荧光光谱法检测角膜晚期糖基化终末产物研究

晚期糖基化终末产物（AGEs）是一种结构多样的化合物,在人体血糖高于正常范围时,会大量产生且不能通过自身代谢降解,具有血糖长期异常的记忆作用。研究表明AGEs是引起糖尿病及其并发症的重要因素之一,通过检测体内AGEs的积累情况可以预测糖尿病及其并发症的发生和发展进程。现有的离体AGEs检测方法存在操作复杂、时间较长、成本较高和不易推广等问题;在体AGEs检测方法存在皮肤色素、年龄和血红蛋白干扰等问题。为此,基于角膜良好的光学特性和AGEs的自体荧光特性,提出一种角膜晚期糖基化终末产物荧光光谱检测方法。构建了一套角膜AGEs荧光光谱检测系统,系统由微型光纤光谱仪、集成LED激发光源、Y型12+1光纤和PC端光谱处理显示软件组成。荧光光谱检测系统采用激发光源波长分别为370和395 nm在暗室条件下对17名志愿者（男性9人,女性8人,糖尿病患者4人,年龄最小15周岁,最大81周岁）进行数据采集,得到激发光波长分别为370和395 nm的荧光光谱数据。为了准确识别荧光光谱中的有用信息,先截取需要的荧光光谱数据段（450~700 nm）,然后对其进行去除背景噪声、归一化、小波变化等方法处理,可以将荧光光谱中不明显的荧光峰值进行放大和识别。实验结果发现,采用波长为370和395 nm的LED作为激发光源,检测到角膜发射的荧光光谱范围在420~600 nm内,并且都分别在450~500,500~550和550~600 nm三个范围内存在光谱峰值。根据荧光性物质的荧光峰值与激发光波长无关的原理,表明两种不同波长的激发光所得到的荧光光谱都是由同一种物质AGEs产生。对糖尿病患者和正常人的荧光峰值强度进行分析,显示糖尿病患者的荧光强度明显高于正常人,表明本研究通过荧光光谱法检测角膜晚期糖基化终末产物具有可行性。     

通用型工业级数据采集和监控系统设计

随着3G 技术的成熟,4G技术即将到来,越来越多的数据需要采集,而且对数据采集的要求也越来越严格,然而传统工业现场数据采集监控系统速度慢、灵活性差、费用高。在此背景下设计了基于三星的S3C6410嵌入式ARM微处理器、VC++.NET2008编写的虚拟实验软件平台和安卓智能手机采集平台的通用型工业数据采集监控系统;该系统通过编写嵌入式 Linux 的 ADC 驱动程序将远距离的工业现场采集的数据传送给工控PC进行数据采集和监控,并在参数超过设定阈值时进行报警;用户可以在上位机上对数据采集参数进行设置和调整,同时可以方便地对采集的数据进行存储和回放;该系统成功用于智能轮椅以及无创血糖项目中,采集的原始参数包括手指指端温度、湿度、辐射、双波长光电容积脉搏波光敏器件转换成的电压信号等等,其相对误差降到0.081;经实验验证,该数据采集监控系统具有传输速度快、工作稳定可靠、电路简单、使用灵活方便和扩展性强等优点。     

特征光谱成像法测量人血清前列腺特异性抗原浓度的研究

采用特征光谱成像法配合免疫层析金标试纸检测前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen, PSA)浓度,使用波长范围为520～535 nm的环形LED光源在暗室中照射用PSA标准液处理过的金标试纸,再用CCD工业相机采集试纸图片并传送至PC机,PC机端的定量测试软件运用灰度变换、图像分割等方法提取出试纸测试线的特征值,再用三次多项式拟合方法确定试纸特征值和PSA浓度的关系。研究中采用1组无前列腺疾病和24组患有前列腺疾病的被试血样做了检测实验,检测值与真实值的相关系数r=0.924,其中待测血样PSA浓度小于25 ng·mL-1时的检测效果优于待测血样PSA浓度大于25 ng·mL-1时的检测效果。实验结果表明,采用特征光谱成像法测量人血清PSA浓度的方法是可行的。     

基于ARM11的无创心血管健康评估系统设计

为了使用低成本、无创伤且易操作的方法评估人体心血管的健康状况,设计一个基于ARM11(S3C6410)的无创心血管健康评估系统,该系统由无创心血管参数检测探头、嵌入式人机交互平台和内嵌的健康评估模型三个部分组成。基于能量代谢守恒法、指端容积脉搏波检测等研制出无创检测探头,用于测量血压、血流速度和血糖等人体参数,采用蓝牙4.0设备将数据传输至嵌入式人机交互平台,数据经改进后的国人缺血性心血管病(ICVD)10年发病危险评估模型得出健康评估结果。实验结果表明该方法所得评估结果和微创真值经原始ICVD评估模型所得评估结果的Pearson相关系数为0.91(Spearman相关系数为0.891),说明该方法是可行的。