检索结果-内蒙古大学图书馆

光学技术 2022年第1期48卷 109-115页

作者：张瑾常敏陈楠刘学静章曦杜嘉丁鑫上海理工大学光电信息与计算机工程学院医用光学技术与仪器教育部重点实验室上海200093

现有报道的PCF-SPR折射率传感器的检测范围普遍较窄,不能实现低折射率的检测,且工作波段多数集中在可见光或通信波段,这限制了传感器的应用范围。鉴于此,提出了一种基于D型双芯PCF结构的SPR传感器,使用氧化铟锡作为等离子体材料沉积在D... 详细信息

现有报道的PCF-SPR折射率传感器的检测范围普遍较窄,不能实现低折射率的检测,且工作波段多数集中在可见光或通信波段,这限制了传感器的应用范围。鉴于此,提出了一种基于D型双芯PCF结构的SPR传感器,使用氧化铟锡作为等离子体材料沉积在D型PCF抛光表面,并对该传感器的理论模型进行了分析,包括金属参数对传感性能的影响,PCF结构参数对传感性能的影响。计算结果表明,该传感器可在波长1300~2600nm的近红外区域实现1.27~1.39的超宽范围的折射率检测,最高灵敏度可达35000nm/RIU,分辨率为2.85×10^(-6)RIU。该传感器的超高灵敏度和超宽折射率检测范围可应用于血浆、白细胞、血红蛋白、人体肠粘膜、人体肝脏、丙酮等生物组织及医药和化学领域的检测。

关键词：光子晶体光纤表面等离子体共振有限元法折射率传感器

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人体口腔中牙周病原菌测定

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分析试验室 2023年第4期42卷 465-469页

作者：王鹏飞陶春先张大伟李振庆山口佳则上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部医用光学仪器与设备重点实验室上海200093 大阪大学先进光子研究中心大阪5650871日本

研究了多重聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳技术(CE)快速测定口腔中牙龈卟啉单胞菌(PG)、福赛坦菌(TF)和齿垢密螺旋体(TD)3种牙周病致病菌的方法以及采样位置的影响。结果表明:采用CE分析DNA时,迁移时间与DNA长度呈线性关系,相关系数为... 详细信息

研究了多重聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳技术(CE)快速测定口腔中牙龈卟啉单胞菌(PG)、福赛坦菌(TF)和齿垢密螺旋体(TD)3种牙周病致病菌的方法以及采样位置的影响。结果表明:采用CE分析DNA时,迁移时间与DNA长度呈线性关系,相关系数为0.9976;在0.5%羟乙基纤维素(HEC)分离介质中,可以在1.6 min内实现3种牙周病原菌PCR产物的高效分离。在牙周袋内不同位置处采样,其PCR产物也存在差异;CE在分析PCR产物时,电泳峰对应时间最高相对标准偏差为7.4%。通过分析荧光信号强度,可以推测出PG,TD和TF在牙龈液中的浓度分别为5.13×10^(-11),7.89×10^(-11)和4.87×10^(-11)ng/μL。

关键词：毛细管电泳聚合酶链式反应技术牙周病原菌

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基于凝胶电泳芯片的DNA定量分析方法的研究

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分析测试学报 2025年第5期44卷 931-935页

作者：李振庆陈沁朱建东曾媛张大伟山口佳则上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部医用光学仪器与设备重点实验室上海200093 上海健康医学院医学影像学院上海201318 大阪大学先进光子研究中心大阪565-0871

为确定凝胶电泳后条带中DNA的长度和浓度,该文提出了一种通过DNA荧光强度精确分析DNA长度及浓度的有效方法。对D2000 DNA ladder进行凝胶电泳,采集图像并进行处理。利用荧光强度与DNA浓度之间的线性关系以及迁移距离与DNA长度的线性关... 详细信息

为确定凝胶电泳后条带中DNA的长度和浓度,该文提出了一种通过DNA荧光强度精确分析DNA长度及浓度的有效方法。对D2000 DNA ladder进行凝胶电泳,采集图像并进行处理。利用荧光强度与DNA浓度之间的线性关系以及迁移距离与DNA长度的线性关系进行数据分析。结果显示:采用SYBR Green I作为荧光染料电泳DNA时,图像中各像素点中的绿色与红色灰度值可以反映DNA的特征信息,且绿色灰度值明显高于红色灰度值;对于小于2000 bp的DNA片段,其分子量与迁移距离呈反比例函数关系,当二者分别取对数时,其相关系数达0.971,可用于建立DNA分子量与迁移距离的数学模型以计算DNA分子量;通过计算电泳峰峰值及电泳峰积分面积,发现对于浓度比为2∶1的两个DNA条带,二者的比值为2.16与1.96、2.11与1.94、2.16与1.93,表明电泳峰积分面积能更有效地反映DNA的真实浓度值。该研究对于核酸凝胶电泳仪的开发具有重要应用价值。

关键词：核酸凝胶电泳定量分析生物芯片

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融合多特征和注意力机制的肺结节分割算法

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小型微型计算机系统 2023年第1期44卷 43-48页

作者：卢娟汤铁群张荣福李峰林凯临上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学医用光学技术与仪器教育部重点实验室上海200093 复旦大学附属肿瘤医院上海200093

针对计算机断层扫描(CT)影像中肺结节存在尺寸小、形状异质化高、细节特征模糊、易与周围组织混淆等问题,本文提出了一种融合多特征和注意力机制的深度卷积神经网络,实现肺结节的准确定位和分割.算法中改进的VGGNet16主干网络可以自动... 详细信息

针对计算机断层扫描(CT)影像中肺结节存在尺寸小、形状异质化高、细节特征模糊、易与周围组织混淆等问题,本文提出了一种融合多特征和注意力机制的深度卷积神经网络,实现肺结节的准确定位和分割.算法中改进的VGGNet16主干网络可以自动识别较小的肺结节,各block中引入的卷积块注意力模块让算法重点关注肺结节区域,主干网络末端加入部分解码器聚合多个高层特征,不同层级的特征相互补充,从而生成全局粗略特征图,反向注意力机制引导算法由上向下逐层细化结节信息.最后,融合多特征,即将低层边界特征作为分割约束与高层特征进行融合,生成最终结节分割图.实验结果表明,在公共数据集LUNA16和所建立的数据集B上,该算法的Dice系数分别达到86.4%、86.0%,特异性分别达到99.4%、98.8%、平均绝对误差分别降低为0.005、0.018,优于多数现有肺结节分割算法,证明了该算法的有效性.

关键词：肺结节多特征注意力机制深度卷积神经网络部分解码器

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基于PPG和ConvLSTM的细粒度人体运动识别研究

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建模与仿真 2024年第3期13卷 3923-3933页

作者：贾梦辉沈慧娟马佩上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海上海理工大学医用光学技术与仪器教育部重点实验室上海

近年来,光电容积脉搏波描记技术(photoplethysmography,PPG)作为一种无创生理信号监测方法,因其与可穿戴设备的高度兼容性、信号采集准确性以及适用于长期监测的特性,已在人体运动识别与人机交互应用中显示出巨大潜力。本研究通过自制... 详细信息

近年来,光电容积脉搏波描记技术(photoplethysmography,PPG)作为一种无创生理信号监测方法,因其与可穿戴设备的高度兼容性、信号采集准确性以及适用于长期监测的特性,已在人体运动识别与人机交互应用中显示出巨大潜力。本研究通过自制的传感平台,针对15名志愿者执行的三种粗粒度运动(静坐、快走、慢跑)下的五种细粒度运动(上伸臂、下伸臂、抬小臂、弯手指和右摆手)进行了信号采集。创新性地提出了一种基于ConvLSTM网络的运动识别分类算法,并对细粒度运动信号进行分析,揭示了在运动识别应用中,近红外光和绿光信号具有显著的优势。经评估,模型在近红外光和绿光条件下的F1分数分别达到0.951和0.944,展现了高度的识别准确性和可靠性。此外,研究还发现粗粒度运动的强度与信号分类效果之间存在负相关关系,表明运动的复杂度可能会对识别效果产生影响。这些发现不仅证实了PPG信号在精准人体运动识别上的有效性,还为PPG信号应用于可穿戴设备的开发提供了强大技术支持,对促进人体运动科学、人机交互和健康管理领域的创新发展具有重要指导意义。

关键词： PPG ConvLSTM 细粒度运动粗粒度运动运动识别传感平台

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医工交叉融合背景下工科课程教学实践的探索

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教育教学论坛 2024年第21期 93-96页

作者：常敏马佩陈辉上海理工大学医用光学技术与仪器教育部重点实验室上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

医工交叉融合医学、工程与信息技术等多个领域的前沿知识和技术,解决临床医学中遇到的难题,是推动现代医学发展和创新的强大动力,也是符合当今时代发展特征的趋势。高等院校作为科技创新的源动力,在医工交叉时代背景下,发挥着重要的作... 详细信息

医工交叉融合医学、工程与信息技术等多个领域的前沿知识和技术,解决临床医学中遇到的难题,是推动现代医学发展和创新的强大动力,也是符合当今时代发展特征的趋势。高等院校作为科技创新的源动力,在医工交叉时代背景下,发挥着重要的作用。为了顺应这一背景,对工科人才的培养提出了新的要求。相应地,专业课程的培养方案和授课模式亟须改进。针对医工交叉融合背景下的教学改革进行了初步分析,探讨了专业课培养方案的改进措施,并以具体课程为实例,分析了教学实践的实施。

关键词：医工交叉工科课程实践探索

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太赫兹电磁波调控甲烷水合物分解

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物理学报 2021年第24期70卷 353-360页

作者：朱智闫韶健段铜川赵妍孙庭钰李阳梅上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部医用光学仪器与设备重点实验室上海200093 国防科技创新研究院太赫兹生物物理创新工作站北京100071

甲烷水合物具有分布范围广、资源储量大、能量密度高、清洁无污染等特点,因此一经发现便得到人们的广泛关注.虽然如此,甲烷水合物的开采存在较多的困难,主要涉及笼型甲烷水合物的分解过程,因此本文通过分子动力学模拟,探索太赫兹电磁波... 详细信息

甲烷水合物具有分布范围广、资源储量大、能量密度高、清洁无污染等特点,因此一经发现便得到人们的广泛关注.虽然如此,甲烷水合物的开采存在较多的困难,主要涉及笼型甲烷水合物的分解过程,因此本文通过分子动力学模拟,探索太赫兹电磁波对该水合物分解的特异性影响.通过分析甲烷水合物中水分子的振动谱,发现其区别于体相水在低温下的特异性振动峰.通过引入频率与该振动峰中心频率一致的太赫兹波发现,该电磁场会破坏甲烷水合物原有的氢键网络,降低甲烷周围水分子的配位数,从而使甲烷分子从水笼中脱离.进一步地,对序参数F_(4)的分析也证明,在太赫兹电磁刺激下,甲烷壳层水由原来的晶体水变成了液态水.同时证明了该频率具有相比于其他频率的绝对优势,因此具有其特异性.本文的发现有望通过非热效应来实现甲烷水合物的分解,高效、低能耗地提高开采效率,推动未来新能源的发展.

关键词：太赫兹甲烷水合物氢键分解分子动力学

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水的氢键网络动力学与其太赫兹频谱的关系

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物理学报 2021年第24期70卷 327-336页

作者：段铜川闫韶健赵妍孙庭钰李阳梅朱智上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部医用光学仪器与设备重点实验室上海200093 国防科技创新研究院太赫兹生物物理创新工作站北京100071

水是万物生命之源,认识水的太赫兹吸收谱是太赫兹技术在生物医学上应用的前提,太赫兹频率的选择对高效、低能耗地实现太赫兹的生物效应至关重要.水的复杂氢键网络使得其具有较宽的太赫兹吸收峰,因此有必要研究水的氢键网络动力学与其太... 详细信息

水是万物生命之源,认识水的太赫兹吸收谱是太赫兹技术在生物医学上应用的前提,太赫兹频率的选择对高效、低能耗地实现太赫兹的生物效应至关重要.水的复杂氢键网络使得其具有较宽的太赫兹吸收峰,因此有必要研究水的氢键网络动力学与其太赫兹吸收谱之间的关系,然而这方面的研究仍然非常缺乏.采用分子动力学模拟方法,本文研究了不同水模型在常温常压下的太赫兹吸收谱,并且进一步基于温度研究了水的太赫兹吸收谱对氢键网络强弱的依赖性,发现温度的升高会使氢键网络的太赫兹吸收谱发生红移,这表明氢键网络的太赫兹吸收谱的中心频率与氢键相互作用的强弱具有强关联,更进一步的研究表明水中氢键网络的氢键寿命与氢键网络振动的吸收峰的中心频率之间存在线性关系.这一现象背后的物理能够通过将氢键网络中的氢键类比为弹簧借助弹簧振子模型加以描述.本文的发现将有利于理解水中复杂的氢键网络动力学,以及促进太赫兹的生物效应研究.

关键词：太赫兹水氢键

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脉冲毛细管电泳分离蛋白质的研究

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分析测试学报 2021年第9期40卷 1361-1366页

作者：李振庆李珊妮朱月萍张大伟山口佳则上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部医用光学仪器与设备重点实验室上海200093 大阪大学先进光子研究中心大阪565-0871

蛋白质是机体细胞的重要组成成分,通过分析蛋白质可获得机体的受损或病变情况,因此毛细管电泳(CE)分析蛋白质分子在临床医学中具有重要的应用价值。该文以溶菌酶、生长激素、碳酸酐酶、肌动蛋白、牛血清白蛋白和磷酸化酶B为样本,采用有... 详细信息

蛋白质是机体细胞的重要组成成分,通过分析蛋白质可获得机体的受损或病变情况,因此毛细管电泳(CE)分析蛋白质分子在临床医学中具有重要的应用价值。该文以溶菌酶、生长激素、碳酸酐酶、肌动蛋白、牛血清白蛋白和磷酸化酶B为样本,采用有效长度为6 cm和总长度为8 cm的毛细管,以羟乙基纤维素(HEC)为分离介质,首次采用脉冲电场毛细管电泳(PFCE),研究了脉冲频率及调制深度对不同蛋白质(分子量14.4~97.4 kDa)分离效率的影响。结果表明,相对于电场强度为100 V/cm的直流电场毛细管电泳(DCCE),在1.4%HEC筛分介质中采用平均电场强度为100 V/cm,脉冲频率为10 Hz,调制深度为250%的脉冲电场时,相同蛋白质分子的分离时间缩短6.6%~9.6%;脉冲电场与蛋白质分子的共振频率为10 Hz,当脉冲频率低于共振频率时,分离时间随脉冲频率的增高而延长,反之则随脉冲频率的增高而减少;当脉冲频率与共振频率相同时,其分离度提高34.1%~88.1%,理论塔板数最高为4.03×10^(4);在相同平均电场下,当调制深度由0提至250%时,筛分介质内的焦耳热比直流电场时提高了2.64倍;焦耳热的提高使得筛分介质的粘度降低,导致蛋白质分子在筛分介质内的迁移时间随电场脉冲调制深度的增加而减少,且蛋白质的分子量越大,其迁移时间越小,其中磷酸化酶B的迁移时间减少约9.6%,但相邻蛋白质分子间的分离度无明显降低。该研究为提高CE对蛋白质分子的分离效率提供了新方法。

关键词：毛细管电泳(CE) 脉冲电场蛋白质分离

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功能性近红外脑成像系统综述

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光学仪器 2022年第5期44卷 1-13页

作者：马佩沈无双沈慧娟张学典上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学医用光学技术与仪器教育部重点实验室上海200093

功能性近红外脑成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术能够有效测量大脑血红蛋白的浓度变化,是一种新型的、无损的检测技术。研发出一种高性能的可穿戴fNIRS系统对于临床诊断和日常生活监测具有重要意义。对比了不同fN... 详细信息

功能性近红外脑成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术能够有效测量大脑血红蛋白的浓度变化,是一种新型的、无损的检测技术。研发出一种高性能的可穿戴fNIRS系统对于临床诊断和日常生活监测具有重要意义。对比了不同fNIRS系统中的各个组成部分,首先分析比较了系统中光源和光电探测器的选择以及排布方式,其次比较了数据采集、数据预处理和数据分析的方法,最后讨论了提高系统时间分辨率、空间分辨率以及便携性的改进方法。本文可为读者设计一种高性能的fNIRS系统提供指导。

关键词：功能性近红外脑成像(fNIRS) 脑血红蛋白浓度光源光电二极管便携式

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