基于扩散相关光谱的血流检测方法研究

组织血流信息在临床诊断和治疗中具有重要的作用,无创血流检测是医患双方的期望。研究采用了近红外扩散相关光谱方法对生物组织血流进行无创检测,理论分析了散射光斑强度的变化和被测组织中血细胞运动状态的函数关系,建立了检测组织血流的理论模型及检测系统。该系统通过求解组织表面散射光斑电场强度的时间自相关函数来推断组织中血细胞的运动状态,进行组织血流的定量分析。采用健康人体前臂袖带加压实验模型对该系统进行了验证,实验结果验证了该系统进行组织无创血流检测的可行性,同时也表明该系统可以提供从浅层到深层的组织血流变化信息。     

生物组织血液灌注率的无损测量研究

本文提出了无损测量生物组织血液灌注率的体表绝热法。推导出了体表绝热时生物组织内温度响应的一维解析解。采用二维生物传热模型,分析了生物组织有限厚度、体表有限绝热面积和血液灌注率分布不均匀的影响。对人体组织的血液灌注率进行了测量,实测温度响应与理论预测值吻合。由于利用的只是体表的瞬态温度信息,对生物组织不会造成损伤,也不会干扰生物组织正常的生理状态,整个测量系统也比较简单。     

用激光散斑跨零法监测皮肤血流变化

由皮肤散射形成的动态激光散斑携带了皮肤血流的信息.由于来自运动着的红血球的散射光两次经过皮肤表面,因而受到三次随机调制.本文根据串级散斑的快速时间涨落的特点,提出了用激光散斑的胯零率测量皮肤血流的新方法,给出了跨零率与血流速度参数之间的关系式和实验结果.     

可见光谱法无损识别壁画文物矿物质颜料的研究

针对取样分析技术破坏壁画文物完整性问题,提出非接触式可见光谱法原位无损识别壁画文物矿物质颜料物质成分和粒径的方法。构建非接触式获取平台原位无损采集壁画文物表面可见光谱;通过调研和实测数据分析,制备了壁画矿物质颜料可见光谱数据库。分析数据库中的光谱数据发现：同种化学成分的颜料具有相同的吸收特性,表现为光谱曲线峰值位置和几何轮廓的相似性;在不同粒径下又呈现出不同的散射特性,表现为光谱曲线幅度的差异性。为此,构建了壁画文物矿物质颜料物质成分和粒径的可见光谱法无损识别流程和识别方法,即提取光谱曲线几何轮廓特征构建表征空间实现了颜料物质成分的识别;在此基础上,提出了矿物质颜料需进行物理特征识别的理念,并建立了光谱曲线幅度积分值与颜料平均粒径间的拟合关系,实现颜料粒径识别。以敦煌莫高窟壁画为例验证了该方法的可行性。     

生物组织光学特性参数无损测量实验研究

Q631 2004064494 生物组织光学特性参数无损测量实验研究=Experiment research for non-invasive measurement of optical parameters of biological tissues[刊,中]/张连顺(南开大学现代光学研究所.天津(300071)).张春平…∥光电子·激光.—2004,15(6).—746-749 通过测量生物组织的表面漫射光分布,利用漫射近似得到的解析表达式,反演其光学特性参数,实现光学特性参数的无损测量。用透射法测量了生物组织模拟液Intralipid-10％的散射系数,用其作为验证无损测量的标准。无损法和透射法对同一种样品所测的结果进行了比     

变孔径像面散斑平均光强标定随机表面的理论与实验

采用随机表面的高斯相关模型和统计光学原理,推导出弱散射体在4f系统中的像面上光强的表达式.在此基础上提出了均方偏差粗糙度和横向相关长度的标定方法,该方法用理论结果对实验测量的像面散斑平均光强随滤波孔半径的关系曲线进行拟合,同时测量出被测样品表面的两个统计量.实验上制作了高斯相关随机表面样品,对其表面参数进行了测量,与AFM所测结果符合得较好,这表明该方法具有较高的精度. 关键词： 弱散射体 像面散斑 平均光强     

光谱校正技术在皮肤晚期糖基化终末产物检测中的应用

利用近紫外荧光光谱测量了人体皮肤组织晚期糖基化终末产物,并针对由被测皮肤组织吸收和散射引起的光谱畸变问题,重点研究了自体荧光光谱校正技术在荧光无创检测中的应用。采用波长为370nm的单色光照射人体手臂内侧皮肤,用光纤探头收集自体荧光光谱。在同一测试位置对荧光波段进行光谱扫描,得到皮肤组织反射率曲线。通过利用皮肤反射率曲线校正相应自体荧光光谱来获得固有荧光光谱。分别对糖尿病患者和健康对照组进行光谱检测和光谱校正,分析比较不同测试对象的校正结果。实验结果表明,光谱校正技术剔除了不同测试对象的皮肤差异对自体荧光光谱的影响,获得的固有荧光光谱能够作为区分糖尿病患者和健康对照组的依据。     

基于三点法的柱状生物组织热特性参数估计

针对柱状生物活体组织,提出了通过测量组织表面三个测量点的温度变化,同时确定多个热特性参数的新的非稳态无损测量方法。基于Pennes生物传热方程,建立了描述三点法测量系统传热过程的数学模型,进行了正问题的求解。根据数值计算以及参数灵敏度分析的结果,采用改进的高斯方法,对生物活体组织的热特性参数估计进行了模拟计算及分析。结果表明,采用三点测温同时确定活体生物组织的导热系数、血液灌注率、综合换热系数的测量方法是有效和可行的。     

传统陶瓷中结构羟基的光谱学研究

烧结粘土产品可以吸收水分子发生再羟基化,生成结构羟基的量与产品保存时间存在一定关系,基于该理论可以利用热重分析方法对陶器制品进行测年研究.红外与拉曼光谱技术也可以用来分析结构羟基信息,因此人们希望探索利用光谱分析方法代替热重法进行传统陶瓷无损测年分析.为了验证可行性,收集了多种典型矿物原料和可溯源的传统陶瓷样品,利用红...     

超声无损检测和无损评价的一种新方法研究

本文基于对超声后向散射回波信号的希尔伯特变换提出了无损检测和无损评价的一种新方法.利用这种方法,除了得到回波信号的振幅信息外还要得到相位变化信息,即瞬时频率.本文从理论到实际讨论了瞬时频率和材料特性之间的明确的定量关系,利用瞬时频率的分布和它在被测范围内的平均值,可以表征材料特性和缺陷性质.文中给出了模拟计算结果以及对粗晶材料、复合材料粘接强度、平底孔缺陷的实验结果,证明此方法切实可行,有应用前景.     

声带上表面振动黏膜波波速的激光测振估计方法

发声过程中声带组织振动的黏膜波测量对于声带组织力学特性和病理机制研究具有重要意义。本研究利用多普勒激光测振(Laser Doppler Vibrometer,LDV)和电声门图时间同步方法,对声带上表面的振动过程进行了重建,并基于该结果估计了黏膜波传播速度。通过离体犬喉发声实验,激光测振方法能够得到与高速光学方法相一致的黏膜波速度估计,并且能够重建不同时刻的声带上表面形态,证明了该方法应用于声带上表面振动特性研究的可行性和有效性。然而,由于单点测振的局限和时间同步的要求,稳态发声是保证该方法测量准确性的重要条件。      

基于红外反射光容积脉搏波的血管阻力研究

近红外光谱技术在血氧饱和度和血糖浓度的无损伤在体测量中得到了应用。本文利用基于反射式原理的红外光容积脉搏波对指尖和桡动脉进行了血管阻力等血流参数检测的研究。通过将提取到的光电容积脉搏波中峰峰值和特征K值参数与超声多普勒所测收缩期峰值血流速度和血管阻力参数进行相关性分析, 发现两者存在很强的相关性, 研究结果将扩展光电容积脉搏波在血流检测中的应用。     

皮肤光谱特性分析及诊断方法研究

本文介绍了一种光纤探头式皮肤反射光谱检测系统的结构。该系统采用精密光栅分光系统和CCD光电接收器件 ,能够快速检测皮肤反射光谱。依据皮肤反射光谱的特征和色度学原理 ,提出表示皮肤颜色的方法 ,给出了三刺激值和色差的计算公式以及病变皮肤表面颜色的区分界限。在分析了皮肤表面颜色和反射光谱曲线的基础上 ,提出实现客观自动识别病变皮肤的对策。通过比较病变皮肤与正常皮肤的反射光谱和色差 ,实现某些皮肤病的分析和诊断。利用此系统对典型皮肤病例的反射光谱进行测试分析实验 ,取得了较好的效果。     

红外热波无损检测中材料表面下缺陷类型识别的有限元模拟及分析

鉴于红外热波无损检测中被检测物的形状、尺寸、材料和缺陷类型的不同，为给红外热波无损检测提供前期实验结果的预演，利用大型有限元分析软件ANSYS选择3种热特性差异较大的均匀材料，设计了三维模型。利用软件的前处理器和通用后处理器，绘出不同时刻模型表面的温度场分布，以此确定温度分布材料缺陷的类型。通过对模拟数据进行分析，绘出不同缺陷的温度变化曲线。根据曲线斜率的不同，可定性确定缺陷的类型。模拟结果说明：大型有限元分析软件ANSYS可用于红外热波无损检测实验过程的模拟,模拟结果与实验结果相符。该方法可用于其他不同缺陷类型的模拟及定量识别。     

基于光学三维形貌数字重建的不规则表面的参数测量

针对不规则形状物体表面参数测量困难的问题,提出了一种利用光学三维形貌数字重建技术来获取待测物体表面三维数字信息的方法。首先利用傅里叶变换得到反映三维物体表面高度的相位数据,在计算机中重建三维待测物体,然后再利用Matlab软件编写面向用户的人机交互界面,通过计算机鼠标指定待测量的表面区域,最后运用Matlab软件对鼠标所指定区域的三维数字信息进行处理,根据几何关系计算出指定区域的表面积、两点间的曲线长度等参数,实现人机交互式的非接触测量。     

基于IPPG的非接触式皮肤血液灌注成像

临床上采用的皮肤血液灌注成像技术存在速度慢、成本高、只能测量皮肤表面特定位置处的血液灌注信息等问题。为解决上述问题，提出了一种基于成像式光电容积描记技术（IPPG）的皮肤血液灌注成像方法。首先，利用LucasKanade光流法对图像序列进行特征点动态跟踪，通过仿射变换对图像进行校正，减少运动伪影，改善IPPG信号质量。然后，采用滑动窗口遍历图像，获取各个窗口空间像素平均信号与整张图像空间像素平均信号的斯皮尔曼相关系数，并进行相关性地形图成像，以获取皮肤血液灌注分布图像。实验结果表明，所提皮肤血液灌注成像方法的正确率为81.82%，且整体成像质量和正确性优于其他已有方法。除此之外，所提方法在人体表皮最厚的四肢区域依然适用，表明其具有广泛的适用性。     

荧光法表面静压测量研究

本文利用氧致荧光猝灭效应,在实验上得到荧光强度随静态压强变化的正比关系曲线,与用Stern-Volmer方程和亨利定律分析的结果完全一致.这种方法可以用于风洞中被测物体表面压力及流场的测试,具有经济、灵敏、不破坏试件,工艺简单等特点.     

冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法研究

研究了4℃冷链条件下,冷却猪肉在1~14 d贮藏期间,表面菌落总数与400~1 100 nm光谱范围内相应高光谱图像的关系,提出了一种基于高光谱技术的冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法。并采用多元线性回归和偏最小二乘回归两种统计分析方法分别建立预测模型,均得到较好的预测结果,其预测集相关系数RV分别为0.886和0.863。实验结果表明,利用高光谱技术可以较好地定量分析冷却猪肉表面的菌落总数,应用该技术对冷却猪肉品质安全进行快速无损评价是可行的。     

无创测取舌温与人舌血液灌注率的计算分析

无创获取生物体变物性参数的方法,是生物传热研究的难题之一。本文提出了利用人舌红外热图优化计算舌血液灌注率的方法。通过热象仪测取人舌的二维温度场,根据给定的某些物性参数用生物传热模型进行逆运算,从而确定出人舌的血液灌注率。     

测不准关系和最小不确定态

利用力学量算符的厄密性和希尔伯特状态矢量模的非负性，重新给出了关于测不准关系的数 学证明.简单的证明过程不仅揭示了测不准关系某些经常被忽视的特征，而且还可以直接给 出最小不确定态的充要条件.在此基础上，我们提出了对易子为非零常数的任意一对力学量 的最小不确定态问题，并且采用玻色型产生和湮没算符给出了它们的压缩态的明显表达式. 关键词： 海森堡测不准原理 最小不确定态 压缩态