基于近红外光谱技术苹果尺寸差异对糖度模型适用性的影响

为消除水果自身尺寸差异对其糖度预测模型的不利影响,进一步提高水果分选模型精度,应用近红外光谱在线检测装置采集不同果径苹果的近红外光谱,对光谱进行多种预处理后,分别建立苹果可溶性固形物的偏最小二乘法模型,再用苹果果径75~85mm组中的建模集预测苹果果径分别为65~75、85~95mm组中的预测集样品,最后用果径组65~75、75~85、85~95 mm中的建模集和预测集,分别作为混合苹果尺寸糖度预测模型的建模集和预测集,并利用特征光谱选择算法对模型进行简化,建立苹果糖度通用预测模型。结果显示:与建模集和预测集果径不同时所建立的苹果糖度预测模型最优组相比,其相关系数Rp由0.805提高至0.943,预测集均方根误差值RMSEP由0.778减小至0.480,RPD由0.96增加至3.05,再对建立的通用模型进行简化,可以降低苹果尺寸对苹果糖度模型的影响,提高模型预测性能。

基于多模型决策融合的苹果产地判别及糖度含量预测

苹果产地溯源与苹果糖度含量预测具有非常重要的现实意义,通过建立模型达到产地判别与糖度预测目的。为了克服单个模型的局限性,通过将多个模型的预测结果综合,提高整体预测性能。采用近红外光谱结合多模型决策融合策略对苹果产地进行溯源鉴别,对苹果糖度值进行预测,验证理论方法的可行性。采用手持式近红外检测仪采集了苹果样本的光谱,使用样本光谱结合随机森林(RF)方法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)与支持向量机(SVM)方法建立了苹果产地判别模型。再对三种判别模型输出的预测结果使用投票制决策融合方法,输出新的判别结果。对所有苹果样本采集了糖度实际值,使用样本光谱与糖度实际值结合随机森林(RF)、偏最小二乘回归(PLSR)与支持向量回归(SVR)方法建立了糖度预测模型。采用三种回归模型输出的结果,通过加权法决策融合策略输出新的糖度预测结果。在不使用投票决策方法时,三种定性建模方法中使用RF方法建立判别模型效果最好,预测准确度达到88.71%。使用SVM方法预测效果最差,预测准确度为77.43%。使用投票决策方法后,对苹果产地鉴别的准确度达到93.42%,其预测的精确度与召回率也达到了双高,均在85%以上。在不使用加权的决策融合方法前提下,三种定量建模方法对苹果糖度的预测均有不错的效果。三种方法预测的决定系数均约0.87,预测均方根误差均约为0.78。使用了加权的决策融合方法,对糖度的预测效果有一定的提升。预测决定系数为0.91,预测均方根误差为0.66。通过在苹果产地的鉴别与苹果糖度的预测中,使用多模型决策融合方法提高了苹果产地判别的正确率,提升了对苹果糖度预测的准确性,证实了所提方法的可行性。同时,手持式近红外检测仪结合多模型决策融合方法也为现场无损检测分析提供了一种新的高精度预测手段。

基于近红外在线装置苹果糖度模型参数优化研究

糖度(SSC)是苹果内部品质主要评价指标之一,近红外光谱技术是预测苹果SSC的首选技术,优化近红外光谱采集装置的参数,可以提升模型的性能。采用本课题组自主研发的动态在线设备采集苹果的近红外光谱(350~1150 nm),研究不同参数条件下(运动速度、积分时间和光照强度)对近红外光谱预测苹果糖度模型的影响,优化动态在线装置的参数。210个红富士苹果被分为两批,第一批90个苹果样品,经过Kennard-Stone算法(K-S)算法分为建模集和预测集,用于研究不同运动速度、不同积分时间对苹果SSC含量在线预测模型的影响。在0.3和0.5 m·s^(-1)两种运动速度下,使用多元散射校正(MSC)、小波变换(WT)、标准正态变量变换(SNV)对采集到的光谱进行预处理,对不同移动速度的光谱构建糖度的偏最小二乘回归模型(PLS),结果表明:装置的运动速度为0.5 m·s^(-1)所建立的预测模型性能较优,在四种不同积分时间中,积分时间为120 ms时,经SNV预处理所建立的模型性能最优,其预测集的相关系数和均方根误差分别为0.968和0.331。第二批苹果120个,经K-S分为建模集和预测集,选择运动速度为0.5 m·s^(-1),积分时间为120 ms的装置参数进行不同光照强度对苹果SSC预测模型影响的研究,结果发现:在光照强度为4.5 A时,采集到的光谱相对其他光照强度组有较大的变化,光谱在640和800 nm处的波峰基本消失。在光照强度为6.5 A时,经SNV预处理后建立的模型性能最优。再使用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)对采集的光谱数据进行波长筛选后,建立苹果SSC模型,结果表明:CARS-PLS所建立的模型性能较好,其预测集的相关系数和均方根误差分别为0.991和0.149,同时简化了模型,提高了模型的稳定性。研究表明:对动态在线设备进行参数优化,有助于提高苹果模型的预测精度,该研究有助于对苹果品质在线分选提供技术支持。

基于ArcGIS和Vis-NIR脐橙园土壤养分含量分布图预测研究

以赣南区某脐橙园土壤为研究对象,针对不用层土壤的全氮、全磷及有机质养分信息,采用傅里叶型近红外光谱仪和可见/近红外光谱检测装置不同参数配比下组合,采集土壤样品光谱。用化学方法测定养分真值,结合光谱预处理方法和化学计量学算法建立定量检测数学模型,选择出最优的仪器参数、最合适的预处理方法和算法,确定最终的数学模型。实验采样点的数量是有限的,要想得到整个研究区的养分分布数据就需要采用克里金插值法(Kriging)对这些采样点各养分进行插值,运用ArcGIS软件中的地统计分析模块功能,对采样点的土壤全氮、全磷及有机质的真实化学值和最优模型预测值进行克里金插值,得出采样区的土壤养分空间分布图。

变量选择结合模型更新以改进苹果的糖度检测

为了获得稳健的近红外光谱模型,采用变量选择结合模型更新的方法,以240个红富士苹果为对象,取得近红外漫透射光谱和糖度数据,建立偏最小二乘回归模型,对苹果糖度含量进行预测,并采用后向区间偏最小二乘法和竞争性自适应重加权算法,对建模变量进行了选择,通过将新批次中的一些样品加入到旧批次中重新校准来实现模型更新。结果表明,变量选择可以提高模型性能,预测决定系数提高到0.7915,预测均方根误差降低到0.5810,预测偏差降至0.2627;结合模型更新策略,可以进一步降低预测均方根误差和预测偏差;仅使用20个样品进行模型更新已经明显改善了模型性能,预测决定系数提高到0.8506,预测均方根误差降到0.4358,预测偏差降到0.1045。这一结果对于多种水果建立稳健的近红外光谱模型是有帮助的。

参芪益心汤治疗病毒性心肌炎56例

目的观察自拟方参芪益心汤治疗病毒性心肌炎临床疗效。方法选取2011年3月—2014年9月门诊及住院治疗的112例病毒性心肌炎病人,随机分为治疗组和对照组。治疗组给予自拟参芪益心汤加减治疗,对照组给予西医常规治疗营养心肌、抗心律失常等对症处理,比较2组的治疗效果。结果治疗组的临床疗效总有效率为94.6%,显著高于对照组的82.1%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论参芪益心汤可改善患者心肌功能,能提高患者免疫力,增强抵御病毒的能力,对病毒性心肌炎有着较好的治疗效果。

D型环光子晶体光纤表面等离子体共振传感器

提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低折射率传感,并具有高传感灵敏度特性。分析物的折射率可检测范围为1.20~1.38,平均波长灵敏度和最大波长灵敏度可分别达到13717 nm/RIU和21150 nm/RIU,分辨率可达到1.94×10^(-5) RIU。该传感器可在化学、生物以及环境检测等领域有重要的应用。

益心舒胶囊治疗病毒性心肌炎的临床观察

目的观察益心舒胶囊治疗病毒性心肌炎的临床疗效和安全性。方法将115例病毒性心肌炎随机分为治疗组(60例)与对照组(55例),两组病人均给予5%葡萄糖250mL加入三磷酸腺苷(ATP)40mg、辅酶A 200U、维生素C 5.0g静脉输注等常规治疗,每日1次,治疗2周。治疗组在常规治疗的基础上给予益心舒胶囊,每次3粒,每日3次口服,疗程为4周。观察治疗前后临床症状、体征、心电图、心肌酶学的改变。结果治疗组临床疗效总有效率为91.7%,心电图改善总有效率为73.3%;对照组临床疗效总有效率为76.4%,心电图改善总有效率为61.8%。两组疗效差异有统计学意义(P<0.05)。治疗组心肌酶学的改变明显优于对照组(P<0.01)。结论益心舒胶囊治疗病毒性心肌炎安全有效。

悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件研究

在对国内外主缆系统防腐涂装发展状况调研的基础上,提出一套系统的悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件,以规范主缆系统防腐涂装的设计、施工与运营维护,确保悬索桥的安全与长寿命。

基于光源发射接收一体化探头的糖度分选线改造研究

传统外部品质分选目前已经无法满足人们对水果口感品质的需求,对传统外部品质分选线进行糖度分选改造,实现糖度分选,对确保水果的口感品质具有重要意义。分别采集两种不同检测方式下获取的脐橙的近红外漫反射光谱,其中环形发射与接收漫反射方式的光谱能量要比多点发射与接收漫反射方式强,波峰与波谷位置大致相同。近红外漫反射光谱经基线校正、多元散射校正、一阶、二阶导数等方法进行光谱数据预处理,以减少杂散光和噪声的影响。分别建立脐橙在两种不同漫反射检测方式下的糖度偏最小二乘(PLS)模型进行对比分析。实验结果表明,采用基线校正预处理方法获得的结果最优;环形发射与接收漫反射检测方式下的糖度模型预测相关系数为0.81,预测均方根误差为0.46°Brix,多点发射与接收漫反射检测方式下的糖度模型预测相关系数为0.76,预测均方根误差为0.53°Brix。研究表明,应用PLS建模结合近红外漫反射光谱对传统外部品质分选线中的糖度分选线功能进行升级改造是可行的。

安律胶囊对豚鼠心室肌细胞钾离子通道的影响

目的:通过研究安律胶囊对豚鼠心室肌细胞钾离子通道的影响,以探讨其抗心律失常的作用机制。方法:采用膜片钳全细胞记录技术记录了安律胶囊对单个豚鼠心室肌细胞钾电流的影响。结果:①安律胶囊清膏2、20、200μg/L可使IK1幅值从给药前的(-2.06±0.29,nA)降低到(-1.95±0.34、-1.67±0.43和-1.62±0.25,nA),大剂量具有显著的统计学意义(P<0.05);在对IK1时效关系的实验中,在200μg/L的安律胶囊清膏作用下,未计时时最大内向峰值钾电流为(-1.60±0.27,nA),1min、4min、8min后,最大内向峰值钾电流分别为(-1.56±0.35,-1.34±0.26和-1.26±0.29,nA),无统计学意义(P>0.05)。②安律胶囊清膏2、20、200μg/L可使Ito1幅值从未给药时的(1.14±0.17,nA),降低到(1.13±0.17、1.10±0.16和1.06±0.13,nA),但无统计学意义(P>0.05)。③安律胶囊清膏2、20、200μg/L可剂量依赖性的降低Ik,分别使Ik幅值从给药前的(1.45±0.15,nA),降低到(1.42±0.15、1.29±0.10和1.20±0.11,nA),中剂量组具有显著的统计学意义(P<0.05),大剂量具有极为显著的统计学意义(P<0.01);在对Ik时效关系的实验中,在200μg/L的安律胶囊清膏作用下,未计时时最大内向峰值电流为(1.45±0.15,nA),1min、4min、8min后,最大内向峰值钾电流分别为(1.21±0.10,1.20±0.12和1.11±0.13,nA),无统计学意义(P>0.05)。结论:安律胶囊对IK1有一定的阻滞作用且可剂量依赖性的阻滞Ik,但不具有时间依赖性,对Ito1无阻滞作用,这是其抗心律失常作用的机理之一。

复脉康胶囊治疗冠心病缓慢型心律失常的临床研究

目的:观察复脉康胶囊对冠心病缓慢型心律失常的临床疗效。方法:采用随机双盲双模拟对照的方法,按1:1随机方法将80例患者分为治疗组40例,对照组40例。治疗组在采用常规西医扩冠抗凝基础上,同时口服复脉康胶囊,4粒/次,每日3次;并口服心宝丸安慰剂,每次5粒,每日3次。对照组在常规西药扩冠抗凝基础上,同时口服心宝丸,每次4粒,每日3次;并口服复脉康胶囊安慰剂,每次5粒,每日3次。观察2周后评价疗效。结果:治疗组治疗后心悸总有效率87.5%,对照组治疗后心悸总有效率80%,两组间有显著性差异(P<0.05)。在心电图的改善方面,治疗组提高率为35.4%,对照组为22.4%,两组间比较有显著性差异(P<0.05)。在主要症状的改善方面以及对血液流变学的改善方面,治疗组均优于对照组(P<0.05)。未发现患者服用复脉康胶囊后出现不良反应。结论:复脉康胶囊能有效提高缓慢型心律失常患者的心率,具有明显的抗心律失常的作用,并能有效改善冠心病缓慢型心律失常患者的临床症状,且无副作用。

基于高光谱成像技术对脐橙叶片的叶绿素、水分和氮素定量分析

用遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)和正适应加权算法(CARS)分别提取赣南脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对叶绿素、水分和氮素的含量用偏最小二乘法(PLS)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,用GA、SPA和CARS算法分别选出特征波长建模。结果表明:叶绿素CARS—PLS模型、水分和氮素的GAPLS模型效果最优,预测集相关系数分别为0.96、0.91、0.82,可以结合高光谱技术对赣南脐橙叶绿素、水分和氮素进行快速无损的定量分析。

基于CARS算法的脐橙果园土壤有机质近红外检测

以江西省万安县一脐橙果园土壤为研究对象,对采集到的57个土壤样本经风干、过筛,然后进行有机质含量测定,同时使用布鲁克TENSOR37型傅里叶变换近红外光谱仪进行光谱采集。采集到的光谱数据经过平滑(S-G)、标准正态变量变换(SNV)、一阶微分(1st D)、多元散射校正(MSC)4种方法预处理。然后通过遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)、正自适应加权算法(CARS)3种方法筛选出有机质的敏感波段。结果表明,正自适应加权算法(CARS)加权筛选出40个变量,其预测相关系数(Rp)为0.937,预测均方根误差(RMSEP)为0.410。这表明正自适应加权算法(CARS)可以有效的筛选出脐橙果园土壤有机质的敏感波段,同时为脐橙果园土壤有机质便携式仪器和传感器的开发提供参考。

家族性乳腺癌患者BRCA1基因序列突变分析

目的研究山东济宁地区家族性乳腺癌(familiar breast cancer,FBC)患者BRCA1基因的突变情况。方法选取山东济宁地区8个乳腺癌家系中各1例乳腺癌患者,10例乳腺导管内乳头状瘤病例为对照。应用PCR技术和DNA直接测序技术检测BRCA1基因外显子11的突变。结果实验组与对照组在外显子11的序列中均未发现突变。结论 BRCA1突变在山东济宁地区家族性乳腺癌患者中突变率较低,今后将扩大样本数量,继续寻找突变热点。

石油钻机天车防碰装置改进设计

针对常规石油钻机天车防碰装置安装维护困难、防碰高度不可调等诸多缺点,从现场使用的角度出发,创新思路对其进行了改进设计,并完成了样机的试制,在钻机上获得了较为理想的试验效果,也印证了系统设计方案的可行性。

西陵长江大桥主缆系统防护维修方案设计与应用

以西陵长江大桥主缆防护系统维修的实际情况出发,结合国内最新的主缆防护技术,提出一种可靠性高、便于施工的技术方案,介绍了该技术方案的构思、防护系统的组成及涂装工艺。

柚子光能量衰减规律及透射深度对模型精度的影响分析

柚子果皮厚,果皮与果肉属于两种不同的介质,对光的折射、吸收程度存在差异,针对建立水果可溶性固形物含量(SSC)检测模型时,光谱采集量与目标不匹配,导致模型精度差的问题,以上饶马家柚为研究对象,自主搭建可调实验平台,采集并分析柚子整果的光能量衰减规律,寻找柚子厚度与透光性的关系,探索果皮厚度、光透射深度对柚子SSC检测精度的影响。首先将透射光源放置在柚子赤道圈的正上方,统计柚子赤道圈不同区域接收到的光谱强度,绘制光谱强度分布图,结果显示,距离光源发射点越远,光谱强度越低,入射点由远及近的位置接收的光强分别占33.40%、2.90%、0.50%、0.40%、0.20%,柚子皮对光的吸收较为明显,散射出的光所占比重较少;采用切片法,记录剩余厚度与对应的光谱强度值,绘制光谱强度的变化规律曲线,随着剩余厚度逐渐减少,光谱强度逐渐增加,在32.90 mm的位置,光谱强度发生了巨大的变化,果实厚度高于32.92 mm时,果实接收的光谱强度普遍较低,当果实低于32.92 mm时,光谱强度呈跳跃式增加。采集果肉、整果、果皮光谱,采用偏最小二乘法(PLS)建立SSC预测模型,去皮后的果肉模型相关性最高。采集柚子果肉、果皮+果肉厚度为40、30、20和10 mm时的光谱,建立不同厚度的SSC预测模型,果肉厚度为20、40、60和80 mm时,预测集相关系数分别为0.91、0.89、0.87和0.86,果肉在透射深度为20 mm时,水果SSC预测模型精度最佳。果皮+果肉的光谱透射深度为20、40、60和80 mm,预测集相关系数分别为0.78、0.86、0.93和0.84,果皮+果肉的透射深度为60 mm时,有最好的预测效果。研究结果表明,果皮和果肉内部组织成分的差异,会影响SSC预测的结果,但是调整可见/近红外光在水果内部的传输距离,可以优化模型精度,研究揭示了可见/近红外光在水果组织中的漫透射传输特性,可为厚皮果的品质在线分选装置研发提供实验依据。

胎儿血流速度波形预测胎儿宫内缺氧参数研究

对500例孕妇分别在妊娠34W～36W^(+6)、37W后及分娩前1～2天,应用彩色多普勒超声仪检测胎儿脐动脉、大脑中动脉、肾动脉的血流速度波形,检测各动脉的收缩峰值与舒张峰值的比值、搏动指数及阻力指数,作血气分析228例,同时作胎心监测。根据围产儿预后指标分为二组,二组胎儿血流速度波形结果经t检验差异有显著性(P<0.05)。胎儿血流速度波形与胎心监测对照显示了胎儿血流速度波形改变早于胎心变化,改变程度与脐动脉血气分析呈相关性。