叶声华天津大学精密仪器与光电子工程学院

提出了一种混合模板匹配的光学条纹图位相解码技术，计算机模拟和实验结果分析证明：该技术不仅可以从含高频随机噪声（如散斑噪声）的条纹图中有效地复原位相分布，而且可以处理条纹图包含分割间断区域（如孔洞、裂纹。

关键词：光学干涉位相复原光学条纹图位相解码

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呼出气传感器进展、挑战和未来

仪器仪表学报 2019年第8期40卷 65-81页

作者：曾天禹徐航黄显天津大学精密仪器与光电子工程学院

人体呼出气中的挥发性有机化合物可反映人体的健康状况,用于多种疾病的评估。通过质谱分析已得到多种与疾病相关的呼出气生物标志物,如丙酮、一氧化氮、氨气和乙醇等,然而多数呼出气化合物的来源仍然未知。近年来基于传感器的呼出气分... 详细信息

人体呼出气中的挥发性有机化合物可反映人体的健康状况,用于多种疾病的评估。通过质谱分析已得到多种与疾病相关的呼出气生物标志物,如丙酮、一氧化氮、氨气和乙醇等,然而多数呼出气化合物的来源仍然未知。近年来基于传感器的呼出气分析取得了长足的发展,有望实现低成本筛选,用于大人群的早期诊断病理。目前广泛使用的传感器包括金属氧化物传感器、碳纳米管传感器、比色法传感器等。此外,通过传感器阵列组成的电子鼻系统可模拟生物嗅觉的作用机制,已实现了医疗领域的应用。整理、回顾并讨论了此类传感器的工作机制和近期在呼吸分析中的重要应用。

关键词：呼吸传感器气体传感器金属氧化物传感器碳纳米管传感器电子鼻

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长波红外激光目标仿真中拖尾现象的消除方法

红外与激光工程 2019年第7期48卷 40-45页

作者：黄战华陈勃昊刘堃蔡怀宇张尹馨天津大学精密仪器与光电子工程学院

目标仿真是一种能够降低武器测试时间与成本的技术。使用长波红外激光器投射光斑到屏幕上进行目标仿真时,往往会在屏幕上产生拖尾现象,使点状目标难以在屏幕上保持原有形状,严重干扰对目标的精确识别,降低测试精度。通过理论分析了激光... 详细信息

目标仿真是一种能够降低武器测试时间与成本的技术。使用长波红外激光器投射光斑到屏幕上进行目标仿真时,往往会在屏幕上产生拖尾现象,使点状目标难以在屏幕上保持原有形状,严重干扰对目标的精确识别,降低测试精度。通过理论分析了激光功率、激光斑移动速度以及屏幕材料等因素对拖尾的影响,并通过系列的对比实验进行验证。首先,在相同的激光斑移动速度下,激光功率越高,拖尾现象越明显;其次,在激光功率相同的条件下,激光斑移动速度越慢,拖尾现象越明显;最后,不同的材料对10.6μm激光的吸收能力有很大的差别,散热性能越差,拖尾现象越明显。结果证明:采用根据激光斑移动速度实时调节激光功率以及使用适当热物理性质的屏幕材料的方法,可以有效消除和减轻拖尾现象。

关键词：拖尾现象长波红外激光激光辐照红外目标仿真

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医学超声图象的处理与拼接

中国生物医学工程学报 1997年第3期16卷 253-257,266页

作者：于为郁道银邹群峰郑玉锋杜吉天津大学精密仪器与光电子工程学院

医学超声图象在临床上得到了广泛的应用，但由于超声图象存在着动态范围小，对比度差，而且噪声大和观察范围有限等缺点，影响了超声图象的临床诊断效果。本文提出了Ｂ超图象的自动匹配与拼接方法，实现了表现更大观察范围的Ｂ超图象，... 详细信息

医学超声图象在临床上得到了广泛的应用，但由于超声图象存在着动态范围小，对比度差，而且噪声大和观察范围有限等缺点，影响了超声图象的临床诊断效果。本文提出了Ｂ超图象的自动匹配与拼接方法，实现了表现更大观察范围的Ｂ超图象，从而弥补了手工拼接中的精度低，误差大的缺陷。为提高图象的匹配与拼接精度，文中还讨论了图象的噪声抑制与灰度增强处理方法，提高了Ｂ超图象的再现质量。

关键词：图象匹配图象拼接超声波诊断