效果优异的“生物医学电子学”教学方法

新工科教育的核心不仅是“学以致用”,还要使学生具有“家国情怀”等人文素养,具有自主学习能力和终身学习的意识。而实践教学是有效的载体,与理论教学完全融为一体时可大幅度提高教学效益和效果,经过20多年在“生物医学电子学”课程教学过程中凝练的“上课提问→作业=实验→实验讨论→上课点评→课程教学”的迭代、循环过程教学方法,在教学实践中取得了很好的效果。

“生物医学电子学”课程教学资源的建设

为提高“生物医学电子学”课程教学的效果,我们从顶层设计开始,全面、综合地考虑“生物医学电子学”课程的多维度教学资源的建设,针对教学方法、教材、实验指导书、在线课程和实验室的各个资源的作用和特点,精心进行设计和建设,实现了资源完备、各个资源有机配合形成合力的多维度教学资源体系,为生物医学工程专业电子信息方向的高素质人才培养发挥了积极有效的作用。

丙烯酰胺类聚合物在储层岩石表面的吸附行为

研究聚合物在油气储层岩石表面的吸附滞留对于工作液配方优化、提升非常规油气藏经济效益具有重大意义。为分析储层岩石与丙烯酰胺类聚合物的吸附作用,采用淀粉-碘化镉法间接测定了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、部分水解丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物(HPAD)和丙烯酰胺类疏水缔合聚合物(HAP)在页岩、煤岩和砂岩表面的吸附量,量化了吸附时间、聚合物浓度、温度和矿化度对3种聚合物在岩石表面吸附行为的影响。结果表明,HPAM和HAP在岩石表面的吸附更符合准二级吸附动力学模型,而HPAD则更符合准一级吸附动力学模型。与HPAD和HAP相比,HPAM平衡吸附量更大。3种聚合物在储层岩石上的吸附过程都更符合Freundlich吸附模型。达到吸附平衡所需时间与聚合物、储层岩石种类密切相关。HPAM在3种岩石表面的吸附会达到饱和,而HPAD和HAP的吸附量随着时间推移而增加。温度升高,会导致解吸附加剧,从而导致吸附量下降;溶液矿化度升高,聚合物的溶解度降低,导致吸附量增加。聚合物在储层表面的持续吸附是其在工作液中消耗的主要原因。HPAD和HAP可能会由于其在储层岩石表面的持续吸附,导致有效浓度过低而使工作液失效。

溶胶凝胶法制备的Cu/SiO_2催化剂及其催化草酸二甲酯加氢反应

采用溶胶凝胶法制备了用于草酸二甲酯加氢合成乙二醇的Cu/SiO2催化剂,在优化的反应条件下,当催化剂中Cu含量为15%～25%时,草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性分别达到99.9%和95.0%.通过N2吸附-脱附、透射电镜、X射线衍射、氢气程序升温还原、N2O滴定法和X射线光电子能谱等手段对各Cu/SiO2催化剂进行了表征.结果表明,在相同反应条件下,随着Cu含量增加,硅胶对活性物种的包裹作用和Cu物种间的团聚作用对催化剂活性影响较大,当Cu含量≤10%时,硅胶对Cu物种的包裹作用强烈,是影响催化剂活性的主要因素;当Cu含量>10%时,催化剂表面Cu物种间的团聚作用变得突出,成为影响催化剂活性的主要因素,二者的消长对催化剂表面结构、活性物种的形态和化学环境的影响很大,并最终影响催化剂的性能.

免预硫化的加氢脱硫MoNiP/Al_2O_3催化剂的制备和表征

在Mo-Ni-P-O浸渍液中添加一定量的极性有机物如柠檬酸等,采用共浸渍法制备了一种不需预硫化和焙烧也具有较高加氢脱硫活性的MoNiP/Al2O3催化剂,并用N2吸附、程序升温还原、X射线光电子能谱、红外光谱和元素分析对催化剂进行了表征.结果表明,柠檬酸的添加削弱了金属组分与载体间的相互作用,有利于金属组分在载体表面的分散,且改善了催化剂的还原性,使催化剂在与含硫反应物料接触过程中自发硫化,从而有利于催化剂加氢脱硫活性的提高.

草酸二甲酯高效低温加氢催化剂研究进展

煤制乙二醇技术路线符合国家能源战略发展需要,可有效降低对乙二醇的进口依存度。草酸二甲酯加氢反应是该技术路线中的重要部分,铜基催化剂是用于草酸二甲酯加氢反应研究最广泛的催化剂,其在抗高温烧结性能方面仍面临着巨大的挑战。总结并分析了不同种类草酸二甲酯加氢催化剂的设计及构效关系,介绍了低温草酸二甲酯加氢铜基催化剂的改性策略及钌基、银基催化剂等新型多功能催化剂在酯加氢领域的最新研究进展,提出了草酸二甲酯高效低温加氢催化剂未来的研究方向。

一种新型锁相放大器检测电路

锁相放大是微弱信号检测的重要手段.现有的模拟锁相放大器参数稳定性和灵活性差,数字锁相放大器存在运算复杂等问题.为此,提出一种新型锁相检测电路,将传统锁相放大器的优点与Σ- Δ型A/DC的过采样和积分特性结合起来.对该电路作了理论分析,并通过实验证明了该电路比现有锁相放大器具有更好的性能,能实现与微处理器无“缝”数据采集和传输.

微型感应线圈车辆传感器

智能交通系统(ITS)是解决日益严重的高速公路和城市交通问题的有效途径。车辆检测传感器是ITS中最重要的交通数据采集设备之一。通过埋在地下或者安装于道路两旁的车辆检测器,可以准确实时地获得各种交通数据(包括车流量、车速度、车辆密度、占有率等)。在众多车辆检测器中,感应线圈式车辆检测器具有性能稳定、性价比高、应用方便等优点,因而目前在工程上应用最广。但其探测线圈体积庞大,安装时需要阻断交通,工程量大;线圈容易损坏。本文将采用微型线圈,并将单片机控制技术引入传统的车辆传感器中,从而有效地降低了安装的工程量,开发出适用性更强的车辆传感器。经实验证明,该传感器可有效地检测出车辆信号。

基于舌诊NIR反射光谱血清总蛋白含量的无创测量

采用舌诊近红外反射光谱对人体血清总蛋白(TP)含量进行无创检测。采集58例舌尖反射光谱进行反射率归一化并记录相对应的血清总蛋白生化分析值,将样本分为训练集和预测集,运用主成分分析结合BP神经网络法和偏最小二乘算法分别建立预测模型。主成分分析结合BP神经网络模型对预测集进行预测,平均相对误差为7.35%,均方根误差为3.069 1g.L-1,相关系数为0.902 1。偏最小二乘模型对预测集进行预测,平均相对误差为4.77%,均方根误差为0.130 1g.L-1,相关系数为0.971 8。实验结果证实了舌诊近红外反射光谱可以较为准确地用于总蛋白含量的无创检测。

基于光谱的中医舌色客观化方法初探

为了更加客观地反映舌的生理、病理变化,探讨了基于光谱的舌色客观化的新方法。按照国际照明委员会推荐的测色标准照明和观测条件测量舌体的反射光谱,并将测量得到的反射光谱进行归一化处理,以尽可能地除去光源等测量条件变化带来的影响。将光谱学的方法应用于舌诊领域,在多个波长上精确分析舌色信息,能够更加客观准确地刻画舌的颜色,提供更多与人体健康状况相关的微观信息,如舌组织成分、微循环状态和舌组织结构等,克服了以往方法不能准确、祥实反映组织成分、结构以及微循环状态,量化指标不精确、实用性差的缺点。通过对物体和人舌光谱数据进行的初步采集实验,证明相比于现有的比色法,光谱法既可以更全面、深入、客观地反映人舌所携带的生理和病理信息,突出舌色的细微区别,又可以用特征参数准确度量来表征,与现有物理基准相衔接,从而促进舌色客观化的研究进程。

EMD算法在动态光谱无创测量血红蛋白浓度中的应用

将经验模态分解（EMD）算法结合动态光谱理论中的频域提取算法用于血红蛋白浓度的无创测量。在体采集57例光电容积脉搏波，选取636．98～1086．86 nm范围内的光谱数据进行分析。首先通过EMD方法分别对各个样本每个波长的光电容积脉搏波进行去噪预处理，再利用离散傅里叶变换提取脉搏波的峰峰值构成动态光谱，最后运用偏最小二乘方法对各样本的动态光谱和血红蛋白浓度建立模型。与未经EMD处理的数据建模结果相比，EMD处理后，血红蛋白浓度预测集的相关系数从0．8798提高到0．9176，预测集均方根误差从6．6759 g＆#183;L-1减小到5．3001 g＆#183;L-1，相对误差从8．45％减小到6．71％，建模精度有了较大的提高。结果表明，采取经验模态分解的算法进行光电采集数据的去噪预处理可以提高光谱数据的信噪比，进而可以提高血液成分无创测量的准确性。

2008年夏季白令海和北冰洋异养浮游细菌丰度与分布特征

1引言 作为海洋微食物环（microbial loop）的重要组成部分,海洋浮游细菌在海洋浮游生态系统中起着重要作用。异养浮游细菌吸收溶解有机质（DOM）转化为自身颗粒有机质（POM）,

基于互联网的食品质量安全可追踪系统设计

文章对食品质量安全管理中存在的信息不对称因素进行分析,得出了加强食品质量安全管理的关键,在于增强食品质量安全信息的透明度和建立质量责任追溯机制。提出了基于条形码和互联网的食品质量安全可追踪系统的网络结构、系统流程、业务流程和信息标识的设计方案。

基于光谱法的中医证型快速诊断

传统中医的诊断中对舌色的观察是信息来源的重要方面,但中医望诊中,肉眼的判断会受到环境变化和医生主观的影响,对症候的诊断会产生一定的误差。作者从光谱学的角度入手,提出一种全新的中医客观化方法,用连续的光谱信息替代单一舌色,进而研究舌部携带信息的本质。实验中使用近红外光谱,对53个表寒里热患者、37个健康人和21个风寒患者采集舌部的反射光光谱信息,通过matlab进行数据预处理,利用minitab进行偏最小二乘法的建模和预测,可将健康人和表寒里热患者区分开,准确率达到85.6%,但近红外光谱的舌诊数据并不能区分表寒里热和风寒患者。文章为中医舌诊的客观化提供了一种全新的方法,为更深入地研究中医证候提供了数据支持。

血液成分无创检测中基于不确定度的光谱提取方法

近红外光谱血液成分无创检测技术发展至今已取得一系列进展。为进一步提高检测精度,基于动态光谱理论提出了一种改进的光谱提取方法:首先拟合出漂移基线,抑制了手指与夹具相对运动造成的影响;然后以方和根代替峰峰值组成光谱,减小了系统随机误差造成的影响。最后以血氧饱和度测量为例,对血氧饱和度系数Q进行不确定度分析,结合实验数据的理论分析表明以方和根代替峰峰值可使不确定度下降至原先的38%。在血氧饱和度检测实验中将改进后的方法与峰峰值法对比,可得精度更高的血氧饱和度系数Q,获得十组Q值的方差平均下降至原先的42%。理论分析与实验结果均表明,应用所提出的光谱提取方法可更加精确地从光电容积脉搏波中提取有效光谱,在血液成分的无创检测中有着重要的价值。

两种腹腔镜胆囊切除中转开腹术的对比分析

目的对比两种腹腔镜胆囊切除中转开腹术的原因和临床效果。方法回顾性分析2005—2008年20例腹腔镜中转胆囊切除术的中转原因及手术结果,比较被迫性中转开腹和强迫性中转开腹术的临床效果。结果强迫性中转开腹患者出现多种术后并发症(5/5),平均术后住院时间(30±11)d;被迫性中转开腹患者术后5例出现并发症(5/15),平均术后住院时间(11±3)d。强迫性中转开腹和被迫性中转开腹患者术后并发症发生率和住院时间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论及时进行被迫性中转开腹,可避免强迫性中转开腹,缩短术后住院时间,减少术后并发症。

脉冲磁场对神经元瞬时外向钾电流的影响

实验研究了脉冲磁场对小鼠皮层细胞的瞬时外向钾离子通道的影响。采用频率为15 Hz、强度为1.4 mT的超低频脉冲磁场对小鼠的脑皮层神经细胞进行刺激,而后应用全细胞膜片钳技术测量其瞬时外向钾电流特性。实验发现,超低频脉冲磁场对瞬时外向钾电流IA有一定的抑制作用,脉冲磁场作用可显著地影响通道的激活,对照组和脉冲磁场作用组通道半数激活电压分别为(13.25±2.22)mV和(30.98±4.11)mV(n=6,P<0.05),斜率因子分别为(24.00±2.05)mV和(23.30±2.13)mV(n=6,P>0.05)。结果表明,脉冲磁场作用皮层神经细胞可以改变其瞬时外向钾通道的特性,调节神经元的生理功能。

新生大鼠缺氧缺血脑白质损伤模型学习记忆能力的变化

目的通过缺氧、缺血法建立新生大鼠脑白质损伤(WMI)模型,评价大鼠各个生长时期的学习记忆能力及髓鞘碱性蛋白(MBP)表达变化。方法新生4日龄SD大鼠100只随机分为对照组和缺氧、缺血WMI组,应用HE染色法观察脑组织病理学改变。于术后4周、8周与12周分别观察大鼠神经行为学和学习记忆能力改变,并应用免疫荧光染色法和Western blotting法观察MBP在大鼠脑内的定位定量表达变化。结果 HE染色显示,WMI组大鼠出现缺氧、缺血脑白质损伤病理改变。WMI组大鼠神经行为学及学习记忆能力较对照组减弱,差异具有统计学意义(P<0.01)。WMI组各时间点的MBP表达量较对照组降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。结论新生4日龄SD大鼠发生缺氧、缺血脑白质损伤后,各个生长时期的学习记忆能力均减弱,MBP蛋白表达均减少,推测学习记忆能力减弱可能与MBP蛋白表达减少有关。

基于体表内部虚拟超谱图的组织结构和成分变化检测

为实现生物组织结构和成分变化的同时检测,提出体表内部虚拟超谱图(virtual internal hyperspec-trum of body surface,VIHBS)概念。在此基础上,设计了由调制光源、平移采集装置和光谱仪构成的VIH-BS采集系统。以猪肉为实验对象,等分为三份,一份为对照,剩余两份分别掺入红色滤光片和注入高散射物质脂肪乳溶液,模拟猪肉组织结构和成分的变化,并距入射光纤/mm处开始每隔0.5mm进行17个点的数据采集。结果表明,调制光源有效地抑制了环境光和光电器件暗电流影响,VIHBS技术在可见光波段实现了红色滤光片定位检测,以及在近红外波段的脂肪乳引起组织成分变化的筛查。这一研究表明VIHBS技术对组织内部结构和成分变化的检测有很大的可行性,随着研究深入有望为人体皮肤异常或疾病的早期诊断和筛查提供新手段。

基于试验方差分析的血氧测量波长选取的研究

为了提高血氧饱和度光谱测量的精度和可靠性,增强血氧饱和度测量数据的有效性,提出了基于试验方差分析的血氧测量波长选取的方法。通过分析不同波长组合对应的血氧饱和度系数分布情况,合理地利用统计理论,从中选取较好的波长组合。实验中以不同血氧饱和度临床数据为基础,建立了不同波长组合(660和940nm,660和805nm,805和940nm)计算出的血氧饱和度系数的单因素试验方差分析模型,参照分析模型中的F指标和p参数,比较分析不同波长组合的显著性,进而从光谱数据中选取出相对较好的波长组合,为进一步建模分析提供了可靠的中间数据。结果表明,选取660和805nm的波长组合引入的总误差相对较小,能更显著的代表血氧饱和度的变化,相比其他的波长组合进行分析能够提高血氧测量精度。本研究将试验方差分析方法用于血氧测量中波长组合的优选,效果显著,为血氧饱和度的测量和其他相关光谱的特征波长选取以及定量分析提供了新思路。试验方差分析方法有助于从光谱中提取代表被测量的有效信息。