基于虚拟气体传感器阵列的肺癌检测电子鼻

提出了一种无创电子鼻诊断肺癌的新方法。该方法结合虚拟声表面波(SAW)传感器阵列的概念和图像识别方法,对肺癌病人、正常人和老慢支病人的呼出气体进行了检测,确定11种挥发性有机成分(VOCs)为肺癌特征气体。此外,在细胞水平上进行研究,证明了肺癌细胞培养液中存在的特征性VOCs是肺癌细胞新陈代谢的产物,可以作为判定特定肺癌细胞的依据,为确定肺癌病人呼吸中的特征性气体提供病理根据。     

基于虚拟气体传感器阵列的肺癌检测电子鼻

提出了一种无创电子鼻诊断肺癌的新方法。该方法结合虚拟声表面波（SAW）传感器阵列的概念和图像识别方法，对肺癌病人、正常人和老慢支病人的呼出气体进行了检测，确定11种挥发性有机成分（VOCs）为肺癌特征气体。此外，在细胞水平上进行研究，证明了肺癌细胞培养液中存在的特征性VOCs是肺癌细胞新陈代谢的产物，可以作为判定特定肺癌细胞的依据，为确定肺癌病人呼吸中的特征性气体提供病理根据。     

VOCs在线监测气体吸收池的传输效率优化设计

为了满足环境监测需求,需要研制一种能够对挥发性有机化合物（VOCs）成分进行在线高灵敏度、高保真监测,并适用于傅里叶变换红外光谱探测配备的气体吸收池,采用光学追迹结合有限元分析的方法,分别对气体池物镜夹持调节机构与光学整体结构固定方式进行优化设计,较为有效地解决了在VOCs监测中气体池工作温度要求下光学器件形变校正的问题,可优化80℃~180℃工作范围内的光能传输效率。给出了一种适用于VOCs气体特定温度条件下吸收池出射能量优化设计的方法,并以此方法为基础,设计加工了一型气体吸收池,进行了热环境测试。结果表明,该吸收池具备在80℃~180℃工作范围内稳定的传输效率,能够应用到VOCs在线监测系统中进行测量。     

基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气VOCs富集系统研究

研制出一种基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs)富集 系统。环境大气中的VOCs先被吸附管采样,之后转移聚焦至冷阱中,冷阱热解析后VOCs随高纯载气进入GC-FID系 统中。使用标准气体(苯、甲苯、乙苯)测定系统性能,实验结果表明:本系统设计的冷阱对于VOCs(苯系物)聚 焦效率达到90%以上,标准样品相对标准偏差均小于3%,线性相关系数均大于0.99。该系统运行稳定,满足对环境 大气的VOCs富集的需求。     

基于Pt/GQDs双掺杂的TiO2介孔复合材料制备及其光学与传感性能

通过溶胶-凝胶法制备了Pt/GQDs双掺杂的TiO2基挥发性有机化合物(VOCs)传感材料。利用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)、X射线衍射仪(XRD)分别对Pt/GQDs-TiO2复合材料进行分析和表征。GQDs的有效掺入,使Pt/GQDs-TiO2复合材料对光的吸收从UV向更宽的可见光区域偏移,更有利于在室温条件下增强介孔材料对VOCs的传感。重点对Pt/GQDs-TiO2复合材料进行了不同温度的焙烧处理,在室温情况下,检测了Pt/GQDs-TiO2复合材料对不同VOCs气体的传感响应。结果表明,在焙烧温度为300 ℃时,Pt/GQDs-TiO2复合材料在室温情况下对异丙醇表现出良好的传感特性,响应时间和恢复时间分别为15 s和53 s。     

新风量对室内VOCs浓度分布影响的模拟分析

本文分析了影响室内空气品质的污染物VOCs(挥发性有机化合物)的来源及危害，介绍了对其进行控制的几种方法，并用数值模拟的方法研究了新风量对室内VOCs浓度的影响。     

SOSNet:一种非对称编码器-解码器结构的非小细胞肺癌CT图像分割模型

非小细胞肺癌严重损害人类健康,早期非小细胞肺癌CT(Computed Tomography)图像中的肿瘤结节体积小,不易发现,极易造成漏诊和误诊.为了精确分割非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,本文提出SOSNet(Small Object Segmentation Networks)自动分割模型,利用ResNet(Residual Network)基础层和空洞卷积构造非对称编码器-解码器结构作为分割主网络,利用轴向取反注意力模块ARA(Axial Reverse Attention)逐步擦除背景中对分割有影响的结构,再使用结构细化模块SR(Structure Refinement)对主网络输出的粗略特征图进行结构细化,从而实现非小细胞肺癌肿瘤结节分割.在非小细胞肺癌公开数据集的实验测试表明,本文提出的小目标自动分割模型SOSNet可以有效分割出非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,其mDice(mean-Dice)、mIoU(mean Intersection over Union)、Sensitivity、F1、Specificity、平均绝对误差MAE(Mean Absol...     

基于改进分水岭算法的结核感染T细胞菌斑检测

结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)是一种可靠的结核感染诊断方法,而确定T细胞菌斑数量是T-SPOT.TB中的一项重要工作.针对现有的菌落自动计数系统对T细胞菌斑图像适用性较差的缺点,提出了一种基于改进分水岭算法,对T细胞菌斑图像进行全自动分割和计数的方法.该方法首先利用霍夫变换将培养皿区域提取出来,再使用中值...     

猪肉冷藏过程中顶空挥发性有机物快速检测研究

为了研究猪瘦肉与肥肉、五花肉在冷藏过程中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)特征,利用自主研制的质子转移反应质谱分别对三类猪肉在低温冷藏过程中产生的VOCs进行定时直接检测,得到了不同猪肉在新鲜时和变质后的VOCs质谱图以及冷藏过程中特征VOCs的变化趋势图.分析发现乙醇是三种新鲜猪肉的共同VOCs特征,而新鲜肥肉的特征是顶空存在乙醛,新鲜五花肉则具有二者的共同特征.冷藏过程中,三类肉的顶空VOCs在1～9日内均处于相对稳定阶段,之后变化的共同特征是乙醇等不含硫VOCs浓度迅速上升后下降,而二甲基二硫醚等含硫VOCs浓度开始上升,但各类猪肉顶空的VOCs浓度比率及变化快慢有较大区别.     

合肥市工业园区秋季VOCs组分特征及其源解析

随着合肥市经济的快速发展以及城镇化、工业化所带来的能源消费持续增长,以臭氧(O₃)、细颗粒物(PM_2.5)为主的区域复合型大气污染问题日益凸显。为了解合肥市工业园区大气挥发性有机物(VOCs)污染特征及来源,于2021年9―11月对合肥市某工业园区大气质量进行加强监测,对VOCs的组分特征、浓度水平、来源分析和反应活性等方面进行了分析。结果表明,VOCs平均体积分数φ(VOCs)为(40.64±8.83)×10^-9,其中烷烃、含氧挥发性有机化合物(OVOCs)占比较高,分别为34.2%和26.3%。在一天中总挥发性有机化合物(TVOCs)浓度随时间呈典型的双峰型变化,在09:00和19:00达到峰值,16:00―17:00左右达到一天中最低值。本研究采用PMF模型对VOCs进行源解析,解析结果显示机动车排放源(25.7%)、工业排放源(24.9%)、溶剂挥发源(19.6%)、燃料挥发源(18.6%)和生物质燃烧排放源(11.3%)是观测期间VOCs的主要来源。VOCs臭氧生成潜势(OFP)为233.05μg/m^...     

基于跨波长调制和直接吸收光谱的宽量程多气体检测方法

针对可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)在煤矿、石油化工领域进行气体浓度检测时,遇到的高精度、宽动态范围需求,采用时分复用的方法,将直接吸收光谱技术(Direct Absorption Spectroscopy,DAS)和波长调制光谱(Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS)技术的优势相结合,完成了高精度、宽量程和免标定多气体检测系统的设计。设计激光器的驱动为线性扫描输出和叠加不同高频调制扫描输出的周期信号,用于完成高低浓度反演算法的时分复用计算,通过实验优化选择检测气体的吸光度拐点,实现对气体浓度的高精度、宽量程检测。在室温和常压下,通过实验分别对CH₄、CO和C₂H₂三种气体体积浓度进行检测,确定了两种算法最佳拐点吸光度约为0.026 cm^-1。系统对CH₄、CO和C₂H₂三种气体体积浓度的检测量程分...     

N_2激光等治疗晚期肺癌的疗效观察

肺癌是一种常见病,发病率逐渐增加,死亡率较高,对病人的健康和生命威胁很大。作者等在动物实验的基础上,从1980年4月至1982年5月,对已不宜手术和放射线治疗的晚期肺癌病人用N_2激光和化疗、中药、免疫(以下简称激化中免疗法)治疗14例,与1978年3月至1980年9月用化疗、中药和免疫(以下称化中免疗法)治疗的14例晚期肺癌病人进行疗效对比,发现用N_2激光治疗组的疗效比不用N_2激光治疗组的疗效有明显的提高,使病人症状得到改善,延长了生存时间。     

利用SOF-FTIR技术监测化工厂区VOCs排放

易挥发有机化合物(VOCs)的来源广泛且参与大气光化学反应,是光化学污染物的主要前体物,也是影响城市和区域大气质量的重要污染物,工业生产过程中多点源、面源和无组织源排放的VOCs是其重要来源。对于多点源、无组织排放源,其所包含的各种污染排放情况复杂且存在较多未知因素,一直缺乏便捷和快速的监测手段。利用车载掩日法通量遥测技术(SOF-FTIR),以太阳直射光的红外辐射作为接收光源,快速扫描工厂污染区域并进行实时的气体泄漏监测,具有结构轻便、便于移动测量、可进行多组分、低浓度、远距离遥测等优点。实验分析表明,该方法可快速大范围地对化工厂区的VOCs排放进行监测并给出其时空分布情况,可为试验地区相关的环保决策提供有效的数据支持。     

血液细胞光相位分布特征的虚拟仿真研究

为能够充分利用细胞光散射的全息信息,以更好地对生物细胞类别进行解构,根据血液细胞的光穿透特性,建立了血液细胞中红细胞(RBC)、白细胞(WBC)中粒细胞和非粒细胞的典型细胞光散射模型.借助于数字相位显微(DPM)技术的基本方法和实验条件参数,应用VirtualLabTM光学虚拟仿真实验系统.获得了血液细胞在光散射下的虚拟仿真相位分布和光强分布.针对所获得的相位和光强分布图谱进行了分布特征分析,发现了相位分布直接与细胞形态结构密切相关.该点可作为细胞类别分检的一个新的重要依据,该方法相对于3D重建方法来说计算量少、无需很多的边界条件.这种由细胞相位分布解构细胞形态的检测方法可为提升细胞检测技术和发展检测方法的研究提供一种新突破方向.     

气体压强对非晶硅薄膜光学特性的影响

采用RF-PECVD工艺在20～100 Pa范围内改变a-Si:H薄膜沉积工作气体压强.傅立叶红外光谱仪(FTIR)测试KBr衬底上的薄膜红外光谱峰随工作气体压强的变化情况,结合红外光谱峰的理论分析确定薄膜中氢含量随工作气体压强变化规律.光谱式椭偏仪中用Forouhi Bloomer(FB) 模型拟合得到薄膜的折射率(n),消光系数(k),厚度及光学禁带Eg,并用扫描电镜(SEM)断面分析对椭偏仪测试结果的准确性进行验证.根据Tauc公式推出薄膜的光学禁带宽Eg和截止波长,并和FB模型得到结果进行了比较,Eg(FB)和Eg(Tauc)的差值在11 meV内.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)表征了工作气体压强对a-Si:H薄膜微结构的影响.     

LPS诱导的胸腺细胞凋亡对瘦素的抑制作用

要提高声表面波(SAW)气体传感器的测量精确度,温度补偿是主要难题.目前有许多补偿方法,但其效果不佳.采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点,但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温度补偿罕见报道.该文以西北工业大学研发的声表面波CO气体传感器为研究对象,通过理论分析和实验,得到了声表面波CO气体传感器的温度特性曲线.提出了一种利用BP人工神经网络对声表面波CO气体传感器温度误差进行修正的新方法.计算机仿真和试验结果表明,该法能有效改善传感器的输出特性,且速度快,精度高,鲁棒性强,便于用硬件实现,具有较高的推广应用价值.     

声表面波CO气体传感器温度误差补偿方法研究

要提高声表面波(SAW)气体传感器的测量精确度,温度补偿是主要难题.目前有许多补偿方法,但其效果不佳.采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点,但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温度补偿罕见报道.该文以西北工业大学研发的声表面波CO气体传感器为研究对象,通过理论分析和实验,得到了声表面波CO气体传感器的温度特性曲线.提出了一种利用BP人工神经网络对声表面波CO气体传感器温度误差进行修正的新方法.计算机仿真和试验结果表明,该法能有效改善传感器的输出特性,且速度快,精度高,鲁棒性强,便于用硬件实现,具有较高的推广应用价值.     

合肥董铺水库大气VOCs成分变化特征及源解析

利用固相微萃取-气相色谱质谱法(SPME/GC-MS)对合肥市董铺水库监测站大气挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）进行了连续检测,研究了一定时间内该地区大气VOCs的组成及变化特征。研究结果表明该地区VOCs主要由苯系物、醛酮类和烷烃构成。并用PCA/APCS（principal component analysis /absolute principal component scores）受体模型对大气中VOCs的来源进行了分析。结果表明该地区大气中VOCs主要有4个来源,分别为机动车排放源、化学试剂源、工业生产源和医用酒精挥发源,其贡献率依次为38.9%、49.48%、8.13%和3.49%。     

MRF细胞图像自动分割方法设计

针对目前医学细胞图像分割出现的误分割、人为主观因素影响时间效率低等特点,提出了一种结合基于中国餐馆过程的马尔可夫随机场(MRF)细胞图像自动分割方法。首先对图像进行去噪处理,然后采用中国餐厅过程的无监督模型对马尔科夫随机场进行自动确定参数,最后采用条件迭代模式(ICM)方法实现MRF在图像分割并对其口腔粘膜细胞图像进行分割实验,并与传统的马尔可夫随机场图像分割和3种不同的细胞图像分割方法进行比较。结果表明,本文提出的方法无需事先估计参数值,在精确度上能达到96%以上。通过本文算法基本能够准确找到要分割的双核和微核细胞,为后期细胞图像识别打基础,有效解决分割受到人为主观因素影响和精度差等问题。     

烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究

基于粒子图像速谱仪(PIV)和高速摄影仪(HSC)研究了烟火药火焰的气体流场与正在燃烧粒子流场的两相流特性。首先利用PIV获取了烟火药燃烧的火焰气体流场;同时利用HSC,通过设定合理的曝光时间,实验全程过滤了气体火焰辐射和烟尘的影响,获取了烟火药燃烧火焰中正在燃烧的粒子,用图像处理方法确定了图像中各粒子的坐标,根据获取的连续图像,计算每个正在燃烧粒子的运动轨迹,得到正在燃烧粒子的速度矢量图,进而比较分析了正在燃烧粒子的流场与火焰气体流场;该研究为分析烟火燃烧机理中正在燃烧粒子的火焰结构提供了一种简便的方法。