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微流控液滴技术及其在生物医学分析中的应用进展 被引量:4
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作者 贾朋飞 蒋克明 +4 位作者 刘聪 周武平 张涛 张志强 黎海文 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1097-1103,共7页
微流控芯片微滴技术作为一种基于微流控芯片的操控微小体积液体的新技术,以分散的微滴单元作为微反应器,它大大强化了微流控芯片的高灵敏度、低消耗、高通量和自动化等优点,受到日益广泛的重视,并在物理学、化学和生物学等领域中显示出... 微流控芯片微滴技术作为一种基于微流控芯片的操控微小体积液体的新技术,以分散的微滴单元作为微反应器,它大大强化了微流控芯片的高灵敏度、低消耗、高通量和自动化等优点,受到日益广泛的重视,并在物理学、化学和生物学等领域中显示出巨大的应用潜力。文章叙述了微流控微滴领域的最新进展,对新的微滴生成技术及操控技术进行介绍,最后阐述了微滴技术在生物医学分析中的最新研究进展。 展开更多
关键词 微流控系统 微滴生成 微滴操控 生物医学分析
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荧光碳量子点的制备与生物医学应用研究进展 被引量:19
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作者 郭振振 唐玉国 +2 位作者 孟凡渝 李力 杨大威 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期431-443,共13页
碳量子点是一类具有优异的荧光性能和高生物相容性的纳米材料,在很多领域有广泛的应用,是目前研究的热点材料。本文介绍了碳量子点不同的合成方法,以及碳量子点的荧光、化学发光、电化学发光、类过氧化物酶的活性及毒性等性能的最新研... 碳量子点是一类具有优异的荧光性能和高生物相容性的纳米材料,在很多领域有广泛的应用,是目前研究的热点材料。本文介绍了碳量子点不同的合成方法,以及碳量子点的荧光、化学发光、电化学发光、类过氧化物酶的活性及毒性等性能的最新研究进展。此外,还对碳量子点在生物传感、生物成像及药物传递等生物医学应用进行了概述。 展开更多
关键词 碳量子点 荧光 生物传感 生物成像 药物传递
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欧盟大型研究基础设施路线图的经验及对中国大科学监测评估的启示 被引量:4
3
作者 周小林 李力 +1 位作者 杨云 翟翠霞 《中国科技论坛》 CSSCI 北大核心 2020年第1期181-188,共8页
欧盟于2018年8月发布了《欧盟大型研究基础设施路线图2018》,更新了对新提案的遴选机制和对项目设施和地标设施的评估和监测方法。本文基于对欧盟2006年至2018年5个版本路线图内容及特点的梳理,研究其演化历程和重点关注领域的变迁情况... 欧盟于2018年8月发布了《欧盟大型研究基础设施路线图2018》,更新了对新提案的遴选机制和对项目设施和地标设施的评估和监测方法。本文基于对欧盟2006年至2018年5个版本路线图内容及特点的梳理,研究其演化历程和重点关注领域的变迁情况,并着重分析欧盟大型研究设施路线图的监测和评估机制,最终对中国制定大科学计划(工程)规划或路线图及其监测评估提出思考和建议。 展开更多
关键词 大科学 研究基础设施 路线图 监测和评估
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巯基-金自组装单层膜在生物分析检测领域的技术应用及缺陷与改进方法 被引量:2
4
作者 尹焕才 陆一泓 陈名利 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第23期127-133,共7页
随着生物分析检测技术的快速发展,对痕量物质的快速、超灵敏、高通量检测需求不断增多。其中,以巯基-金为基础构建的自组装单层膜分析技术作为超灵敏检测分析系统的重要组成部分,以其形成自组装膜方便、分析响应迅速、易于和其他分析方... 随着生物分析检测技术的快速发展,对痕量物质的快速、超灵敏、高通量检测需求不断增多。其中,以巯基-金为基础构建的自组装单层膜分析技术作为超灵敏检测分析系统的重要组成部分,以其形成自组装膜方便、分析响应迅速、易于和其他分析方法联合使用等优点,已得到了广泛的应用。首先对巯基-金自组装单层膜原理进行简单介绍,并对其在生物分析测试中的应用进行分类总结,同时对应用中存在的一些缺陷和改进方案进行了探讨。希望通过从原理、应用、缺陷到改进方法的总结,对未来巯基-金自组装单层膜的设计和研究具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 巯基-金 自组装单层膜 缺陷 巯基化合物
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编码发射技术在医学高频超声成像中的研究进展 被引量:5
5
作者 王宁浩 徐杰 +2 位作者 韩志乐 崔崤峣 简小华 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第5期517-524,共8页
高频超声成像以其高分辨和实时性好等优势成为近年来医学超声成像领域研究的热点。但由于超声的衰减随频率增加呈指数级升高,导致高频超声信号幅值小,图像信噪比低。为了增强高频超声成像的信噪比,近年来编码发射(又称编码激励)技术得... 高频超声成像以其高分辨和实时性好等优势成为近年来医学超声成像领域研究的热点。但由于超声的衰减随频率增加呈指数级升高,导致高频超声信号幅值小,图像信噪比低。为了增强高频超声成像的信噪比,近年来编码发射(又称编码激励)技术得到了越来越多的研究和应用。文章对近几年国内外编码发射技术在医学高频超声成像方面的应用和研究进展进行了综述,重点分析了Chirp码、巴克(Barker)码和格雷(Golay)码3种主要编码发射技术在高频超声成像方面应用的优缺点,并综合对比了各种编码发射技术在高频成像方面的应用前景。 展开更多
关键词 高频超声成像 编码发射 Chirp码 巴克(Barker)码 格雷(Golay)码
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拉曼光谱技术在病原微生物检测中的应用 被引量:5
6
作者 刘风翔 何帅 +2 位作者 张礼豪 黄霞 宋一之 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3653-3658,共6页
病原微生物是指可侵犯人体,引起感染的微生物,临床上由病原微生物感染引发的疾病极为常见。传统的临床病原菌诊断主要依赖于细菌培养,但此方法耗时长,往往需要2~5 d才能得到检测结果,并且存在部分细菌培养困难甚至无法培养的问题。在无... 病原微生物是指可侵犯人体,引起感染的微生物,临床上由病原微生物感染引发的疾病极为常见。传统的临床病原菌诊断主要依赖于细菌培养,但此方法耗时长,往往需要2~5 d才能得到检测结果,并且存在部分细菌培养困难甚至无法培养的问题。在无法鉴别菌种以及药物敏感性的情况下医生凭借经验使用广谱抗生素,加速了细菌耐药性的产生。因此,病原微生物的高灵敏快速检测方法研究成为重要研究方向。拉曼光谱技术是一种对待测样品进行原位、非侵入性检测的技术,可在单细胞水平上提供微生物细胞中不同生物分子的指纹图谱信息,通过这些信息可以确定微生物的种类、生理特征和突变表型等,实现对微生物样品的快速检测。随着激光光谱学的快速发展以及临床需求的不断增加,促使了以拉曼光谱检测技术为核心的亚技术诞生(如:表面增强拉曼光谱技术、傅里叶变换拉曼光谱技术、激光共振拉曼光谱技术、共聚焦显微拉曼光谱技术、相干反斯托克斯拉曼光谱以及受激拉曼光谱等相关技术),同时改善了以往拉曼光谱技术信号强度弱的不足,以实现对微生物高精度的快速检测分析。凭借着其具有对样本的状态没有限制以及能够检测物质成分微小变化的优势,近年来对拉曼光谱在病原微生物领域的研究日渐增多。对微生物检测的研究现状进行了调查和分析,围绕着拉曼光谱技术原理对其在微生物检测中的应用进行了具体阐述,其中主要对该技术在病原微生物鉴定以及药敏检测中的研究进展展开讨论,并就其与传统检测技术之间的差别和优势进行分析,展示了拉曼光谱技术作为病原微生物的快速检测新方法的前景。 展开更多
关键词 拉曼光谱技术 病原微生物 快速检测 病原菌鉴定 药敏分析
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血管化类器官的构建方法及生物材料 被引量:1
7
作者 李石开 曾东鳌 +2 位作者 杜方舟 张京钟 余爽 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第4期851-866,共16页
类器官血管化是完善类器官结构、功能及支持其体外长期存活的关键问题。近年来,随着类器官培养及生物工程技术的发展,类器官血管化有了长足的进步。本文综述了血管化类器官领域的最新进展,总结了目前用于血管化的构建策略与方法,包括干... 类器官血管化是完善类器官结构、功能及支持其体外长期存活的关键问题。近年来,随着类器官培养及生物工程技术的发展,类器官血管化有了长足的进步。本文综述了血管化类器官领域的最新进展,总结了目前用于血管化的构建策略与方法,包括干细胞共分化、多细胞共培养、微血管片段,移植后体内再血管化等生物技术,以及微制造、静电纺丝、三维生物打印、微流控技术等工程技术手段在血管化类器官方面的应用。血管化类器官的构建通常会辅以生物材料来负载血管化相关因子或提供不同类型细胞生长的微环境,本文对构建血管化类器官中应用的天然及合成生物材料也做了相应讨论。虽然类器官血管化目前还存在一定的局限性,但随着对血管化关键机制的解析及生物工程技术的进步,多种构建方法及生物材料的联合应用,将极大促进结构及功能完善的血管化类器官构建,并实质性地推动类器官技术在基础及临床医学领域的应用。 展开更多
关键词 干细胞 类器官 血管化 生物工程学方法 生物材料
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用于荧光显微技术的多波长激光耦合系统
8
作者 周旻超 王振亚 +3 位作者 方懿 罗刚银 张哲 孙晓洁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期324-332,共9页
为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速... 为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。 展开更多
关键词 荧光显微技术 单模激光耦合 多波长激光 光纤耦合
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融合变分图自编码器与局部-全局图网络的认知负荷脑电识别模型
9
作者 周天彤 郑妍琪 +2 位作者 魏韬 戴亚康 邹凌 《计算机应用》 北大核心 2025年第6期1849-1857,共9页
针对认知负荷识别模型存在过于依赖手动特征提取、忽视脑电图(EEG)信号的空间信息和无法有效学习图结构数据的问题,提出一种融合变分图自编码器(VGAE)与局部-全局图网络(VLGGNet)的认知负荷EEG识别模型。该模型由时间学习模块和图形学... 针对认知负荷识别模型存在过于依赖手动特征提取、忽视脑电图(EEG)信号的空间信息和无法有效学习图结构数据的问题,提出一种融合变分图自编码器(VGAE)与局部-全局图网络(VLGGNet)的认知负荷EEG识别模型。该模型由时间学习模块和图形学习模块这2个部分组成。首先,使用时间学习模块通过多尺度时间卷积捕捉EEG信号的动态频率表示,并通过空间与通道重建卷积(SCConv)和1×1卷积核级联模块融合多尺度卷积提取的特征;其次,使用图形学习模块将EEG数据定义为局部-全局图,其中,局部图特征提取层将节点属性聚合到一个低维向量,全局图特征提取层通过VGAE重构图结构;最后,对全局图和节点特征向量执行轻量化图卷积操作,由全连接层输出预测结果。通过嵌套交叉验证,实验结果表明,在心算任务(MAT)数据集上,相较于次优的局部-全局图网络(LGGNet),VLGGNet的平均准确率(mAcc)和平均F1分数(mF1)分别提升了4.07和3.86个百分点;在同时任务EEG工作量(STEW)数据集上,相较于表现最好的多尺度时空卷积神经网络(TSception),VLGGNet的mAcc与TSception相同,mF1仅降低了0.01个百分点。可见VLGGNet提高了认知负荷分类的性能,也验证了前额叶和额叶区域与认知负荷状态密切相关。 展开更多
关键词 认知负荷 脑电信号 多尺度时间卷积 变分图自编码器 局部-全局图网络
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一种上肢康复机器人及其康复评估应用研究 被引量:1
10
作者 张明亮 欧阳睿智 +1 位作者 郭立泉 熊大曦 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期338-342,349,共6页
针对由脑卒中等疾病引起的上肢运动障碍患者,设计了一种桌面式上肢康复机器人,实现辅助患者进行主被动康复训练。采用PID控制器、模糊PID控制器对电机输出推力、转角和转速进行控制,并开展了控制系统验证实验。同时,搭建了一个基于神经... 针对由脑卒中等疾病引起的上肢运动障碍患者,设计了一种桌面式上肢康复机器人,实现辅助患者进行主被动康复训练。采用PID控制器、模糊PID控制器对电机输出推力、转角和转速进行控制,并开展了控制系统验证实验。同时,搭建了一个基于神经网络的上肢运动功能评估模型,对患者的运动功能进行量化评分。邀请医师对患者上肢的运动功能进行评分,并将医师评分与模型评分进行对比。实验结果表明,电机输出推力、转角和转速控制系统从激励到稳定的时间分别为0.61,0.67和0.32s,超调量均为0。所提出的评估模型评分与医师评分的误差绝对值均值为2.47。评估模型准确率为82.86%,模型评分与医师评分相关系数为0.989。所提出的上肢康复机器人及上肢运动功能评估模型具有较大的临床应用价值。 展开更多
关键词 脑卒中 运动障碍 机器人 康复训练 运动评估 神经网络
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结合Udwadia-Kalaba控制理论的下肢外骨骼步态轨迹跟踪控制
11
作者 肖志毅 沙连森 +3 位作者 邹学坤 黄锟 李永斌 刘斌 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期148-158,共11页
针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参... 针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参数确定外骨骼机器人系统理想运动轨迹约束下的名义部分控制力矩;为消除机器人系统不确定部分的影响,引入鲁棒控制器,通过划分不确定性边界确定其应输出的额外控制力矩。仿真结果表明:相较于传统PID算法,基于U-K控制理论的鲁棒控制的外骨骼机器人髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪控制精度分别提高了76.4%和96.8%。基于设计的下肢外骨骼机器人样机进行轨迹跟踪对比实验,实验结果表明:基于该方法的下肢外骨骼髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪精度为0.467 0°和0.114 1°,相比作为对照的PID算法,分别提高了82.6%和86.8%,同时系统整体控制周期缩短了56.6%,该控制方法具有更高的同步性、控制精度与稳定性。 展开更多
关键词 下肢外骨骼机器人 Udwadia-Kalaba控制理论 鲁棒控制 轨迹跟踪控制
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流式细胞仪数据采集系统验证测试平台设计与实现
12
作者 朱恒 王策 +3 位作者 陈建生 何帅 裴智果 马玉婷 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第8期34-38,共5页
针对现有流式细胞仪数据采集系统性能测试手段匮乏、易受干扰等问题,研制了一种基于单片机的验证测试平台。该平台基于流式细胞仪检测信号特征,通过建立查找表并采用内存直访数模转换方法生成高斯包络的模拟细胞信号。利用单片机生成随... 针对现有流式细胞仪数据采集系统性能测试手段匮乏、易受干扰等问题,研制了一种基于单片机的验证测试平台。该平台基于流式细胞仪检测信号特征,通过建立查找表并采用内存直访数模转换方法生成高斯包络的模拟细胞信号。利用单片机生成随机数以控制信号的随机产生,模拟了流式细胞仪检测事件发生的泊松过程。生成的信号再经匹配电路形成适用于现有流式细胞仪数据采集系统的目标信号。实验结果表明,该验证测试平台可以模拟白细胞通过检测光斑时产生的高斯包络信号及检测事件间的泊松过程,并由数据采集系统提供的增益信号动态调整平台输出信号的幅值。该验证测试平台实现了流式细胞仪事件信号的精确模拟,显著提高了数据采集系统性能验证的准确性,同时有效避免了液流、光学等干扰因素对数据采集系统性能评估的影响。 展开更多
关键词 流式细胞仪数据采集系统 高斯脉冲 泊松过程 单片机
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液晶自适应光学视网膜校正成像技术研究 被引量:11
13
作者 郑贤良 刘瑞雪 +2 位作者 夏明亮 曹召良 宣丽 《中国光学》 EI CAS 2014年第1期98-104,共7页
为了实现对人眼视网膜的高分辨率成像,解决偏振能量损失、成像视场小和普适性差等问题,对液晶自适应光学技术及其在人眼视网膜成像中的应用进行了研究。通过开环光路的设计方案,避免了闭环液晶自适应系统的偏振光能量损失;在光路中... 为了实现对人眼视网膜的高分辨率成像,解决偏振能量损失、成像视场小和普适性差等问题,对液晶自适应光学技术及其在人眼视网膜成像中的应用进行了研究。通过开环光路的设计方案,避免了闭环液晶自适应系统的偏振光能量损失;在光路中加入可变视场光阑,利用小视场照明进行波前探测、大视场照明进行像差校正和成像的方法扩大了成像视场;使用脉冲光照明的方案减小曝光量;通过偏振光照明提高能量利用率、等效无穷远视标配合补偿镜以及改进后的视标提高盯视稳定性等一系列方法,提高系统普适性。校正后成像的清晰度和对比度获得了明显提高;高分辨率眼底成像视场直径从200μm扩大到500μm;曝光量减小到原来的1/2~1/3;对前期难以获得清晰成像的样本,取得了效果良好的视网膜视觉细胞自适应图像。 展开更多
关键词 自适应光学 液晶波前校正器 视网膜成像 开环 大视场
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大鼠超广角眼底自体荧光成像
14
作者 张紫阳 米允帅 +4 位作者 季林 肖昀 夏蔚 刘玉龙 张运海 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期299-309,共11页
眼底病严重威胁人类视力健康,研究大鼠眼底超广角自体荧光成像有助于揭示人类眼底病的发病机制与过程。基于激光扫描共聚焦成像技术,设计并搭建了用于大鼠的超广角眼底自体荧光成像系统,使用488 nm波长激光激发大鼠眼底产生自体荧光,利... 眼底病严重威胁人类视力健康,研究大鼠眼底超广角自体荧光成像有助于揭示人类眼底病的发病机制与过程。基于激光扫描共聚焦成像技术,设计并搭建了用于大鼠的超广角眼底自体荧光成像系统,使用488 nm波长激光激发大鼠眼底产生自体荧光,利用优化通光范围的滤光片获取自体荧光信号,使用经过设计的接目物镜与扫描透镜实现瞳孔处90°的扫描视场角(相当于眼底132.3°视场角),采用多幅图像叠加的方法提高图像的信噪比。在搭建的超广角眼底成像系统上,对Sprague Dawley大鼠进行自体荧光成像实验,将三幅眼底原始图像进行叠加平均,得到信噪比为8以上的大鼠超广角眼底自体荧光图像,能满足大鼠自体荧光图像要求。 展开更多
关键词 眼底成像 眼底自体荧光 共聚焦成像 超广角眼底成像
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高信噪比荧光检测微反射器零模波导器件的研制
15
作者 刘轩硕 李传宇 +3 位作者 焦春笑 黄润虎 周连群 郭振 《光学精密工程》 北大核心 2025年第7期1091-1099,共9页
针对零模波导器件在荧光信号检测中信号收集效率受限、信噪比低的问题,设计并研制了一种实现高信噪比荧光检测的微反射器零模波导器件。通过电磁场有限元仿真数值计算,模拟了该器件在荧光检测中显示出更优的激发光与发射光场强分布。采... 针对零模波导器件在荧光信号检测中信号收集效率受限、信噪比低的问题,设计并研制了一种实现高信噪比荧光检测的微反射器零模波导器件。通过电磁场有限元仿真数值计算,模拟了该器件在荧光检测中显示出更优的激发光与发射光场强分布。采用厚胶工艺进行曝光刻蚀,结合聚焦离子束打孔等微纳工艺,制备了零模波导孔以及高度为6.48μm、底部直径为4.24μm的“三段式”微反射器结构。利用荧光微球对所制备的器件荧光效果进行信号检测性能评估,并对荧光检测成像结果进行灰度量化和信噪比计算。结果显示,该微反射器零模波导器件荧光检测信噪比达到119.6,相较于仅有零模波导孔的器件,荧光检测信噪比提升约4.27倍。所研制的高信噪比零模波导器件有望应用在微弱荧光检测等领域。 展开更多
关键词 零模波导 微反射器 信噪比 荧光信号检测
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基于负集加权迭代修正最小二乘拟合原理的快速自适应拉曼光谱基线校正算法
16
作者 徐嘉阳 蒙思宇 +6 位作者 张志伟 陈弘毅 马玉婷 王策 齐向东 胡慧杰 宋一之 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期344-350,共7页
拉曼光谱是无损光谱分析技术,通过分析散射光的频率变化获取物质的分子结构信息。基线校正是提升光谱数据质量的关键步骤,可以去除背景信号和不相关噪声,凸显并纯化目标信号。传统的拉曼光谱技术对基线校正的时效性要求不高,但随着流式... 拉曼光谱是无损光谱分析技术,通过分析散射光的频率变化获取物质的分子结构信息。基线校正是提升光谱数据质量的关键步骤,可以去除背景信号和不相关噪声,凸显并纯化目标信号。传统的拉曼光谱技术对基线校正的时效性要求不高,但随着流式拉曼和内窥拉曼等需要实时处理光谱数据的应用场景增多,基线校正在速度和准确性要求也随之提高。传统的迭代多项式拟合和小波变换方法在时间、精度或自适应能力上存在不足。本研究开发了一种基于负集加权迭代修正最小二乘原理的快速自适应基线校正算法(MWIALS)。主要原理是提取负数集并赋予更高权重,在迭代过程中不断修正基线,并通过设置参数阈值以跳出循环,实现快速准确的基线校正。提出两种参数选择策略:固定参数(FMWIALS)适用于批量同类型光谱的快速处理,自适应(AMWIALS)适用于差异化光谱的自适应处理。该算法应用于颗粒物的流式拉曼光谱分析。结果表明,与其他主流算法相比,MWIALS在实际光谱处理上显著高效(平均处理时长47 ms·谱^(-1)),具有较高的准确性和自适应性。该算法能够满足流式拉曼和内窥拉曼等生物样本检测中实时光谱处理的需求,为拉曼光谱技术的进一步应用提供了强有力的支持。 展开更多
关键词 拉曼光谱 基线校正 流式拉曼 快速 自适应 负集加权迭代修正最小二乘算法(MWIALS)
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注意力引导多任务学习的前列腺癌盆腔淋巴结转移预测
17
作者 张志远 胡冀苏 +3 位作者 张跃跃 钱旭升 周志勇 戴亚康 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第8期1216-1224,共9页
基于前列腺癌原发灶的术前磁共振影像定量特征预测盆腔淋巴结转移(PLNM)是治疗方案制定的重要参考依据.然而,现有预测方法对肿瘤原发灶内部的异质性信息提取不足,导致提取的图像定量特征与PLNM关联性较弱.针对这一问题,提出一种以肿瘤... 基于前列腺癌原发灶的术前磁共振影像定量特征预测盆腔淋巴结转移(PLNM)是治疗方案制定的重要参考依据.然而,现有预测方法对肿瘤原发灶内部的异质性信息提取不足,导致提取的图像定量特征与PLNM关联性较弱.针对这一问题,提出一种以肿瘤分割任务为辅助任务的注意力引导多任务学习网络用于PLNM预测.首先,在肿瘤分割网络中,提出多分支各向异性大核注意力模块,通过不同分支和各向异性大卷积核的融合扩大的感受野以有效捕获肿瘤的局部和全局信息.其次,在PLNM预测网络中,设计多尺度特征交互融合注意力模块,对多尺度特征进行层次化融合筛选.在320例数据集的实验中,所提方法的精度召回曲线下面积值和受试者操作特征曲线下面积值分别为(85.44±2.04)%和(91.86±2.18)%,优于经典的单任务分类方法和多任务方法. 展开更多
关键词 前列腺癌盆腔淋巴结转移 多任务学习 多分支各向异性大核注意力模块 多尺度特征交互融合注意力模块 多参数磁共振
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基于知识引导的缺血性脑卒中梗死区分割方法
18
作者 顾正宇 赖菲菲 +2 位作者 耿辰 王希明 戴亚康 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期814-820,共7页
针对缺血性脑卒中梗死区在医学影像上显示出低密度特征,提出基于阈值分割和加权滤波的梗死概率图生成方法.通过自适应参数的阈值分割找出低密度区,由多尺度自定义权重的滤波器计算二值图,获得梗死概率图.当概率图引导网络参数学习时,通... 针对缺血性脑卒中梗死区在医学影像上显示出低密度特征,提出基于阈值分割和加权滤波的梗死概率图生成方法.通过自适应参数的阈值分割找出低密度区,由多尺度自定义权重的滤波器计算二值图,获得梗死概率图.当概率图引导网络参数学习时,通过降低低概率区域的权重来提高所提方法的分割准确度.使用梗死概率图引导U-Net、DRINet和DeepLabV3+,相比未使用梗死概率图引导的模型,Dice系数分别提升了0.0466,0.0418和0.0363,交并比(IoU)分别提升了0.0322、0.0440和0.0356.统计结果表明,梗死概率图引导的网络对急性期数据的Dice系数有提升作用,对亚急性数据分割结果影响不大.所提方法为自动分割急性缺血性脑卒中梗死区提供了可行方案. 展开更多
关键词 深度学习 知识引导 缺血性卒中 脑卒中梗死区 语义分割
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基于Udwadia-Kalaba理论的外骨骼自适应鲁棒轨迹跟踪控制
19
作者 张名琦 沙连森 +3 位作者 史文青 张文彬 黄锟 刘斌 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期107-112,117,共7页
为解决外骨骼机器人在外界干扰与模型误差等不确定因素的影响下存在的轨迹跟踪控制准确性与稳定性不足等问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)理论的自适应鲁棒轨迹跟踪控制算法。首先,基于U-K理论相对简单地建立外骨骼机器人系统的运... 为解决外骨骼机器人在外界干扰与模型误差等不确定因素的影响下存在的轨迹跟踪控制准确性与稳定性不足等问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)理论的自适应鲁棒轨迹跟踪控制算法。首先,基于U-K理论相对简单地建立外骨骼机器人系统的运动方程,快速准确求解系统约束力;其次,针对系统不确定性因素设计自适应鲁棒控制器以保持系统的稳定性,并通过仿真验证了算法的可行性;最后,以基于二自由度外骨骼机器人进行对比实验,结果表明基于所提方法外骨骼两关节轨迹跟踪控制精度分别达到0.0148 rad和0.0251 rad,相比作为对照的PID控制算法提升了76.9%和60.0%,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 助力外骨骼 轨迹跟踪 Udwadia-Kalaba理论 自适应鲁棒控制算法
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基于类内区域动态解耦的半监督肺气管分割
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作者 汪子宇 曹维维 +4 位作者 曹玉柱 刘猛 陈俊 刘兆邦 郑健 《图学学报》 北大核心 2025年第4期763-774,共12页
从计算机断层扫描(CT)图像中精确分割肺气管是诊断和治疗各类肺部疾病的重要前提,但气管复杂的树状结构使得获取用于深度神经网络训练的像素级标注数据极为困难。半监督学习为在有限标注数据下的气管分割提供了新的思路。然而,在气道分... 从计算机断层扫描(CT)图像中精确分割肺气管是诊断和治疗各类肺部疾病的重要前提,但气管复杂的树状结构使得获取用于深度神经网络训练的像素级标注数据极为困难。半监督学习为在有限标注数据下的气管分割提供了新的思路。然而,在气道分割任务中,大气管(气管及其主分支)和小气管(外周细支气管)在体素数量、分支数量和形态结构等方面存在显著的类内差异。严重的类内不平衡问题导致模型易在半监督学习中对占主导地位的分割类别发生过拟合,从而对外周细支气管的表征学习不足、分割精度差,限制了临床应用。针对这一问题,提出了一种新颖的基于单教师双学生三分支网络的半监督肺气管分割框架,在有限的标注数据下实现气管树状结构的精准分割。同时,设计了一个即插即用的动态阈值模块,在网络迭代训练的过程中引导网络识别具有不同分割难度的子区域。此外,还提出了一种新颖的类内区域解耦策略,通过采取不同约束优化方式对不同分割难度的子区域进行表征学习。在2个公开数据集和一个私有数据集上的实验结果表明,该方法在气管分割上优于现有最先进方法,Dice相似系数(DSC)指标达到了91.96%,气管中心线长度(TD)和气管树分支(BD)指标分别达到81.88%和78.32%,实现了CT图像中肺气管快速精准分割。 展开更多
关键词 深度学习 气管分割 半监督学习 类内解耦 动态阈值
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