快速微波热声层析成像在生物医学中的潜在应用 被引量：1

1

作者 娄存广 邢达 聂立铭 《激光生物学报》 CAS CSCD 2008年第4期530-534,529,共6页

介绍了一种快速热声层析成像方法和装置,成功实现了生物组织的二维热声层析成像及异物检测。实验中采用频率为1.2 GHz的脉冲微波作为激发源,中心频率为3.5 MHz的320振元线性阵列探测器接收热声信号,然后用有限场滤波反投影方法重建得到... 介绍了一种快速热声层析成像方法和装置,成功实现了生物组织的二维热声层析成像及异物检测。实验中采用频率为1.2 GHz的脉冲微波作为激发源,中心频率为3.5 MHz的320振元线性阵列探测器接收热声信号,然后用有限场滤波反投影方法重建得到热声层析图像。与原有方法相比,勿需全方位扫描采集数据,能大量节省时间,重建图像的对比度和抗噪声能力有极大提高。该方法和系统有望应用于乳腺癌早期检测、体内异物检测、微波热疗效果监测等方面。 展开更多

关键词 热声成像 异物检测 肿瘤早期检测 治疗监控

下载PDF 职称材料

光致热弹光谱气体检测技术研究进展 被引量：1

2

作者 娄存广 代佳亮 +2 位作者 李瑞凯 刘秀玲 姚建铨 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期229-242,共14页

光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度... 光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度的各种技术方法角度出发,介绍了近年来开发的提高石英音叉热弹光谱系统检测灵敏度的技术方法,从信号幅值、信噪比、最小检出限和归一化噪声等效吸收系数等方面,对系统的性能改进提升效果进行评估。最后,简要评述了光致热弹光谱在现场气体检测中的应用研究进展,对进一步提高检测系统灵敏度的方法进行了总结与展望。 展开更多

关键词 热弹光谱 石英音叉 气体检测 传感器 光声效应

下载PDF 职称材料

超短脉冲微波高效激发的高分辨率热声成像

3

作者 娄存广 计钟 丁文正 《激光生物学报》 CAS CSCD 2013年第1期48-52,共5页

微波热声成像综合了微波成像和超声成像的优点,具有很好的穿透深度及较高的图像分辨率。热声成像的激发源通常为基于脉冲调制的亚微秒级脉冲微波,激发能量密度约为几mJ/cm2,激发出的热声信号主频通常为2 MHz,成像分辨率约为500μm。随... 微波热声成像综合了微波成像和超声成像的优点,具有很好的穿透深度及较高的图像分辨率。热声成像的激发源通常为基于脉冲调制的亚微秒级脉冲微波,激发能量密度约为几mJ/cm2,激发出的热声信号主频通常为2 MHz,成像分辨率约为500μm。随着热声成像向着临床应用方向发展,能否有效的减小辐射剂量并提高成像分辨率,是热声成像系统设计成败的一个关键因素。为了有效改善微波热声成像中热损伤及分辨率,设计开发了超短脉冲微波热声成像系统,实验结果表明该系统提高了热声转化效率约两个数量级,成像分辨率达到105μm,为热声成像的临床应用铺平了道路。 展开更多

关键词 热声成像 脉冲微波 转化效率 分辨率

下载PDF 职称材料

基于自相关特性的经验模态分解微机械陀螺去噪方法 被引量：10

4

作者 刘晓光 郝沙沙 +2 位作者 王光磊 娄存广 刘秀玲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期537-541,共5页

陀螺的噪声是影响组合导航系统精度的重要因素之一。以农机多传感器组合导航系统为研究背景,在分析经验模态分解去噪和小波去噪的基础上,提出了一种基于自相关特性的经验模态分解去噪方法。该方法根据本证模态函数分量的自相关函数特性... 陀螺的噪声是影响组合导航系统精度的重要因素之一。以农机多传感器组合导航系统为研究背景,在分析经验模态分解去噪和小波去噪的基础上,提出了一种基于自相关特性的经验模态分解去噪方法。该方法根据本证模态函数分量的自相关函数特性,提出了一种含噪本证模态函数筛选策略。该方法能够自适应地确定主要含噪的本证模态函数分量,避免了需要人为确定的不足;同时,结合改进小波阈值去噪的优势,避免了将混叠在噪声中的有效信号完全消除,使其具有一定的自适应性。为了验证方法的有效性,利用农机组合导航系统中微机械陀螺的实际输出数据,分别采用改进阈值小波去噪方法、经验模态分解去噪和改进的经验模态分解去噪方法进行了对比试验。结果表明,改进经验模态分解去噪方法的效果要优于前者,在一定程度上能够改善农机多传感器组合导航系统的定位精度。 展开更多

关键词 经验模态分解 微机械陀螺 去噪 数据处理

下载PDF 职称材料

柔性石墨烯电极片的便携式远程心电监护平台设计 被引量：7

5

作者 梁铁 李兆朋 +2 位作者 李瑞凯 娄存广 刘秀玲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第3期55-58,共4页

针对心脑血管疾病突发性和高发病率,设计了一套适用于养老机构使用的便携式远程心电监护平台。利用ECG模块AD8232采集实时数据,经云端服务器处理分析后将分析结果通过互联网反馈至用户。特别地,针对传统一次性Ag/Ag Cl电极片长期黏贴对... 针对心脑血管疾病突发性和高发病率,设计了一套适用于养老机构使用的便携式远程心电监护平台。利用ECG模块AD8232采集实时数据,经云端服务器处理分析后将分析结果通过互联网反馈至用户。特别地,针对传统一次性Ag/Ag Cl电极片长期黏贴对人体有一定腐蚀问题,利用石墨烯优良的导电性、柔韧性和无毒特点,设计实现了基于石墨烯的柔性电极片用于老人心电信号长期采集。经过大量用户测试,结果表明:系统采集数据准确可靠,功能设计合理,运行稳定,能够满足人们日常远程心电监护需要。 展开更多

关键词 心电 远程监护 石墨烯 养老机构

下载PDF 职称材料

基于样本熵与经验模态分解的表面肌电信号降噪 被引量：4

6

作者 刘晓光 李奂良 +2 位作者 娄存广 刘秀玲 王洪瑞 《激光杂志》 北大核心 2019年第9期143-146,共4页

表面肌电信号作为人机交互一种媒介获得了广泛的关注,为了有效去除表面肌电信号中的噪声,提出一种基于熵和经验模态分解的表面肌电信号去噪方法。该方法引入了样本熵的概念,根据经验模态分解获得的本征模态函数分量样本熵的特征,给出了... 表面肌电信号作为人机交互一种媒介获得了广泛的关注,为了有效去除表面肌电信号中的噪声,提出一种基于熵和经验模态分解的表面肌电信号去噪方法。该方法引入了样本熵的概念,根据经验模态分解获得的本征模态函数分量样本熵的特征,给出了确定表面肌电信号含噪本征模态分量的方法。该方法根据样本熵反映信号复杂程度的特性,来评价各本征模态分量的复杂性,进而自适应的确定主要的含噪本征模态分量,避免了凭借经验选择的不足。同时,该方法结合了一种改进的小波阈值函数,在去除表面肌电信号噪声的同时避免了过多有效信息的丢失。仿真实验和实测表面肌电实验都表明,该方法在去除噪声的同时能够保留表面肌电信号的原有特征,而且能够改善信号的信噪比。 展开更多

关键词 表面肌电信号 经验模态分解 样本熵 小波 数据处理

原文传递

基于石墨烯干电极设计的便携式脑电采集系统 被引量：1

7

作者 梁铁 李瑞凯 +3 位作者 程彤 刘晓光 娄存广 刘秀玲 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第3期137-140,共4页

针对商用脑电(EEG)信号采集设备价格昂贵,实验前期准备耗时长且使用舒适性较差等问题,设计了基于石墨烯干电极的便携式脑电采集系统。系统通过石墨烯干电极采集信号,以ADS1299为前端模/数转换芯片,配合PIC32MX250F微处理器实现对EEG信... 针对商用脑电(EEG)信号采集设备价格昂贵,实验前期准备耗时长且使用舒适性较差等问题,设计了基于石墨烯干电极的便携式脑电采集系统。系统通过石墨烯干电极采集信号,以ADS1299为前端模/数转换芯片,配合PIC32MX250F微处理器实现对EEG信号的实时采集,EEG数据经Wi-Fi无线模块上传至计算机进一步处理分析。三种任务态实验测试表明,系统使用便捷,能够有效采集EEG信号,在实验教学中具有一定应用价值。 展开更多

关键词 脑电采集 石墨烯 干电极 便携式

下载PDF 职称材料

基于新型钙钛矿材料的光场调控太赫兹超表面仿真研究

8

作者 李依凡 杨睿 +4 位作者 解佩翰 杨贺 娄存广 刘秀玲 姚建铨 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期145-152,共8页

为实现高效太赫兹调控,迫切需要一种高效且成本低的材料。新型钙钛矿材料由于其优异的光电特性,加上钙钛矿制备工艺简单、可大批量生产等优点,非常适合作为太赫兹超材料的活性材料,通过外部激励改变活性材料的属性,可灵活调控太赫兹波... 为实现高效太赫兹调控,迫切需要一种高效且成本低的材料。新型钙钛矿材料由于其优异的光电特性,加上钙钛矿制备工艺简单、可大批量生产等优点,非常适合作为太赫兹超材料的活性材料,通过外部激励改变活性材料的属性,可灵活调控太赫兹波。因此,选择新型钙钛矿材料外加光场调控太赫兹,分析在光场作用前(绝缘态)和在光场作用后(金属态)两种状态对单元结构太赫兹宽波段下幅值和相位的影响。设计出光场灵活调控的钙钛矿基1 bit太赫兹编码超表面结构,该结构由有机无机杂化钙钛CH_(3)NH_(3)PbI_(3)(MAPbI_(3))、聚酰亚胺和铝构成。通过CST仿真结果显示,该超表面结构在光场的调控下能够实现宽谱(0.1、1、2、6 THz)太赫兹波的180°相位差变化,经过超表面编码结构的设计,同一编码序列实现远场波束的变换。研究结果表明,基于光场操控钙钛矿材料的编码超表面为实现灵活的太赫兹波调控提供了新的思路,在太赫兹通信、安检、生物医学成像等方面具有巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 太赫兹 钙钛矿 光场调控 编码超表面 相位

下载PDF 职称材料

三维微波热声成像系统及早期乳腺肿瘤检测研究 被引量：4

9

作者 计钟 娄存广 杨思华 《激光生物学报》 CAS CSCD 2012年第5期465-469,共5页

本文讨论了正常乳房组织与肿瘤组织的微波吸收差异,从理论上证明了利用微波热声成像技术检测乳腺肿瘤的可能性;建立了一套三维热声扫描系统,并利用此系统对模拟肿瘤和真实离体肿瘤进行成像实验。实验结果表明,三维微波热声成像系统能对... 本文讨论了正常乳房组织与肿瘤组织的微波吸收差异,从理论上证明了利用微波热声成像技术检测乳腺肿瘤的可能性;建立了一套三维热声扫描系统,并利用此系统对模拟肿瘤和真实离体肿瘤进行成像实验。实验结果表明,三维微波热声成像系统能对乳腺肿瘤高分辨率高对比度成像,有希望应用于早期乳腺肿瘤检测。 展开更多

关键词 热声成像 三维 乳腺肿瘤 早期检测

下载PDF 职称材料

声聚焦层析增强的三维微波热声成像 被引量：1

10

作者 付勇 丁文正 +1 位作者 计钟 娄存广 《激光生物学报》 CAS CSCD 2013年第4期294-299,共6页

本文提出了一种提高微波热声断层成像层析能力的方法和装置。基于热声成像原理和声聚焦理论,搭建了由超短脉冲微波源、384阵元环形探测器、声聚焦透镜、384-64通道采集切换系统、精密扫描位移平台构成的微波热声三维成像系统,并实现了... 本文提出了一种提高微波热声断层成像层析能力的方法和装置。基于热声成像原理和声聚焦理论,搭建了由超短脉冲微波源、384阵元环形探测器、声聚焦透镜、384-64通道采集切换系统、精密扫描位移平台构成的微波热声三维成像系统,并实现了模拟样品的断层成像。实验结果表明该系统能够实现亚毫米级分辨率的热声成像,通过声聚焦方法成倍地提高了其层析分辨率。这对推动微波热声CT技术走向临床具有重要的意义。 展开更多

关键词 热声成像 声聚焦 层析分辨率

下载PDF 职称材料

生物组织电导率图像的热声重建

11

作者 丁文正 计钟 娄存广 《激光生物学报》 CAS CSCD 2014年第1期41-44,共4页

本文以微波热声效应为基础,报道了一种重建生物组织电导率相对分布图像的方法。和传统的微波热声像相比,重建得到的组织电导率图像消除了由于微波场能量密度分布不均匀带来的影响,能够准确的反映组织的介电特性差异,实现对肿瘤的早期发... 本文以微波热声效应为基础,报道了一种重建生物组织电导率相对分布图像的方法。和传统的微波热声像相比,重建得到的组织电导率图像消除了由于微波场能量密度分布不均匀带来的影响,能够准确的反映组织的介电特性差异,实现对肿瘤的早期发现。本文首先从理论上详细推导了获得生物组织电导率分布图像的原理,然后在实验中通过结合已有的脉冲微波成像系统,重建得到了一块肌肉组织的电导率分布图像。实验结果表明利用热声成像技术,组织的电导率分布图像能够被清晰的重建,本研究为推进热声成像技术的实用性打下了理论和实验基础。 展开更多

关键词 热声成像 脉冲微波 电导率 相对分布

下载PDF 职称材料

便携式柔性石墨烯电极脑电采集系统 被引量：4

12

作者 祝伟仝 吕林洋 +3 位作者 王鑫 娄存广 闰明涛 刘秀玲 《现代电子技术》 北大核心 2020年第12期22-26,共5页

脑电能反映人脑的健康及认知活动状况,是脑疾病诊治及认知神经科学的重要参数。基于头皮脑电的脑电信号监测也是脑机接口的重要手段。该文开发一种基于柔性石墨烯干式脑电(EEG)电极和便携式无线终端的脑电采集系统。利用真空抽滤的方法... 脑电能反映人脑的健康及认知活动状况,是脑疾病诊治及认知神经科学的重要参数。基于头皮脑电的脑电信号监测也是脑机接口的重要手段。该文开发一种基于柔性石墨烯干式脑电(EEG)电极和便携式无线终端的脑电采集系统。利用真空抽滤的方法制备了柔性聚酯纤维(织物)基底石墨烯织物电极,基于ADS1299模拟前端和超低功耗单片机设计实现了便携式低功耗无线脑电采集系统,能够实现脑电信号的采集、处理、存储和无线传输。对石墨烯电极的导电特性、耐久性、稳定性进行了测试并和商用氯化银电极进行了对比。结果表明,文中开发的石墨烯电极能够实现脑电信号的高信噪比精确采集,并且满足长期佩戴所需的耐摩擦性。与皮肤连续摩擦接触的测试结果表明,随着时间的推移,石墨烯电极本征阻抗及采集的脑电信号质量并没有发生明显变化。基于石墨烯电极的便携式无线脑电采集系统数据采集准确可靠,设计合理,运行稳定,能够满足便携式脑电采集设备的需要。 展开更多

关键词 脑电采集系统 石墨烯电极 系统设计 便携式采集 无线传输 测试分析

下载PDF 职称材料

基于太赫兹时域光谱的3种中药材真伪鉴别 被引量：5

13

作者 李瑞凯 侯凯旋 +2 位作者 张丽娜 娄存广 刘秀玲 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期379-384,共6页

基于太赫兹时域光谱对3组物理形态区分度很小的中药材进行光谱检测,并结合主成分分析(PCA)与K均值聚类算法(K-means)对光谱数据进行差异性对比.研究结果表明所测真伪品中药的时域信号相对于参考信号有了明显的延迟,真伪品的频域吸收谱... 基于太赫兹时域光谱对3组物理形态区分度很小的中药材进行光谱检测,并结合主成分分析(PCA)与K均值聚类算法(K-means)对光谱数据进行差异性对比.研究结果表明所测真伪品中药的时域信号相对于参考信号有了明显的延迟,真伪品的频域吸收谱差别明显,3组中药的吸收系数及折射率在0.2〜1.5 THz内存在明显差异.对得到的吸收光谱数据进行降维处理,并应用K均值聚类算法得到主成分得分图,3组真伪中药的差别判断率高达100%.太赫兹时域光谱结合主成分分析在中药真伪的鉴别中具有很好的应用前景,可以直观地得到真伪中草药的差别,具有快速、稳定、准确、无损的优点,对未来相关便携式太赫兹中药品质检测仪器的开发也具有很高的研究价值. 展开更多

关键词 太赫兹技术 中药真伪鉴别 光谱分析 主成分分析

下载PDF 职称材料

微波热疗过程中组织温度的热声实时监测

14

作者 娄存广 邢达 向良忠 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期430-431,共2页

热声成像是一种新的生物组织成像方法,在近几年引起了广泛的关注。微波热疗是一种有效的治疗癌症的手段,临床应用证明。

关键词 热声成像 微波热疗 温度监测

原文传递

基于Kinect和NAO机器人的人体上肢康复训练跟随控制 被引量：1

15

作者 刘晓光 李思敏 +4 位作者 梁铁 李俊 娄存广 王洪瑞 刘秀玲 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1189-1198,共10页

动作模仿是康复训练中常见的训练策略。传统的康复训练中患者需要在康复医师的指导下完成训练动作,然而由于医院资源有限,无法满足所有患者的训练指导需求。本文针对康复训练中的动作模仿任务,提出了一种基于Kinect和NAO机器人的跟随控... 动作模仿是康复训练中常见的训练策略。传统的康复训练中患者需要在康复医师的指导下完成训练动作,然而由于医院资源有限,无法满足所有患者的训练指导需求。本文针对康复训练中的动作模仿任务,提出了一种基于Kinect和NAO机器人的跟随控制方法。该方法通过逆运动学解析实现了Kinect坐标系到NAO机器人坐标系关节角度映射。针对肘关节偏转角的估计问题,通过构建虚拟空间平面实现了偏转角的精确估计。最后,基于肘关节的运动偏转角进行了对比实验,结果显示该方法右肘横轴偏转和纵轴偏转的角度估计值均方根误差分别为2.734°和2.159°,证实了该方法可以实现NAO机器人实时、稳定地跟随人体动作,从而向患者展示康复训练方案。 展开更多

关键词 KINECT 跟随控制 NAO 逆运动学 中值滤波

原文传递

基于TDLAS技术的人体呼气末CO2在线检测 被引量：19

16

作者 王鑫 荆聪蕊 +4 位作者 侯凯旋 张建涛 娄存广 姚建铨 刘秀玲 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期290-296,共7页

呼出气体分析是一种测量呼出气体成分和含量的新技术,在人体健康的无创检测和分析中应用得越来越广泛。基于低成本微型垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)搭建了可调谐激光吸收光谱(TDLAS)气体分析系统,实现了人体呼出CO2的在线测量。该系... 呼出气体分析是一种测量呼出气体成分和含量的新技术,在人体健康的无创检测和分析中应用得越来越广泛。基于低成本微型垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)搭建了可调谐激光吸收光谱(TDLAS)气体分析系统,实现了人体呼出CO2的在线测量。该系统主要由激光管、驱动控制电路、光电探测器、放大电路、数据采集卡、控制软件、锁相放大器及赫里奥特气体池构成。该检测池的体积为400 mL,有效光程为20 m,激光光源的中心波长为1579.57 nm。采用波长调制吸收光谱技术中的二次谐波幅值反演计算人体呼出CO2的浓度。该系统可以实现精准、无损、高效地在线测量人体呼出CO2气体的浓度,波动范围小于±0.06%,灵敏度为0.14%。这一研究为近红外TDLAS技术研究人体呼出气体与相关疾病标志物的无创检测提供了新的研究思路。 展开更多

关键词 光谱学 可调谐半导体吸收光谱 无损检测 呼出气体 CO2

原文传递

基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合跌倒识别方法 被引量：3

17

作者 刘晓光 李奂良 +4 位作者 娄存广 梁铁 王立玲 刘秀玲 王洪瑞 《现代生物医学进展》 CAS 2020年第2期385-390,共6页

目的:针对老人易跌倒和跌倒过后可能产生严重后果这一现实问题,通过将表面肌电信号和加速度融合,进一步优化采用支持向量机分类器下的包含跌倒在内的几种不同动作的分类效果。方法:提出基于表面肌电和加速度信号融合的跌倒识别算法,首... 目的:针对老人易跌倒和跌倒过后可能产生严重后果这一现实问题,通过将表面肌电信号和加速度融合,进一步优化采用支持向量机分类器下的包含跌倒在内的几种不同动作的分类效果。方法:提出基于表面肌电和加速度信号融合的跌倒识别算法,首先采集股直肌,股内侧肌,胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电信号以及位于腰部的三轴加速度信号作为实验数据,然后利用滑动窗口法提取表面肌电和加速度信号的均方根值,最后针对人体日常活动和跌倒的运动特征,构建了支持向量机的分类器。结果:实验数据共计320组数据,包括3种日常活动和向前跌倒,其中160组数据作为训练集,另外160组数据作为测试集。对4种动作进行识别实验,算法的准确度为93.23%、灵敏度为92.4%、特异度为100%,达到了良好的分类效果。结论:基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合的跌倒识别算法分类效果良好,对于老人跌倒防护具有现实意义。 展开更多

关键词 跌倒识别 表面肌电信号 三轴加速度 支持向量机 模式识别

原文传递