国家自然科学基金(60174032)
- 作品数：30 被引量：233H指数：8
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- 相关机构：天津大学金日成综合大学天津医科大学总医院更多>>
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- 相关领域：理学医药卫生自动化与计算机技术机械工程更多>>
- PLS在基于动态光谱的人体血液中性粒细胞无创测量中的应用被引量：3
- 2010年
- 利用动态光谱指端透射法进行了人体血液中性粒细胞百分比无创测量的研究。对21名健康志愿者进行了在体测量,选用偏最小二乘法(PLS)对获取的动态光谱数据和中性粒细胞百分比实测值进行建模分析,建立的定标集的相关系数为0.922,最大相对误差为5.85%,平均相对误差为4.13%;对定标模型的预测能力进行了验证,其中预测集的相关系数为0.912,预测集的相对误差最大为6.74%,平均相对误差为5.07。结果表明:动态光谱法可以有效地克服测量位置及人体成分等对光谱测量的影响,较准确地进行人体血液中性粒细胞百分比的测量,是一种比较好的血液成分无创测量方法,具有较高的临床应用价值。
- 张宝菊贾萍张志勇林凌门剑龙李刚
- 关键词：无创测量偏最小二乘法
- 动态光谱法对提高近红外无创血液成份检测精度的理论分析被引量：39
- 2006年
- 近红外光谱无创血液成分检测因测量方法具有优越性,已经成为生物医学领域的研究热点之一.但除血氧以外,目前还没有进入临床应用的报道,其原因在于个体差异和测量条件对检测精度的影响.研究了一种不同于传统的新检测方法-动态光谱法可使测量精度提高.先从检测原理出发,研究了传统的近红外无创血液成分测量过程中产生误差、造成测量精度较低的因素;再分析了动态光谱法对这些因素的抑制或克服.从理论上得到了动态光谱法可以大大提高血液成分无创检测精度的结论,为基于光谱法的无创血液成分检测的临床应用提供了条件.
- 李刚王焱李秋霞李晓霞林凌刘玉良
- 关键词：血糖浓度无创检测
- 利用统计处理方法提高动态光谱的检测精度被引量：2
- 2007年
- 近红外光谱法成分检测因其检测方法的优越性,已成为生物医学领域的研究热点。目前国内外相关研究虽然广泛,可是还没有进入实际临床应用的报道。关键是现有检测方法中存在着个体差异,测量条件的影响,使光谱检测精度达不到要求,因此提高检测精度是血液成分无创检测得以实现的关键。文章在最近提出的一种新的近红外血液成分检测方法-动态光谱法的基础上,利用传统的统计处理方法,通过剔除含有粗大误差的奇异点和多次测量统计平均来提高动态光谱检测精度。实验结果表明含粗大误差的奇异点剔除和多次测量统计平均能够提高动态光谱的检测精度。
- 李刚刘玉良林凌王焱
- 关键词：粗大误差
- 基于随机松弛的离散HMM参数估计和信号恢复被引量：4
- 2007年
- 细胞膜离子单通道信号是皮安级的跨膜随机离子电流,由于信号的微弱性,膜片钳技术记录中单通道电流往往淹没在强背景噪声中。传统上采用阈值检测器来恢复通道电流信号,这需要人为设定阈值,尤其是信噪比低时,阈值检测器失效。本研究采用隐马尔可夫模型(HMM)的通道信号恢复及参数估计技术,首先利用基于随机松弛(SR)的离散HMM参数全局优化算法,估计通道的动力学参数,确保模型训练中参数收敛到全局最优。在此基础上,从噪声污染的膜片钳记录中恢复通道电流信号。理论和实验结果表明,在低信噪比情况下(SNR<5.0),该方法用于白噪声背景下细胞膜离子单通道参数估计和信号恢复时,参数收敛速度快,信号恢复精度高,算法抗噪能力强,可以较好地描述实际对象特性。
- 乔晓艳李刚林凌
- 关键词：信号恢复参数估计隐马尔可夫模型
- 静态傅里叶变换光谱仪的机理及干涉条纹的校正被引量：4
- 2008年
- 针对高速、瞬时光谱测量要求光谱仪的结构简单、装备方便、实时性强的特点,文章介绍了一种静态傅里叶变换光谱仪,并对其原理进行了推导与剖析。针对其调整中出现的干涉条纹的倾斜校正问题,进行了详细的理论分析和干涉条纹模型的数学推导,得出倾斜镜旋转参数和光学元件最小通光口径之间的数学关系,以及倾斜镜旋转参数和干涉条纹旋转参数之间的数学关系。通过利用Matlab7.0数学工具,对所总结推导的干涉条纹模型进行模拟,对所得的各种参数之间的数学关系进行验证。分析结果表明据此数学关系所求得的β角校正精度达到1.4%,是一种有效可行的校正方法。
- 林凌任钊李刚
- 关键词：静态型傅里叶变换光谱仪
- 消除个体条件测量差异的动态光谱及其频域提取法的研究被引量：21
- 2006年
- 在近红外光谱的皮肤无创检测中,个体差异是一个相当大的技术难题。在血液成分无创检测中,个体差异包括毛发、角质层、表皮、真皮、皮下组织、肌肉、骨骼等。研究表明,个体差异随着个体不同而不同,是阻碍血液成分无创检测技术实用化的重要因素。文章提出了基于光电容积脉搏波的产生机理和傅里叶变换的检测血液成分浓度的新方法———频域提取法,这种方法可以消除测量中由于皮肤组织和肌肉组织产生的差异;提出了动态光谱的概念,从理论和实验两个方面说明了这种方法的优点,并通过实验直接提取了各波长中仅由血液成分产生的吸光度光谱图,对于近红外光谱无创检测血液成分的实际应用有着重要意义。
- 李刚李晓霞林凌刘玉良王焱
- 关键词：傅里叶变换近红外光谱无创检测
- 频域OCT图像的深度坐标标定被引量：3
- 2008年
- 为了对频域OCT图像深度坐标进行标定,本文提出了一种方法,并进行了实验验证。频域OCT图像深度坐标由宽带光源的特性与样品的不均匀折射率决定,因而坐标间隔不均。最大深度坐标(频域OCT的探测深度)由线阵CCD的像素总数和参考镜的虚像位置决定:线阵CCD的像素总数越多,最大深度坐标越大,但最终被光谱仪的分辨率所限制;参考镜的虚像位置设于样品以内时,最大深度坐标比参考镜的虚像位置设于样品以外时大一倍。该方法可以应用到实际频域OCT系统中。
- 林凌李刚张泰石郑羽
- 关键词：迈克尔逊干涉仪空间频率
- 基于动态光谱的脉搏血氧测量精度分析被引量：21
- 2006年
- 脉搏血氧仪具有连续、无创、快速、准确监测人体动脉血氧饱和度和心率的功能,现已在临床上发挥重要作用。脉搏血氧饱和度检测法结合分光光度测定法和容积描记法2个基本方法,用红光和红外光同时对手指及耳垂等组织照射和检测。红外光和红光的容积描记图的波幅比值,随动脉血氧饱和程度而变化。目前使用的脉搏血氧仪基本上采用的是传统的脉搏血氧饱和度检测方法,由于其结果受到测量原理,测量条件及个体差异等多方面因素影响,精度不能令人满意。文章从动态光谱的观点出发,通过分析传统脉搏血氧测量原理中产生误差的原因,从理论上推导出实现高精度脉搏血氧测量的方法。动态光谱方法在原理上具有抑制或克服个体差异和测量条件对检测光谱影响的优点。采用该方法可以消除脉搏血氧饱和度测量的理论上的绝大部分误差。
- 李刚李尚颖林凌王焱李晓霞卢志杨
- 关键词：血氧饱和度
- 采用特殊镀膜分束器的OCT系统性能分析被引量：2
- 2006年
- 基于共焦模式的OCT蒙特卡罗仿真模型，研究了在OCT系统中高散射生物组织背向散射光的反射率。仿真结果：表明对OCT成像有贡献的背向散射光强是样品臂入射光强的10^-8～10^-10，这样微弱的有用信号限制OCT系统的成像速度、探测灵敏度、信噪比和图像对比度等系统的性能。为此设计了一种带有特殊镀膜分束器的OCT系统。采用这种结构的分柬器，第一，在保证入射光对生物组织无热损伤的情况下，可以尽量提高光源的输出功率，改进之后的干涉仪可以使参考光衰减4个量级，因此不会使光电探测器的输出轻易达到饱和状态。第二．大幅度减小了参考光与信号光之间的能量差距，图像干涉对比度大约提高2个数量级，即使在高速成像的情况下，仍然能够使OCT系统具备较高的成像质量。第三，这种特殊结构的干涉仪可以使样品臂的入射光最强，并将背向散射信号光因分束器反射的损失减少到最低程度，从而使系统的信噪比提高了6dB，并通过对样品的测试可以测得系统的探测灵敏度可以提高到43dB。
- 郑羽李刚张泰石刘晶晶林凌
- 关键词：信噪比
- 弱激光对神经元瞬时外向钾通道电流特性的影响被引量：1
- 2007年
- 应用全细胞膜片钳技术,研究了急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经细胞在波长670 nm、功率5 mW的半导体激光器照射时,其瞬时外向钾通道电流特性。实验发现:弱激光对瞬时外向钾电流IA有抑制作用,5 min激光抑制作用达到稳定,去极化至+50 mV时抑制百分比为(40.13±5.19)%(n=10);弱激光对IA的抑制作用呈现电压依赖性和可逆性,对照组、照射组和恢复组的最大激活电流密度分别为(398.55±36.49)pA/pF(、238.62±30.78)pA/pF(n=10,P<0.01)和(354.08±35.16)pA/pF(n=10,P>0.05);激光作用可显著地影响瞬时外向钾通道电流的稳态激活和失活过程,对照组和激光照射组通道的半数激活电压分别为(-27.05±4.53)mV和(-2.10±3.14)mV(n=10,P<0.01),斜率因子分别为(-26.71±6.15)mV和(-20.70±4.38)mV(n=10,P<0.05),半数失活电压分别为(-70.49±7.21)mV和(-81.27±6.26)mV(n=10,P<0.01),斜率因子分别为(9.47±3.54)mV和(9.58±3.02)mV(n=10,P>0.05)。结果表明:弱激光作用海马神经元可以改变其瞬时外向钾通道特性,从而影响动作电位的形成和发放,调节神经元的生理功能,有利于受损神经元的恢复和再生。
- 乔晓艳李刚贺秉军林凌
- 关键词：瞬时外向钾电流膜片钳技术弱激光照射神经元
