作者单位
摘要
1 中国医学科学院,北京协和医学院生物医学工程研究所,天津 300192
2 首都医科大学附属北京友谊医院,北京 100050
3 中国医学科学院,北京协和医学院北京协和医院,北京 100730

本研究的目的在于获得Nd∶YAG激光在血液中传播的几何尺寸损耗与血液厚度的关系,从而获得适用于Nd∶YAG激光在血液中传播的修正朗伯比尔定律的准确表达式。通过所建立的Nd∶YAG激光在离体血液中透过的光检测实验系统,检测得到激光在穿透目标厚度为1.0~2.5 mm(临床脉管性病变的常见血层厚度)的圆柱形血层后的光衰减情况,并基于R语言和统计学方法,建立了几何尺寸损耗与血液厚度之间的线性、对数、指数和乘幂回归模型。其中,线性回归模型的拟合效果最好,R2值可达0.9219,由此获得适用于Nd∶YAG激光在血液中传播的修正朗伯比尔定律表达式。

Nd∶YAG激光 修正朗伯比尔定律 混沌介质 几何尺寸因子 静脉血 R语言 
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617023
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
基于二组分混和食用油的吸收系数是各自组分吸收系数按照掺杂比例的线性组合的假设以及朗伯-比尔吸收机理, 提出并推导了二组分食用混合油的线性混合数学模型。 该数学模型可根据相同厚度的两种原料油和其二组分混合油对相同光源的吸收光强变化计算出混合油的组分比例。 根据误差理论, 利用全微分公式分析了组分比例计算值的误差, 表明通过选择使两种原料油的透射光强和吸光度差值的乘积较大的波长位置, 可以优选出检测波长。 搭建了可见-近红外光谱检测系统, 利用花生油掺杂玉米油、 花生油掺杂大豆油和玉米油掺杂大豆油三种混合油对模型进行了验证。 结果表明, 该模型对掺杂10%以上的混合油的成分比例计算值和实际值的相对误差在5%以内, 相关系数分别达到0.999 4, 0.999 7和0.999 3, 标准误差分别为0.006 9, 0.005 1和0.007 6, 并证实本研究的波长选取方法是合理的。 此外, 对3种按同样比例组合的、 未混合的分立油样本进行了检测, 计算组合比的相对误差也可控制在10%以内, 同时揭示入射光源的平行度和待测装置的垂直度对检测精度有一定影响。 试验证明, 不同于传统的光谱结合化学计量学的检测方法, 本方法可以仅通过检测原料油和混合油在选定波长上的吸收光强即可准确计算得到掺杂比例。
线性混合 朗伯-比尔定律 掺杂 吸收光谱 定量分析 Linear mixing The Lambert-Beer’s Law Adulteration Absorption spectrum Quantitative analysis 
光谱学与光谱分析
2017, 37(8): 2486
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
基于芝麻油和掺入油线性混合的原理,提出了一种利用芝麻油、掺入油和其掺混油的吸光度直接计算掺杂比的定量检测方法。利用误差分析理论对掺杂比计算公式进行分析,可知使误差最小的最佳检测波长区位于芝麻油和掺入油的吸光度差值最大的区域。利用SpectraMax Plus 384型光吸收酶标仪的分光光度计功能和构建的可见近红外光谱采集系统,对两种光程的芝麻油分别掺杂花生油和大豆油的样本进行了检测。对掺杂体积比为10%以上的芝麻花生掺混油和芝麻大豆掺混油,分光光度计检测的掺杂比计算值和实际值的相关系数分别为0.9992和0.9997,标准误差分别为0.0084和0.0054;可见近红外光谱采集系统检测的两种掺杂比的相关系数分别为0.9997和0.9994,标准误差分别为0.0047和0.0069。实验结果表明,利用线性光度法计算掺杂芝麻油的掺杂比例是准确可行的。
测量 线性混合 光度法 芝麻油掺杂 吸收光谱 定量分析 
激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031201
作者单位
摘要
中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
搭建红外波段双波长(1940 nm 和980 nm)激光诱发痛觉刺激系统,探索基线温度控制、激光吸收导热涂层、致痛区域控制对痛觉刺激效果的影响。利用热电偶测温模块实时监测基线温度控制及涂抹20%氧合血红蛋白溶液时离体猪皮皮肤表面温度的变化;利用滤光片实现致痛区域控制。利用1940 nm 激光模块实现了40 ℃基线温度控制,结合980 nm 脉冲激光模块完成了联合痛觉刺激实验;皮肤表面涂抹20%氧合血红蛋白溶液时温降时间(110 ms)远低于空白对照(1.2 s)和风冷散热(341 ms),可提升痛觉信号质量;列举了三种不同尺寸滤光片下的温度场分布情况,证明了致痛区域的可控性。双波长红外激光诱发痛觉系统提出的三种技术对痛觉刺激效果有较好的促进作用,证明了这种痛觉刺激模式的可行性和可信性。
激光光学 痛觉 激光诱发电位 基线温度 氧合血红蛋白 致痛区域 
中国激光
2015, 42(1): 0104002
作者单位
摘要
中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所, 天津 300192
研究激光针灸在不同的作用方式和参数设置下,对Ⅱ型胶原蛋白诱导的关节炎(CIA)模型大鼠血清白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素15(IL-15)、白细胞介素17(IL-17)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和皮质醇(COR)的影响。将大鼠随机分为模型组,药物组,针刺组,深部激光针灸1 mW组、5 mW组、10 mW组,表面激光针灸50 mW组、100 mW组、150 mW组,并设正常对照组,针灸穴位选择足三里和肾俞。治疗10 d后取材,采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验法(ELISA)测定血清因子水平。模型组的血清IL-1β、IL-15、IL-17、TNF-α和VEGF均较正常组显著升高,有统计学意义(均为P<0.001),COR较正常组显著降低,有统计学意义(P<0.001)。治疗后,各治疗组的IL-1β、IL-15、IL-17、TNF-α和VEGF均较模型组有不同程度的降低,除个别组外,与模型组的差异均有统计学意义(P<0.05、P<0.01、P<0.001);各治疗组的COR均较模型组显著升高,有统计学意义(P<0.001)。各治疗组间相比,血清IL-1β水平在针刺组中最高,在表面激光针灸50 mW组中最低,二者差异有统计学意义(P<0.05);血清IL-15水平在针刺组中最高,在药物组中最低,差异无统计学意义(P>0.05);血清IL-17水平在深部激光针灸1 mW组中最高,在表面激光针灸100 mW组中最低,差异有统计学意义(P<0.001);血清TNF-α水平在深部激光针灸1 mW组中最高,在药物组中最低,差异有统计学意义(P<0.001);血清VEGF水平在深部激光针灸50 mW组中最高,在深部激光针灸5 mW组中最低,差异有统计学意义(P<0.05);血清COR水平在针刺组中最低,在表面激光针灸150 mW组中最高,差异有统计学意义(P<0.001)。激光针灸能够有效降低CIA大鼠血清IL-1β、IL-15、IL-17、TNF-α、VEGF等促炎因子的表达水平,提高血清COR等抗炎因子的表达水平,其作用效果与激光针灸的作用方式和参数设置有关。
医用光学 激光针灸 类风湿关节炎 白细胞介素 肿瘤坏死因子α 血管内皮细胞生长因子 皮质醇 
中国激光
2014, 41(3): 0304002
作者单位
摘要
1 天津医科大学生物医学工程, 天津 300070
2 中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
在光腔衰荡光谱技术中衰荡信号虽不受入射光强变化的影响, 但入射光强大小并非任意选取。通过理论计算结合实验分析, 探讨脉冲光腔衰荡光谱技术中激光单脉冲能量的选取, 结果显示激光脉冲能量选取受反射镜的反射率、探测器灵敏度、增益及信噪比等因素限制。当入射光强度选取过低, 在探测器本身灵敏度和信噪比的限制下, 信号被淹没于噪声中, 无法检测信号; 入射光强度过高, 输出的光电流随光强的增大而趋向于饱和, 探测器的响应呈现非线性, 甚至出现漂白现象或损坏探测器。实验中, 激光光源单脉冲能量范围在33 nJ到1 μJ较为合适。
光腔衰荡光谱 单脉冲能量 参数选择 光电倍增管 cavity ring-down spectroscopy single pulse energy parameter selection photomultiplier tube 
应用激光
2013, 33(1): 63
作者单位
摘要
1 天津市中国医学科学院生物医学工程研究所,天津 300070
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息工程系,天津 300072
本文通过评估 635/808双波长低强度激光照射对术后病人创口愈合的影响,以给临床应用提供病例参考。随机选取外科手术治疗的非恶性肿瘤患者 60例,试验组和对照组各 30例。试验组使用 635 nm/808 nm双波长激光辅助切口治疗,对照组以波长 635 nm的 He-Ne激光辅助治疗。激光器发出两路激光对受试者切口部位进行照射治疗,一路波长为 (635±5) nm,光功率密度 1~6.5 mW/cm2,另外一路波长为 (808±5) nm,光功率密度为 11~32 mW/cm2。激光照射治疗开始于手术结束 24 h之后,每天一次,每次照射 15 min,至治疗终点 (出院或切口愈合拆线),双波长激光器最大功率密度控制在 40 mW/cm2以下(可调节),最大能量密度在 36 J/cm2以下(可调节)。He-Ne激光器输出功率最大为 100 mW, 每天一次,每次照射 15 min,至治疗终点 (出院或切口愈合拆线 )。试验表明, 635/808双波长低照度照射能够促进创口愈合,治疗效果好于 He-Ne激光器。
低照度激光照射 创口愈合 He-Ne激光器 LILI 635 nm /808 nm 635/808 nm wound healing He-Ne laser 
光电工程
2012, 39(4): 121
作者单位
摘要
1 天津大学精仪学院光电信息工程系,天津 300072
2 天津市中国医学科学院生物医学工程研究所,天津 300070
青光眼的筛查应遵循简易、快捷、有效的原则,本文研发一种高精度快速视野筛选分析仪以满足青光眼大规模筛查需要。该分析仪各个刺激点亮度均匀度好,采用光纤传导分光技术,使得视野刺激点之间亮度差小于 5%;刺激点亮度精度高,采用单片机脉宽调制方式,使得亮度精度达到 0.001 Nit,结合四点视野筛查理论,可进行快速视野检测,完成对青光眼的早期诊断。
青光眼 分析仪 脉宽调试 光纤传导 glaucoma analyzer PWM fiber conduction 
光电工程
2011, 38(9): 88
作者单位
摘要
天津大学 精仪学院光电信息工程系,天津 300072
针对轮胎规格号图像高噪声的特点,本文提出字符截断方式来获得可区分的外轮廓特征,利用BP 神经网络并结合规格号关系特征来识别轮胎规格号。首先,获取可区分规格号字符样本特征:截取字符的三分之二,获取其外轮廓游程特征;随后,对其进行BP 神经网络训练和识别,得到一次识别结果;最后,采用规格号类型特征,对识别结果做二次识别。实验结果表明,BP 神经网络对变形字符有较强的容错能力,特征获取和二次识别算法能够有效识别轮胎规格号。
BP 神经网络 轮胎规格号 字符截断 关系特征 BP neural network tire specifications character truncation features of relations 
光电工程
2010, 37(9): 98
作者单位
摘要
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息工程系,天津 300072
针对轮胎图像高噪声的特点,本文提出一种轮胎规格号的提取方法。首先,采用最小二乘法拟合迭代圆心,取得圆心位置,采用极坐标变换、双线性插值拉伸对轮胎图像进行预处理;随后,采用灰度加窗变换方法,降低图像维度,构造锯齿波;最后,利用锯齿波参数获取规格号字符。实验结果表明:该方法能够有效的提取轮胎规格号。
积分图像 加窗变换 锯齿波 轮胎规格号 integral image window transform sawtooth tire specification 
光电工程
2010, 37(3): 24

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