麻醉气体的红外吸收光谱等效模拟方法

校准麻醉气体检测仪时需要使用标准麻醉气体,但标准麻醉气体制备成本高昂,配气过程费时费力。针对这一问题提出了一种麻醉气体等效模拟方法,采用红外滤光片模拟不同浓度麻醉气体对红外光的吸收,从而替代标准麻醉气体。建立了麻醉气体检测系统,制备了体积分数0.23%~8.50%的七氟醚气体和透过率为36%~95%的红外滤光片进行实验验证。结果表明:红外滤光片等效七氟醚气体浓度的重复性误差小于0.02%,温度效应引入的等效浓度最大变化量不大于0.02%+1.5%·c(c为被测气体体积分数),可实现对标准麻醉气体的等效模拟。

三维轮廓扫描法测量透镜曲率半径的实验研究

三维轮廓扫描方法可通过连续扫描透镜表面三维空间形貌,拟合得到其曲率半径值。该方法具有测量精度高、可任意选定测量区域、测量力微弱、对光学表面划伤可忽略等优点。通过实验,研究了三维轮廓扫描法测量透镜曲率半径的精度,并分析了测量区域大小、扫描间距等因素对测量精度的影响。实验结果表明,该方法测量凸、凹球面透镜的曲率半径的相对重复性可达到1×10-6。

拉曼光谱仪成像定位精度检测方法

激光共焦拉曼光谱仪通常采用逐点扫描的方式进行成像,若三维移动平台定位不准确,图像就会产生畸变,导致图像与样品不能匹配。针对这一问题提出了一种简便的拉曼成像定位精度检测方法,并基于费米函数拟合方法寻找边界来提高测量精度。通过在硅基底上镀一层70 nm厚金属铬图形的方法制作了检测模体,利用商业化仪器进行了实验验证,仪器的定位重复性为0.2μm。结果表明:该方法可以用于检测拉曼光谱仪的成像定位精度,具有简便和稳定的特点。

一种闪光动态参数校准方法

建立了闪光测量理论模型，提出了一种利用亮度阶跃信号校准闪光动态参数的方法，分析了闪光持续时间、动态亮度和闪光强度测量误差的来源，阐述了通过静态亮度和时间参数实现闪光动态参数量值溯源的方法。利用LED光源发出的亮度阶跃信号测定了闪光测量系统的阶跃响应，分别计算了闪光参数的各误差分量，推导了测量不确定度计算公式，测量了氙灯闪光参数并给出了测量不确定度。结果表明该方法可实现闪光动态参数的计量校准和量值溯源。

表面等离子共振生物传感技术及仪器化的过去、现在与未来

表面等离子共振生物传感是一种光学检测技术,可获得生物分子相互作用的特异性、亲和力和动力学常数等,无需对研究的分子进行标记、灵敏度高且可实时检测,已在生命科学的发展中发挥了重要作用,正在成为蛋白质组学研究和药物发现与开发的有力工具。本文详细回顾了该技术从物理现象发现到理论体系的完善,以及从实验室研究到仪器商品化的发展历程,概述了各个时期的研究特点、仪器化以及应用情况,探讨了有待解决的问题,并展望了未来的发展趋势。

视觉电生理闪光参数测量误差研究

闪光参数准确与否对于视觉电生理检查结果有效性具有重要意义。针对视觉电生理闪光参数特点,建立了闪光测量系统等效电路模型,基于传递函数理论分析了闪光测量系统参数对闪光强度、时程和波形测量误差的影响,以氙灯和LED为实验对象研究了系统参数在测量不同类型闪光时的误差。提出了减小测量误差以及消除测量闪光强度和LED闪光时程理论误差的方法并进行了实验验证。采用所述方法在不同系统参数下测量LED闪光强度结果的标准差为0.17%,LED闪光时程结果标准差为0.07%,可认为基本不变,实验与理论分析结果吻合。

基于SPR传感的空间相位调制蛋白质芯片检测方法

无标记蛋白质芯片检测可成为蛋白质组学研究的重要技术平台。将空间相位调制与SPR传感结合,使发生SPR时引起的反射光的相位变化转化为干涉条纹的位置变化,通过分析干涉条纹的位置变化即可获得反射光的相位变化,从而解析出相关生物信息。在构建了空间调制SPR相位检测实验装置的基础上,进行了生理盐水浓度测定以及兔IgG和羊抗兔IgG相互作用检测实验。实验结果表明,NaCl溶液分辨率至少为3×10-5RIU,检测的动态范围达到1.33～1.37,兔IgG与羊抗兔IgG相互作用时引起相位变化12°。这些实验结果表明,该方法适合蛋白质微芯片的检测。

人眼角膜参数计量校准与量值溯源方法研究

角膜曲率半径、屈光度和散光轴位是评价人眼角膜形态的关键参数。为解决人眼角膜参数准确测量和量值有效溯源,基于角膜反射成像原理,采用球面和环曲面设计形式,首次研制出人眼角膜参数系列标准。曲率半径测量范围为(5.5~10.0)mm,不确定度U=0.002 mm(k=2);轴位测量范围为0°~180°,不确定度U=1°(k=2)。建立了角膜曲率计工作基准装置国家计量标准,形成了人眼角膜参数量值传递与溯源体系。实验结果表明,该计量标准可以满足人眼角膜参数测量仪器的校准和量值溯源,保证人眼角膜参数的测量准确。

角膜曲率计轴位标准器的研制

为解决角膜曲率计的轴位检定,研制出角膜曲率计轴位标准器,由轴位模拟眼、轴位套筒与测量支架组成。轴位模拟眼为方形柱体,前表面为环曲面,后表面为磨砂平面,轴位模拟眼位于轴位套筒的方形通孔内,轴位套筒放置于测量支架的梯形测量槽内,通过装配和机械定位实现0°、45°、90°和135°的轴位测量,其轴位扩展不确定度U=0.5°(k=2)。实验结果表明,该轴位标准器可以满足各类角膜曲率计的轴位检定和校准。同时,还将提升现有角膜曲率计工作基准的测量能力,并为相关计量检定规程的修订和完善提供技术基础。

蛋白质微阵列SPR实时相位检测

将表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance,SPR)与空间相位调制检测结合,用一束准直的平行光照射传感芯片,在反射光路中引入渥拉斯顿棱镜,使光束中的p光和s光产生偏振光干涉形成条纹,生化反应的有关信息从干涉条纹的相位变化中得出.选择金膜厚度为30nm和40nm的两种芯片,分别用浓度为50%和20%的酒精-水溶液进行实验,得到SPR阵列图谱;选择金膜厚度为30nm,兔IgG作为阳性对照,牛血清白蛋白(BSA)作为阴性对照,与0.2mL的羊抗兔IgG、1.8mL水的混合溶液反应,得到阵列反应图谱.实验结果表明,这种方法具有抗干扰能力强,灵敏度高,无需标记和可实时检测等优点,能满足蛋白质芯片检测的要求.

基于SPR相位检测的蛋白质芯片信号获取与处理研究

表面等离子体共振传感器有可能发展成为一种灵敏的高通量检测的蛋白质组学研究工具,而信号获取和数据处理是其关键之一。本文利用数值模拟全面研究了微阵列相位检测的分辨率与空间采样频率、采样周期数以及ADC位数等关系,详细分析了相关、正弦拟合和傅立叶变换(FTP)等算法对相位检测的精度和误差等影响。研究结果表明,在理想状况下,4个CCD像素就能满足分辨率对光电转换的要求,而在有噪音的情况下,分辨率随着空间采样频率的增加而提高;信号周期数对分辨率影响不大,但有利于克服噪声影响,提高精度;ADC对分辨率影响最大,高分辨率需要选择多位ADC,8位ADC时分辨率约为0.15°,10位时约为0.05°,而12位时约为0.01°。

血压模拟器的计量校准与探索研究

本研究对市场上三家主流血压模拟器制造公司的六个型号的七台设备依据JJF 1626-2017《血压模拟器校准规范》对其静态压力范围及示值误差、模拟血压范围、血压示值重复性、脉率误差及气密性进行了测试,并对结果进行了分析对比,总结了现有各种型号血压模拟器的性能与特点。在此基础上,提出了一种提升血压模拟器血压示值准确性的研究方案,通过高精度血压采集装置,采集真实人体血压数据并建立标准数据库,嵌入到开发的血压模拟器方案中,从而统一在用的各种型号的无创自动测量血压计示值,保证一致性。

基于MTF的十字线目标自动调焦算法

十字线目标作为调焦系统中的常见目标,其调焦精度是影响调焦系统测量结果的关键因素。传统的调焦函数在灵敏度和实时性方面不能完全满足自动调焦要求。基于调制传递函数(modulation transfer function,MTF)的自动调焦算法通过连续测量多幅图像在固定频率下的MTF值绘制调焦曲线,得到调焦曲线的唯一极值点即正焦位置;在Matlab运行环境下,与现有算法进行比较,结果表明,基于数字图像MTF的调焦函数可实现单张图片的清晰度值计算仅用0.01 s,该算法实时性更好、灵敏度更高,具有应用价值。

麻醉深度监测设备检测方法研究

针对麻醉深度监测设备计量检测和性能评价方法缺失的问题,提出采用临床采集的真实脑电信号评价麻醉深度指数测量结果的方法。利用自制麻醉深度监测设备检测系统,将青年和老年患者的麻醉状态脑电信号输入BIS指数、CSI指数、Ai指数等三种麻醉深度监测设备,对测量结果的一致性和重复性进行了计算和评估,分析了指数与脑电信号频谱的相关性。三种指数在反映麻醉状态变化的整体趋势上有较好的一致性,但在麻醉过渡状态和老年患者样本的情况下表现出显著差异。结果表明该方法可用于三种麻醉深度监测设备的检测,对开展麻醉深度监测设备计量质控具有一定的指导意义。

空间相位调制表面等离子体共振检测蛋白质芯片

蛋白质组学研究需要无标记高通量的检测技术。将空间相位调制与表面等离子体共振传感结合,使生物分子相互作用引起的反射光的相位变化转换成干涉条纹的移动,通过计算条纹的位移可得到相位的变化量,解析出相关的蛋白质相互作用信息。实验结果表明:系统的相位分辨率为0.2°,可检测出质量分数为0.02%的食盐溶液,相当于3×10-5RIU(refractive index unit)的折射率分辨率。适当增加传感芯片上金膜的厚度,可将折射率分辨率提高到2×10-6RIU。兔IgG与羊抗兔IgG相互作用实验又进一步表明:该系统具有实时阵列检测蛋白质相互作用的能力,进一步提高精度并完善后可成为蛋白质组学研究的重要工具。

体外起搏器校准装置的研制

体外起搏器是一种通过电刺激来治疗心律失常,实现心脏起搏的医疗设备,其关键计量参数的准确性关系到患者的生命安全,有必要定期进行校准。针对这一校准需求,研制了一种体外起搏器校准装置,实现了对体外起搏器脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲频率、感知灵敏度、不应期等参数的校准。重点介绍了体外起搏器校准装置的工作原理与软硬件的设计方法,并对校准装置的关键参数进行了测试,结果表明其技术指标达到了体外起搏器校准需求。该校准装置具有体积小、操作方便、准确度高等优点,解决了体外起搏器缺少校准装置的关键问题,完善了量值溯源体系,有助于降低体外起搏器的临床风险。

视觉电生理潜伏期校准方法

提出一种视觉电生理潜伏期校准方法，通过对闪光刺激和图形刺激信号进行检测、放大和处理，触发信号发生模块产生标准脉冲电信号，输入视觉电生理仪电记录系统，从而实现潜伏期校准。建立了视觉电生理潜伏期校准系统，并通过一套标准闪光源系统实现潜伏期向时间基准的量值溯源。利用商品化视觉电生理仪进行了校准实验，计算了潜伏期测量误差及其不确定度。实验结果表明，视觉电生理潜伏期校准系统可实现潜伏期的计量校准，在10-100ms范围内的测量误差不大于±0．3ms。

先进国家计量机构医学计量的前沿研究热点

本文是国家科技支撑项目“医学诊疗设备计量标准与溯源体系研究（2011BA102B00）”中课题“医用光学与放射影像设备计量标准与溯源体系研究（2011BA102B02）”之子课题“医学计量体系框架研究”中的部分内容，旨在跟踪了解国际先进国家计量机构在医学计量领域所开展的前沿热点技术研究工作。

视听诊断设备计量标准研究

据调查显示,我国视力和听力残疾人数占全国残疾总人数的39%。在医学临床上,视听诊断设备广泛应用于视觉和听觉系统疾病的诊断与治疗。那么,如何保证视听诊断设备使用与管理过程中的量值准确性与一致性呢？

噬菌体展示蛋白质芯片的无标记检测

为获得丰富的特异识别分子和实现无标记、高灵敏度检测,利用噬菌体展示技术,选择在pIII蛋白上展示12肽的噬菌体M13作探针,采用羧基-氨基共价耦联法制备噬菌体展示蛋白质芯片。在此基础上,与表面等离子体共振传感技术结合,使用Biacore3000仪器,检测噬菌体展示蛋白质芯片与特异性抗体的反应,测定反应动力学常数。实验结果表明:当抗体浓度为0.4μmol.L-1时,响应信号可达365±8个单位;不同浓度的抗体与芯片反应的数据较好地与S型曲线吻合。该方法可望用于噬菌体展示蛋白质芯片的检测。