检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2025年第1期59卷 148-158页

作者：肖志毅沙连森邹学坤黄锟李永斌刘斌中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 江苏苏州215000 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215000

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... 详细信息

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。

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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涡轮导叶吸力面气膜冷却掺混损失全三维分析

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 104-113页

作者：王晨枫李国庆白晓辉李年强张燕峰卢新根中国科学院工程热物理研究所北京100190 江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 轻型涡轮动力全国重点实验室北京100190 中国科学技术大学工程科学学院合肥230027

针对现有气膜冷却掺混损失评估方法无法准确计算通道二次流影响区域内的主流冷气掺混损失的问题,本文建立了一种全三维掺混损失计算方法,基于HS1A涡轮导叶,在吸力面设置具有不同复合角的气膜孔以保证气膜冷却效率要求,进一步通过控制主... 详细信息

针对现有气膜冷却掺混损失评估方法无法准确计算通道二次流影响区域内的主流冷气掺混损失的问题,本文建立了一种全三维掺混损失计算方法,基于HS1A涡轮导叶,在吸力面设置具有不同复合角的气膜孔以保证气膜冷却效率要求,进一步通过控制主流与冷气参数分析了损失机理。该评估方法以掺混熵增作为损失评估依据对不同模型进行分析,结果表明:在吸力面气膜孔设置分区域复合角在提升气膜冷却效率的同时将增加掺混熵增。通过设置复合角可以减少二次流引起气膜偏转的损失以及气膜脱离产生的损失。

关键词：气膜冷却掺混损失冷却效率二次流

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环介导等温扩增技术及其在分子POCT产品中的应用

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中国生物工程杂志 2025年第1期45卷 38-48页

作者：贺佳佳孙睿陈名利尹焕才中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 苏州215613 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215613

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)反应速度较快、特异性良好、硬件需求低,常作为核酸扩增的核心方法用于核酸分子的即时检测(point-of-care testing,POCT)产品中。等温扩增分子POCT产品按检测流程通常... 详细信息

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)反应速度较快、特异性良好、硬件需求低,常作为核酸扩增的核心方法用于核酸分子的即时检测(point-of-care testing,POCT)产品中。等温扩增分子POCT产品按检测流程通常分为样品前处理、核酸分子扩增和产物检测三个核心单元,每个单元环环相扣,决定产品性能及临床应用中的表现。在新冠疫情期间,LAMP及其衍生技术从实验室到临床得到快速发展,涌现了大量的分子POCT产品,从解决方案、成本和效益等方面加速了核酸检测技术的发展,推动了该技术在居家、社区、海关、野外等场景下的应用。综述等温扩增分子POCT产品三个核心单元的技术发展以及2019年以来用于新冠病毒及其他病原体检测的等温扩增分子POCT产品的原理、组成、产品性能和应用成效,探讨LAMP与微流控、免疫侧向流层析、成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)等技术的结合及未来产品开发趋势。

关键词：环介导等温扩增技术即时检测 POCT产品

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基于目标识别的多聚焦细胞图像融合方法

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激光与光电子学进展 2025年

作者：陈沐严王继帅王磊章强徐文畅程文播中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

多聚焦细胞图像序列在采集过程中因培养基具有流动性会造成同一细胞在不同帧图像的位置变化，且失焦细胞与聚焦细胞在形态学上存在明显差异，因此细胞图像序列无法满足现有的多聚焦图像融合算法需要保证图像内容在空间上一致性的要求。... 详细信息

多聚焦细胞图像序列在采集过程中因培养基具有流动性会造成同一细胞在不同帧图像的位置变化，且失焦细胞与聚焦细胞在形态学上存在明显差异，因此细胞图像序列无法满足现有的多聚焦图像融合算法需要保证图像内容在空间上一致性的要求。为此，本文提出了一种基于目标识别的多聚焦细胞图像融合方法，通过改进的YOLOv10目标识别模型对图像序列的所有细胞完成锁定后，进行目标追踪以关联多帧细胞并确认其运动轨迹，并对关联的同一细胞进行清晰度评价后选择清晰度最高的细胞经过图像分割，提取和融合得到最终的全聚焦清晰图像。将所提出方法与7种多聚焦图像融合算法应用于多聚焦细胞图像融合并对融合结果进行对比分析，本文提出方法的峰值信噪比平均提高3.9993，结构相似性指数达0.9741以上，融合图像内容完整、细节准确、清晰度高，实现了对多聚焦细胞显微图像的高质量融合。

关键词：图像处理多聚焦显微图像目标识别目标追踪多图融合

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锂基吸收剂用于中温甲烷化学链蒸汽重整制氢研究

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工程热物理学报 2025年第5期 1401-1408页

作者：王绪云李扬盖忠睿饶琼刘明恺潘莹中国科学技术大学工程科学学院中国科学院工程热物理研究所中国科学院大学西安交通大学可再生能源国际研究中心暨动力工程多相流国家重点实验室

硅酸锂是一种新型的中温CO2吸收剂，相较于氧化钙有较低的吸收再生温度（500～700?C）和较好的循环稳定性。本文择优选择Li2CO3作为制备硅酸锂的前驱体，并采用共晶掺杂钾元素的方法来提高其反应性能。通过挤出–滚圆法批量研制出机械... 详细信息

硅酸锂是一种新型的中温CO2吸收剂，相较于氧化钙有较低的吸收再生温度（500～700?C）和较好的循环稳定性。本文择优选择Li2CO3作为制备硅酸锂的前驱体，并采用共晶掺杂钾元素的方法来提高其反应性能。通过挤出–滚圆法批量研制出机械强度大、循环稳定性高的吸收剂颗粒，探究了吸收–再生温度、二氧化碳浓度和颗粒直径对吸收剂颗粒性能的影响规律。进而，结合NiO氧载体，在500～650?C下完成甲烷化学链重整制氢和原位捕集CO2的实验，探究了不同反应温度和氧载体/吸收剂质量比例对化学链制氢和CO2捕集性能的影响规律。研究结果显示，在600?C的最佳反应温度下，通过吸收强化作用将化学链甲烷重整制氢的反应温度降低了25?C，甲烷转化率提高了13%，氢气纯度和CO2捕集率达到90%以上。

关键词：中温化学链重整制氢锂基CO2吸收剂

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复杂视网膜显微手术中器械检测方法

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光电工程 2025年第2期52卷 68-81页

作者：何昱昊陈一巍樊金宇何益史国华中国科学技术大学生物医学工程学院安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能... 详细信息

针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能力。针对IoU损失函数收敛速度慢以及边界框回归不准确的问题,提出DeltaIoU边界框损失函数。最后,运用动态头部和解耦头部的集成对特征融合的目标进行检测。实验结果表明,提出的方法在RET1数据集上mAP50-95达到72.4%,相较原有算法提升了3.8%,并能在复杂手术场景中对器械有效检测,为后续手术显微镜自动跟踪以及智能化手术导航提供有效帮助。

关键词：视网膜显微手术目标检测 YOLO 手术显微镜损失函数

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基于锥束CT的合成CT的软组织区域图像质量提升方法

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 113-122页

作者：付紫维朱叶晨张子健高欣中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163 中南大学湘雅医院长沙410008 济南国科医工科技发展有限公司济南250101

基于CBCT生成的合成CT(sCT)能够有效抑制伪影并提高CT值准确性,借此可精确计算放射剂量。然而,sCT图像不同组织区域的生成质量严重不均衡,软组织区域与其他区域相比生成质量较差。为此,本文提出了一种基于VGG-16的多任务注意力网络(MuTA... 详细信息

基于CBCT生成的合成CT(sCT)能够有效抑制伪影并提高CT值准确性,借此可精确计算放射剂量。然而,sCT图像不同组织区域的生成质量严重不均衡,软组织区域与其他区域相比生成质量较差。为此,本文提出了一种基于VGG-16的多任务注意力网络(MuTA-Net),重点提升sCT软组织区域的图像质量。首先,引入多任务学习策略将sCT生成任务分为全局图像生成、软组织区域生成和骨区域分割三个子任务,保证全局图像生成质量的同时,强化网络对软组织区域特征提取和生成的关注程度,并利用骨区域分割任务引导后续结果融合;然后,设计注意力模块进一步优化网络的特征提取能力,引导网络从全局特征中提取子任务特征;最后,借助结果融合模块整合各个子任务的生成结果,实现高质量的sCT图像生成。在头颈部CBCT上的实验结果显示,与ResNet、U-Net和U-Net++三种对比方法中的最优结果相比,基于本文所提方法生成的sCT图像在软组织区域的平均绝对误差下降了12.52%。MuTA-Net在CBCT引导的自适应放疗领域具有潜在的应用价值。

关键词：自适应放疗锥束CT 合成CT 多任务学习

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高温热泵驱动的蒸发浓缩系统热力性能分析和评价

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热科学与技术 2025年第2期24卷 150-160页

作者：李帅旗许钞俊何世辉黄冲宋文吉冯自平中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 东方电气集团东方锅炉股份有限公司四川成都611700

为解决工业领域含盐废水采用机械式蒸汽再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)技术处理时出现的蒸汽压缩机磨损、腐蚀、堵塞等导致设备失效和维护成本高等问题,提出一种基于高温热泵驱动的蒸发浓缩系统(temperature heat pump-eva... 详细信息

为解决工业领域含盐废水采用机械式蒸汽再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)技术处理时出现的蒸汽压缩机磨损、腐蚀、堵塞等导致设备失效和维护成本高等问题,提出一种基于高温热泵驱动的蒸发浓缩系统(temperature heat pump-evaporation and concentration,HTHP-EC),通过采用冷媒压缩过程代替水蒸气压缩,系统具有更高的稳定性和适用性。通过建立系统各部件数学模型,利用热力学计算EES软件,分析闪蒸压力p_(flash)、物料循环倍率kCR、物料入口质量分数w_(0)、入口温度T_(0)和浓缩倍率n对系统各换热器热导G、单位蒸发量能耗W_(per)^(·)、系统COP、单位蒸吨汽耗m·和系统减碳量M_(CO_(2))的影响,并与多效蒸发浓缩系统和MVR系统进行对比分析。分析结果表明:采用HTHP-EC系统处理含盐废水,系统COP可达10.75,W_(per)^(·)仅为67.9kJ/kg,单位蒸吨CO_(2)排放量为25.75kg;存在最佳kCR,在310~320之间使得HTHP-EC系统COP最大;由于NaCl溶液的沸点升特性,存在qflash为60.00kPa左右,使系统COP相对较低,在设计时应尽量避免该区域;随着n的增加,W_(per)^(·)和m·逐渐增大,系统COP和M_(CO_(2))逐渐减小。采用HTHP-EC系统应用在蒸发浓缩领域,相比三效蒸发浓缩系统能够节约34%运行费用,减少68%的CO_(2)排放量,相比于MVR系统,在复杂废水或者高沸点升溶液的蒸发浓缩应用上,具有更好的稳定性和适应性。

关键词：蒸发浓缩高温热泵废水处理节能减碳

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单细胞分辨视网膜成像技术研究进展及其在视网膜毛细血管血流检测中的应用

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中国激光 2025年

作者：孔文叶夏笛黄江杰史国华何益中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部

视网膜黄斑中心凹处的感光细胞分布密度最高，是视网膜上视觉最敏锐的区域，还有着人体唯一能通过光学成像方法直接观察到的深层毛细血管，实现对深层毛细血管的高分辨率成像和血流的功能性检测对视网膜疾病的早期诊断具有极其重要的意... 详细信息

视网膜黄斑中心凹处的感光细胞分布密度最高，是视网膜上视觉最敏锐的区域，还有着人体唯一能通过光学成像方法直接观察到的深层毛细血管，实现对深层毛细血管的高分辨率成像和血流的功能性检测对视网膜疾病的早期诊断具有极其重要的意义。随着自适应光学技术与视网膜成像技术相结合，感光细胞和视网膜毛细血管得以被清晰分辨，毛细血管血流速度也得以被准确测量，为视网膜疾病的诊断和研究提供了全新的视角和见解。本文着重介绍了自适应光学单细胞分辨视网膜成像技术的研究进展与毛细血管血流检测上的应用，并分析了目前存在的困难和技术挑战，最后总结了应对挑战的思路，并对未来的发展进行展望。

关键词：视网膜自适应光学单细胞分辨毛细血管血流检测

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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

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组合机床与自动化加工技术 2025年第4期 107-112,117页

作者：张名琦沙连森史文青张文彬黄锟刘斌中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部合肥230000 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163

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... 详细信息

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。

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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