一、OrCAD在生物医学信号检测系统设计中的应用（论文文献综述）
郑姣姣[1]（2021）在《磁声耦合声信号检测与处理技术研究》文中进行了进一步梳理磁声耦合技术是一种新型的电导率成像技术,通过施加静磁场和交变磁场,在导电介质中激发出声信号,经过传感器检测到的声信号中含有被测介质的电导率信息,可是激励产生的声信号及其微弱,为检测信号带来很大的难度。故本文以油井产出液为测量对象,探索基于磁声耦合的油水两相流含水率测量方法,开展磁声信号检测和处理的关键技术研究。文中分析了磁声耦合的工作原理,在此基础上,探讨了基于磁声耦合技术测量油水两相流的可行性;借助COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件构建含水率测量模型,分别对纯油/油水混合物/纯水三种不同介质进行仿真研究,并根据仿真结果优化静磁场、交变磁场、声传感器位置等。优选高灵敏度的声波探头,选用锁相放大器实现微弱信号的放大;研制了基于ARM的多通道微弱信号的数据采集系统,实现了微弱信号的检测;研究磁声信号处理方法,包括数据的归一化、滤波处理等,提高检测信号的信噪比。构建了室内测试系统,以纯油/油水混合物/纯水三种介质分别检测激发的声信号,验证多通道微弱信号采集系统可靠性和信号处理的有效性。通过试验,结果显示:研制的锁相放大器工作可靠,可有效放大微弱的磁声信号,多通道微弱信号采集系统性能稳定,经过信号处理,信噪比明显改善。磁声耦合技术的核心技术的研究,其成果为磁声耦合技术的应用奠定基础。
刘圣涵[2]（2021）在《基于扩散的分子通信信道模型及信号检测技术研究》文中研究表明人类科学研究的一大终极目标在于探索生命的奥秘以及理解生命活动的运转机理。对生物现象的研究有助于理解和揭示其背后深藏的原理,同时对调节生物过程、疾病预防以及精准医疗具有重要意义。近年来,随着纳米技术和合成生物学的飞速跨越式发展,人们对于生物系统的理解日趋深刻。生物系统中有机体之间的信息交流方式与传统基于电磁波的无线通信截然不同,但却经受住了自然选择的考验。因此受自然启发,分子通信作为一种生物适应性良好的通信模式应运而生,其中又以基于扩散的分子通信机制最受关注。基于扩散的分子通信以信息分子作为信息载体,通过流体介质信道进行信息交互。本文着眼于基于扩散的分子通信中的信道模型以及信号检测技术,从生物信道出发,深入研究分子通信在生物体内的运作机理,并以此为基础将其延伸到纳米机器领域,针对分子信道环境和分子信号特点研究相应的信号检测技术。本文的主要贡献如下:第一,本文研究了基于扩散的分子通信生物信道模型。首先对端到端的生物信道进行理论建模并推导出信道响应表达式,重点考虑的生理机制包括信息分子在信道传输过程中发生的降解反应以及在接收机处与受体之间发生的可逆反应。其次为了量化分子信号,将其按照信号来源分成了有效信号,码间干扰以及噪声,并推导出每种信号成分所服从的概率分布。再次引入基于分子浓度和基于分子类型的调制方式,分别推导出信号判决的检测概率以及信道容量。在仿真中采用基于粒子随机运动的模拟算法验证了信道响应表达式的准确性,同时对比了不同反应速率下的信道容量。第二,针对分子信道响应难以获取以及传统高复杂度的相干信号检测算法在分子通信中不适用的问题,提出了低复杂度的基于特征提取的非相干信号检测方案。首先定性地分析了分子信道响应和分子信号波形的共性特点,提取出单比特局部波峰特征、连续比特波谷特征以及连续比特能量差特征。其次将以上信号特征量化成相应的测度,提出了基于测度等比合并的非相干信号检测算法。再次考虑到不同测度之间的差异性,设计了测度的权重分配方案并提出了基于测度最佳比合并的非相干信号检测算法。仿真结果表明该方案能够在无需信道信息的前提下实现分子信号的可靠传输。第三,为了进一步提升信号检测性能,本文提出了基于机器学习的非相干信号检测方案。该方案在特征提取的基础上将信号检测问题转化为分类问题,并结合机器学习中的无监督聚类算法实现信号判决。仿真结果表明该方案相比于基于测度线性合并的算法能够显着地降低误码率,并且没有大幅度地增加计算复杂度以及存储空间占用量。其次为了降低纳米发射机对信息分子的泄漏以及对释放精度的控制压力,本文采用了反应式释放模型。仿真结果表明该释放模型在反应速率较大时能够有效地逼近性能最优的瞬时释放模型。第四,针对纳米收发机之间距离较远时通信性能下降的问题,本文提出了基于多中继辅助的分子信号传输方案。首先讨论了中继节点的接收机模型以及不同传输阶段的信息分子类型对传输性能的影响。其次根据中继节点的信息转发方式以及传输机制提出了四种中继模式。再次通过定性分析以及数学推导证明了基于特征提取的非相干信号检测算法适用于多中继系统中,并推导出不同中继模式下的理论误码率。仿真结果表明引入中继能够有效地提高远距离下分子信号传输的可靠性,并且中继系统的实际性能与推导出的理论误码率相一致。此外,中继模式应根据具体的噪声环境来选取从而取得最优的传输性能。
耿道双[3]（2021）在《基于微波技术的急性紧张性痛觉脑活动信号的检测与识别方法研究》文中研究说明探索并揭示痛觉脑活动的神经机制是获取更多的脑疾病诊断方法和治疗手段的一个具有挑战性的科学问题,尤其对神经性疼痛的早期预警和诊断非常重要。早期的痛觉脑活动检测方法如脑电图、脑磁图、血氧水平依赖功能磁共振成像技术和正电子发射断层扫描技术等。这些方法一定程度上改善了痛觉的检测和监测,为脑疾病的监控和治疗带来了发展契机。然而这些方法还存在一些技术难点,有的时间或空间分辨率低,有的设备昂贵、检测成本高或对人体有放射性伤害等,给院前预警和痛觉脑信号的精准识别带来了困难。微波检测技术因其不受时-空分辨率的限制、便携和低成本的特点,近年来逐渐受到国内外学者的关注,被广泛用于脑中风、脑肿瘤和失眠症等院前检测方面的研究。基于微波检测技术的优势,本文以急性紧张性痛觉脑活动为研究对象,从微波频率变化对痛觉神经元活动的影响、痛觉脑活动的检测和信号识别方法方面,开展了深入而广泛的研究。本文的研究内容和主要研究结果概述如下:1)利用微波能够调节脑活动功能区放电频率的特性,开展微波辐射对脑电相对功率变化影响的研究。根据微波辐射与脑动力学之间的关系,建立一种微波频率与动态痛觉脑电频带功率变化以及源定位关系的测试方法,寻找最佳微波测试频率。通过计算动态脑电频带相对功率的变化和对比源定位的影响,验证不同微波频率与痛觉脑功能区神经元放电频率的抑制/激活关系。结果表明,微波辐射能够改变脑电功率的变化,痛觉源活动会随着微波频率的变化而增强或减弱,且5GHz微波测试效果最佳。另外,对比微波传输信号与痛觉脑电信号的波形图及频谱图,利用线性相关分析方法,计算出微波传输信号与脑电信号之间的相关系数,验证了微波检测痛觉脑活动的可行性。2)提出了一种熵结合机器学习的方法识别微波传输信号中的痛觉信息。根据微波传输信号的时序变化特点,提出了基于波动的多尺度色散熵和基于频域变化的功率谱香农熵作为表征“无痛”和“痛”信号复杂度的特征。利用经验模态分解和变分模态分解提取两种疼痛类别信号的熵,采用基于互信息的最小冗余最大相关准则和主成分分析算法进行特征选择和降维,选取浅层机器学习模型对特征数据集进行训练和分类,分析特征提取算法、特征选择算法的分类性能。结果表明,熵对于区分具有不同复杂度的痛觉信号效果显着,基于变分模态分解结合最小冗余最大相关准则获取的特征数据具有更高的分类准确率、灵敏度、特异性、阳性预测值,分类策略表现更优,对于提高微波检测的识别性能具有重要价值。3)提出一种多类型复合特征的微波痛觉脑活动识别方法。在“无痛”和“痛”二分类任务的基础上,使用小波包分解、变分模态分解两种算法独立或叠加的方式,提取相对能量变化、精细复合多尺度色散熵、精细复合多尺度模糊熵和基于Burg算法的自回归模型系数作为识别无痛和痛的复合特征。采用浅层机器学习分类策略,评价复合特征的性能。结果显示,叠加的特征提取算法能够获得更大的识别能力,更有可能从信号中捕捉到的大脑非线性动态,且随机森林的分类策略更优,结果更稳定。该方法进一步优化了痛觉脑活动信号的识别率。4)提出了基于深度神经网络的疼痛强度特征表示与识别方法。借助小波包变换极佳的频带细分识别能力,利用多尺度熵、不同深度的卷积神经网络和不同层结构的长短时记忆网络的特征提取和分类模型,结合现有的浅层机器学习模型,设计了七种特征提取和识别模型。结果表明,卷积神经网络的特征提取模型,明显改善了中度疼痛和深度疼痛难以区分的情况,相比较多尺度熵特征模型,分类性能提高3%以上。而对于分类性能,卷积神经网络和长短时记忆网络要比浅层机器学习方法,分类准确率、精确率更高,尤其是双向长短时记忆网络。该方法解决了疼痛强度脑信号复杂的特征工程计算成本,同时增强了不同等级疼痛信号的识别能力。本文提出的微波检测方法依靠其不受时间分辨率和空间分辨率限制的优势,以其安全、低成本、方便快捷等优势使痛觉脑活动检测更加精确、及时和高效,对疼痛类型简单、快速、准确的检测具有重要应用价值。另外,运用先进的机器学习技术,挖掘脑活动数据中蕴含的信息,极大改善了痛觉和疼痛强度识别能力,为高精度的痛觉脑活动解析提供了科学基础和技术支持。
王孟珂[4]（2021）在《基于荧光金属纳米簇的传感平台的构建及其在生物酶检测中的应用》文中研究说明生物酶是人体生命活动必不可少的物质,其引导的专一且高效的催化反应维持着机体的正常运行。一些重要生物酶的异常表达已被研究证实与某些恶性疾病的发生密切相关,生物酶常常被作为相关临床疾病诊断的生物标志物。因此,亟待建立低成本、简便、快速、准确的生物酶分析方法,为相关疾病的医学诊断和精准治疗做贡献。在检测生物酶的众多方法中,荧光方法由于其操作简单、成本低、响应速度快、灵敏度高、选择性好等固有优势,在生物酶传感领域脱颖而出。构筑高灵敏性和高选择性的荧光分析方法的关键因素之一是选择具有优异性能的荧光材料作为荧光探针。近年来,金属纳米簇（如Au、Ag、CuNCs）是纳米材料研究中比较引人关注的一类新型荧光纳米材料。由于其具有优异且独特的光学、化学和电学性质,比如超小的尺寸、固有的磁性、高的催化活性、强发光性能等,金属纳米簇在生物分析和成像、医学诊断和治疗、能源、催化、电子设备等领域有广阔的应用前景。特别地,金属纳米簇的荧光性能极佳,它具有优异的光稳定性、大的斯托克斯位移,同时它简单易行的合成策略、低的生物毒性和良好的生物相容性等特性使其成为一类极有前景的荧光探针,被广泛应用在荧光检测、pH和温度传感、细胞或活体成像等方面。在本论文中,我们基于金属纳米簇优异的荧光性能,结合荧光检测方法的优势,通过制备不同荧光性质的金属纳米簇来作为荧光探针、对金属纳米簇进行后修饰、结合其他新颖材料等,构建一系列荧光传感平台,用于多种重要生物酶的高效、便捷、灵敏分析,并且实验结果证实了我们所设计的检测策略在实际复杂生物样本中也表现出良好的分析性能。具体研究内容如下:第一章,我们首先简要介绍了金属纳米簇的研究背景,然后围绕其合成、荧光性质以及基于其荧光性质的应用进行了系统地讨论和总结,最后阐述了本论文的设计思路和研究意义。第二章,基于鱼精蛋白桥连的金纳米簇（AuNCs）与聚集态的金纳米粒子（AuNPs）之间的荧光共振能量转移作用,我们建立了一种简便、无标记、灵敏的胰蛋白酶荧光检测方法。鱼精蛋白可以诱导AuNPs的聚集,并通过静电作用将AuNCs与聚集态的AuNPs连接起来。与分散的AuNPs相比,聚集态的AuNPs的紫外-可见吸收带与AuNCs的发射光谱有较大的重叠。因此,聚集态的AuNPs可通过荧光共振能量转移作用猝灭AuNCs的荧光。在胰蛋白酶存在下,鱼精蛋白被催化水解,使AuNPs无法聚集,并打破AuNPs与AuNCs之间的连接,从而抑制荧光共振能量转移过程,使AuNCs的荧光恢复。体系中AuNCs的荧光强度的变化与胰蛋白酶的含量直接相关。因此,根据荧光强度的变化可以对胰蛋白酶进行测定,线性范围为5–5000 ng m L–1,检出限为1.9 ng m L–1。该体系也被用于检测胰蛋白酶抑制剂。同时,我们将该方法应用于人尿液和商业多酶片样品中胰蛋白酶的检测,取得了令人满意的结果。第三章,我们基于分裂适配体修饰的AuNCs和AuNPs之间的荧光共振能量转移作用,构建了一个用于腺苷脱氨酶测定的荧光传感平台。三磷酸腺苷的核酸适配体被设计分为两个片段（P1和P2）。P1的5′-端通过酰胺键与AuNCs连接（P1-AuNCs）,P2的3′-端通过Au–S键与AuNPs连接（P2-AuNPs）。在三磷酸腺苷存在下,三磷酸腺苷与分裂适配体（P1和P2）的特异性结合使P1-AuNCs和P2-AuNPs连接在一起,因此,通过从P1-AuNCs到P2-AuNPs的荧光共振能量转移过程,P1-AuNCs的荧光被P2-AuNPs显着猝灭。加入腺苷脱氨酶后,三磷酸腺苷被转化为三磷酸次黄嘌呤核苷,释放出P1和P2,导致体系荧光恢复。因此,通过系统荧光强度的变化,我们建立了一个基于分裂适配体的荧光传感平台并用于腺苷脱氨酶的检测。检测体系中P1-AuNCs的荧光强度与腺苷脱氨酶浓度在2–120 U L–1范围内呈良好的线性关系,检出限为0.72 U L–1。同时,通过对人血清中腺苷脱氨酶的检测,验证了该方法在实际样品中腺苷脱氨酶检测的准确性和适用性。第四章,我们以组氨酸为模板剂,抗坏血酸为还原剂,设计了一种简便、低成本、绿色的方法合成了荧光银纳米簇（AgNCs）。此外,我们提出一种制备生物质衍生的负载铁的含N多孔碳（Fe/NPC）的新策略。通过结合Fe/NPC的仿氧化酶活性与AgNCs的荧光特性,我们构建一种用于检测乙酰胆碱酯酶的新型荧光和比色双信号传感体系。Fe/NPC因具有仿氧化酶活性,能催化无色的2,2’-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）氧化为有明显紫外吸收的氧化产物（ox ABTS）。生成的ox ABTS又可通过内滤效应有效地猝灭AgNCs的荧光。乙酰胆碱酯酶催化乙酰硫代胆碱水解产生硫代胆碱,硫代胆碱能有效抑制Fe/NPC对ABTS的氧化作用,导致体系的紫外吸收降低,同时AgNCs的荧光恢复。通过体系荧光和比色两种检测模式,乙酰胆碱酯酶的检出限可分别低至0.0032和0.0073 U L–1。此外,该双信号检测平台被用于人红细胞中乙酰胆碱酯酶及乙酰胆碱酯酶抑制剂的检测,具有良好的分析性能。第五章,我们基于原位生成具有双荧光发射的石墨烯量子点-铜纳米簇（GQDs-CuNCs）纳米杂化材料,设计了一种用于T4多聚核苷酸激酶分析的比率荧光法。首先用带有氨基修饰的单链DNA（ss DNA）修饰GQDs（GQDs-ss DNA）,然后与其互补的DNA链杂交形成双链DNA（ds DNA）功能化的GQDs（GQDs-ds DNA）。GQDs-ds DNA表面的ds DNA可以作为一种有效的CuNCs模板剂来原位合成GQDs-CuNCs纳米杂化材料,其中CuNCs的最大荧光发射波长在594 nm处。当GQDs-ds DNA的ds DNA通过T4多聚核苷酸激酶磷酸化,然后通过λ核酸外切酶降解产生单核苷酸和GQDs-ss DNA后,由于缺乏有效的ds DNA模板剂,GQDs-CuNCs中荧光CuNCs的形成受阻,而在这个过程中,纳米杂化材料中GQDs在446 nm处的荧光几乎不受影响。因此,以CuNCs作为输出信号,GQDs作为参比信号时,可以通过体系荧光强度比(F594/F446)的变化来监测T4多聚核苷酸激酶,检测范围为0.01–10 U m L–1,检出限为0.0037U m L–1。此外,我们使用该方法在细胞裂解液中对T4多聚核苷酸激酶进行检测,验证了该方法在复杂样品中的实用性。第六章,我们通过整合银离子（Ag+）修饰的金纳米簇（Ag-AuNCs）和邻苯二胺,构建了一个用于超灵敏检测碱性磷酸酶的比率荧光传感平台。通过对AuNCs简单的Ag+-修饰,AuNCs的荧光强度显着提高。在碱性磷酸酶的作用下,底物抗坏血酸-2-磷酸酯转化为抗坏血酸。然后,利用KIO3和抗坏血酸之间的氧化还原反应生成I2/I–和脱氢抗坏血酸。通过I–与Ag+结合和I2对Ag-AuNCs的氧化刻蚀聚集作用,I2/I–能显着地猝灭Ag-AuNCs在600 nm处的荧光。同时,脱氢抗坏血酸与邻苯二胺反应生成具有荧光的喹喔啉衍生物,其在438 nm具有明显的荧光发射。因此,通过监测体系荧光强度比(F438/F600)的变化可以实现对碱性磷酸酶活性的灵敏检测,所建立的方法对碱性磷酸酶的检出限为0.0035 U L–1。此外,我们将该方法用于人血清中碱性磷酸酶的分析,实验结果证明该方法具有较高的准确性和可靠性。第七章,我们对本论文的研究工作进行了系统地总结,并对未来的发展方向进行了展望。
程文播[5]（2020）在《基于核酸适配体的生物荧光传感方法及应用研究》文中研究表明随着生命科学和医学研究的发展,人们对生物样品的高灵敏和高特异检测提出了更高的要求。生物传感器作为生物检测的前端部件,通常包括识别单元、转换单元和放大单位,在整个检测过程中发挥着不可替代的作用。同时随着新的生物技术、纳米科学、电子信息等学科的不断进步,出现了新的抗原、纳米抗体、核酸适配体（Aptamer）等作为识别单元,新型的荧光染料、量子点、碳量子点等作为转换标记材料,新型的有酶、无酶作为信号增强放大方法,使生物传感器进一步朝着样品用量少、特异性和灵敏度高、响应速度快、反应时间短、尺寸体积小等方向发展,促使生物传感器在生命科学检测、临床诊断、食品安全、环境监测等方面发挥着越来越重要的作用。抗体作为最常用的生物传感器中的识别元件,在临床免疫诊断中发挥着重要作用。然而抗体需要依靠动物提取并合成纯化,批间差异较大,同时还存在热稳定性不好、成本较高等缺点。核酸适配体是一种寡核苷酸序列,作为识别元件它可以与蛋白质、小分子、细胞、微生物等多种类型的靶目标物进行特异性结合。相比抗体,核酸适配体可以通过体外筛选得到,因此可以利用化学合成进行制备,具有识别类型多、易于修饰、批间一致性好、成本低、热稳定性好等特点。本文针对肿瘤类疾病标志物的检测,以高灵敏的检测样品中细胞、蛋白标志物为主要目标,以核酸适配体作为主要的识别单元,采用杂交链式反应（HCR）和链置换反应（SDR）等放大策略,结合新型的碳量子点、分子信标材料作为荧光标记技术,设计发展了多种基于核酸适配体的新型荧光生物传感方法,这些检测方法灵敏度高、特异性好、而且操作简单、成本较低。为进一步方便应用,本文还设计了自动化的荧光定量分析仪器以快速检测相应的样品。首先,本文研究了一种基于N、S共掺杂碳量子点的新型癌细胞检测方法。在这种方法中,合成了一种N、S共掺杂的具有荧光性能的碳量子点,利用核酸适配体对Hep G2细胞特异性识别的特点,在适配体序列上标记BHQ,由于静电作用碳量子点的荧光被标记的适配体序列所猝灭。当Hep G2目标细胞存在时核酸适配体与目标细胞结合,碳量子点被释放出来,通过离心方法使悬浮液中的核酸适配体和碳量子点进行分离,最后通过测量碳量子点的荧光强度来评估癌细胞的浓度。该方法实现了5-50000 cells/m L范围内的Hep G2细胞检测,并在5-1000cells/m L范围内具有较好的线性度,最低检测限为5 cells/m L。本方法具有无需信号放大,检测灵敏度高,对仪器要求低,成本低等特点。接着,开发了一种核酸适配体结合碳量子点与HCR反应的检测蛋白质的荧光方法,设计了发夹结构的DNA核酸适配体探针实现对MUC1靶蛋白的特异性识别。在MUC1目标靶蛋白存在的情况下,MUC1与其适配体结合而使探针的构象发生变化,单链HCR引发序列得以暴露,触发另外的辅助探针相互作用发生杂交链式反应,形成长双链DNA。由于触发辅助探针上修饰了合成的碳量子点,在未发生HCR反应时,核酸适配体-碳量子点复合物由于π-π堆积作用吸附在氧化石墨烯表面,荧光被猝灭。当发生HCR反应后,碳量子点得以远离氧化石墨烯表面,荧光发射恢复,而峰值强度可以用来指示MUC1的浓度。利用该方法,实现了对MUC1蛋白的检测,线性范围为10 fg/m L-100 pg/m L,最低检测限为2.3 fg/m L。该方法中碳量子点的制备和结合非常简单,通过碳量子点的强荧光发射和HCR辅助的无酶信号放大过程,实现了对目标蛋白的超高灵敏检测。然后,设计了一种核酸适配体分子信标结合目标循环放大策略的传感方法,采用四种发夹探针的荧光信号构建DNA星型结构用来检测TNF-α蛋白。当存在靶蛋白时,TNF-α靶蛋白与其核酸适配体结合,分子信标的茎干部分被打开,与过渡探针、辅助探针及信号探针先后进行杂交,形成DNA三角星型结构并持续循环放大,释放出相应的荧光信号。基于此策略开发的荧光传感器实现了对TNF-α的高灵敏度检测,线性范围为10 pg/m L-1000 pg/m L,最低检测限位5 pg/m L。该方法无需清洗和热循环条件,一次反应仅需10分钟,由于是无酶参与反应,因此具有灵敏度高、选择性高、成本低、操作简单等优点。最后,进行了基于核酸适配体的荧光定量检测仪器的应用研究,针对TNF-α靶蛋白,制备了相应的试纸条,设计了一套自动化的荧光检测分析仪,完成了荧光模型的理论计算、荧光光路设计和选型、荧光滤波及校准算法设计、荧光仪器总体及详细设计等。仪器设计完成后,根据荧光发射信号的特点,对荧光信号进行了平滑滤波和基线校准处理,并对仪器的准确度、精密度和线性范围进行了实验,验证了整体系统的性能参数。
王慧捷[6]（2020）在《红外光谱检测性能优化及傅里叶变换红外光谱仪微型化》文中提出红外光谱检测可以实现实时、原位的物质成分定量检测,为生物医学领域的发展提供了一种高效的分析测试技术。本文着力于提升和发展红外光谱检测技术及仪器,通过硬件优化、数字优化和片上集成微型化,提高了红外光谱检测性能和灵活性,降低了红外光谱检测的成本,扩展了红外光谱检测在复杂场景中的应用范围。本文的主要研究内容包括:1.红外光谱检测系统的硬件优化:（ⅰ）光源调制优化,利用扫描振镜,将光源调制和多通道扫描检测结合,实现了非色散红外检测的共光路结构,提高了调制效率;（ⅱ）液体探头优化,采用一体成型的玻璃探头,提高了液体红外检测的通用性和可靠性;（ⅲ）干涉图采样优化,提出基于等时间间隔硬件过采样的方案,实现了更高的采样频率,保证了干涉图采样的准确性。2.红外光谱检测性能的数字优化:针对傅里叶变换光谱仪（FTS）中光通量与光谱分辨率相互制约的难题,提出一种数字光阑光谱还原方法,基于FTS中大孔径Jacquinot光阑（J-Stop）影响光谱性能的物理机制,通过数值迭代计算,有效消除了傅里叶变换光谱中的谱峰加宽和偏移变化,提高了光谱检测的信噪比（SNR）、光谱分辨率和波数准确性。此外,数字光阑光谱还原方法可以扩展到光栅型光谱仪中。3.红外光谱检测器件的片上集成微型化:针对空间外差型FTS（SH-FTS）硅基光谱检测器件的性能限制和应用局限,基于硅基光子技术,提出两种新型片上傅里叶变换光谱技术:（ⅰ）片上傅里叶变换光谱的双偏振检测技术,利用矩形波导的双折射效应中正交偏振态的传播常数差异,加倍单个马赫-曾德尔干涉仪（MZI）中的光程差采样点,缓解了光谱性能与器件尺寸的相互限制;（ⅱ）片上傅里叶变换光谱的偏振无关检测技术,引入偏振无关的二维光栅耦合器作为系统光束入口,将入射光中相互垂直的偏振成分均耦合到波导的横电（TE）模式,由常规的偏振相关MZI阵列进行TE偏振光谱检测,实现了偏振无关的光谱检测。本文的主要创新点包括:1.提出了数字J-Stop光谱还原方法,首次突破了FTS光谱检测中光通量与光谱分辨率相互制约的瓶颈,消除了大孔径光阑造成的光谱加宽,并实现了光谱SNR提高2倍;2.利用正交偏振态在矩形波导中的传播常数差异,提出了片上傅里叶变换光谱的双偏振检测技术,减半了MZI的数量,压缩了硅基SH-FTS的器件尺寸25%;3.引入二维光栅耦合器,发展了一种偏振无关的片上傅里叶变换光谱技术,通过MZI阵列的双向光谱检测,保持了偏振成分光谱检测的一致性,消除了矩形波导双折射效应对硅基SH-FTS的偏振约束。
邱德兴[7]（2020）在《基于二硫化钼的柔性应力传感芯片的研制及其生物医学应用研究》文中认为随着社会发展和生活水平的提高,人们越来越重视健康,并希望及早发现身体内潜在的疾病,防患于未然。柔性可穿戴式设备具有体积小、重量轻及穿戴简便舒适等特点,可对人体生理信号进行实时采集和连续监测,从而实现疾病的早预防、早发现,因此越来越得到广泛关注。柔性可穿戴式设备中的关键部件为高性能的柔性传感器,其中,柔性应力传感器因制备工艺简单、柔性可拉伸、贴敷性好以及探测信号丰富等优点,被广泛用于人体生理信号的实时采集。然而,现有的柔性应力传感器仍存在应力探测灵敏度低和应力探测范围小等不足,从而限制其应用和发展。本论文提出采用热塑性弹性绝缘材料作为柔性应力传感器的基底材料,创新性地在基底材料内部掺入高导电性AgNFs以及低导电性的层状MoS2纳米片,从而成功研制出超高灵敏度的MoS2柔性应力传感器,并实现了人体多种生理信号地实时动态检测。主要工作内容包括以下几个方面:本论文提出采用SEBS作为柔性应力传感器的基底材料,利用低成本的溶液法制备出厚度仅为25μm的柔性薄膜基底。提出在基底中掺杂AgNFs和MoS2纳米片两种不同纳米材料,成功研制出高灵敏度、宽应力探测范围的MoS2柔性应力传感器。深入探究了掺杂AgNFs和MoS2对器件性能的影响。研究发现:当仅掺杂AgNFs时,薄膜内部形成AgNFs导电网络,呈现出金属态特性,在施加一定应力时,因导电网络内部的AgNFs紧密相连而不易断开,灵敏度仅为2.5。当同时掺杂AgNFs和MoS2两种纳米材料时,内部的AgNFs高导电网络中包含低导电性的MoS2纳米薄片,在一定应力作用下,与之相连的AgNFs导电通路出现明显的断裂现象,导电性能发生极大的降低。优化结果表明,AgNFs与MoS2质量比约为1:2000时,在10%的应力范围内,其灵敏度达至最高3300,较之于未掺杂MoS2器件灵敏度提高了1000多倍。进一步地,我们发现当应力逐渐增加,器件将出现由金属态到绝缘态的突变现象,当撤销外力又将从绝缘态恢复到金属态,并在超过两小时的连续拉伸与释放测试中保持性能稳定。多参数人体信号的实时检测与融合对疾病诊断、预防和治疗至关重要。为此,我们将该MoS2柔性应力传感器贴敷在受试者皮肤表面,成功实现了脉搏、语音、呼吸、肢体运动等多种人体生理信号的实时检测。进一步地,我们尝试以该器件为基础,通过脉搏信号及心电信号同步检测方法提取出人体血压信号。我们成功开发出可穿戴心电信号采集系统,其中包括基于AD8232芯片的信号采集模拟电路和基于STM32芯片的信号处理数字电路,成功实现了心电信号的实时检测,为研发可穿戴血压信号采集系统打下坚实基础。
丁光亚[8]（2020）在《诱发性耳声发射检测系统研究与实现》文中研究指明听觉作为人的五感之一,在人的日常生活和成长中有着至关重要的作用。耳声发射的发现证明了人耳主动机制的存在,其存在与否能够作为评估外围听觉系统是否健康的手段之一。因此,耳声发射作为听力检测的客观标准,广泛应用在新生儿听力筛查中。我国卫生部下发《新生儿疾病筛查管理办法》之后,听力筛查就作为一项必检项目,但是目前国内医院在国产听力筛查仪器有着大量的缺口。因此本文设计了一款性价比优良的便携式耳声发射检测仪器。本文首先学习总结了已有成熟的生物医学信号处理方法,重点对听觉诱发性响应信号的采集和处理做了深入学习与研究;然后通过对已有瞬态诱发耳声发射（TEOAE）信号检测方法的实现,进而深入理解TEOAE信号本身的一些特性;接着根据TEOAE信号“频率色散”的特性,通过设计一组不同时间窗长的对比实验,进一步说明在一定程度上缩短时间窗的持续时间能够提高响应信号的信噪比等指标;然后改进了基于小波变换的TEOAE检测算法,通过真实人耳数据的测试验证了该检测算法能够进一步提高响应信号的信噪比指标;最后设计并实现了基于STM32微处理器的耳声发射检测系统,系统能够实时显示检测信号波形、检测探头的密闭性、提供信噪比和相关率等定量指标。本文还对耳声发射检测系统做了系统的测试,在实验室环境下,通过对一些人耳样本的实测,说明该检测系统能够基本满足日常听力检测的需求。
张泽宇[9]（2020）在《基于契伦科夫辐射的肿瘤在体检测与手术导航技术研究》文中研究说明恶性肿瘤疾病如今已在全球范围内,成为对人类健康最严重的威胁之一。统计数据显示,中国每日确诊的癌症患者超过一万人。实现对肿瘤的精确检测与治疗,对于人类共同对抗肿瘤疾病而言有着重要的意义和积极的作用。但是因为肿瘤疾病在发生发展过程中的复杂性极高,肿瘤诊疗精度的提升面临着严峻的挑战。近年来广受关注的契伦科夫光学分子成像（Cherenkov luminescence imaging,CLI）为肿瘤精准诊疗新方法的研究及转化应用提供了新的技术手段。作为一种新型的光学分子成像模态,CLI成像具备了高分辨率、高通量等多种优势;同时,由于以放射性核素药物作为探针,CLI成像还兼具了核医学成像的灵敏度高、临床可用探针丰富的重要特点。因而,CLI成像的发展和应用广受各界研究者和临床医生的关注。不过,在实践探索的过程中,CLI成像也暴露出了光信号强度弱、易受干扰等局限性问题。为了进一步增强CLI成像在体检测肿瘤病灶的能力及其实用性,本文紧密结合临床中的实际需求,基于临床现有可用的分子探针,分别从成像方法、成像系统、生物医学应用三个重点环节协同开展研究工作,重点探索了 CLI成像用于肿瘤三维定位与手术导航的新策略。1、通过融合CLI光学成像与CT结构成像开展的契伦科夫光学断层成像（Cherenkov luminescencetomography,CLT）能够有效地反映出在体肿瘤的三维空间位置及其立体形态。本文将深度学习方法与CLT成像有机融合,提出了一种新型的多层全连接神经网络（multilayer fully connected neural network,MFCNN）CLT 方法。该方法利用深度网络模型直接分析内部光源与表面光信号之间的复杂联系,有效地避免了光传输建模与求解过程中的计算误差,为CLT肿瘤检测精度的突破提供了新的思路。经过仿真验证,MFCNNCLT方法得到的单光源重建结果中,光源定位误差降低至0.20 mm以内,并且光源的空间形态也得到了有效重建（Dice系数可达0.90）。而在活体小动物上,MFCNNCLT得到的肿瘤在体三维检测结果与MRI、PET和组织病理都保持了较高的一致性,展示出新型MFCNNCLT方法能够准确、可靠地实现肿瘤的在体三维检测。2、在检出肿瘤的基础上,本文继而根据临床手术治疗的需求,分别研制了新型的内窥式 CLI（endoscopic Cherenkov luminescence imaging,ECLI）成像系统以及开放式的CLI手术导航系统。借助对成像元件通光率和采集噪声的针对性改善,所构建的ECLI成像系统能够快速适配临床现有的腹腔镜,并以较高的空间分辨率（62.5 μm）实现对62.9kBq/mL低剂量18F-FDG的高灵敏度光学检测。在小动物活体水平进行的肝肿瘤手术导航中,ECLI成像结果准确地反映了肝肿瘤的在体分布情况、揭示了肿瘤边界,有效引导了肝肿瘤的术中精准切除。而对于开放手术,针对其手术视野大的特点,根据临床操作规范,构建了能够有效克服环境干扰的在体CLI手术导航系统。该系统中集成可见光彩色成像和CLI成像两种通道,为开放式手术的实施提供高分辨率（55.68 μm）的组织结构影像和高灵敏度（19.61 kBq/mL18F-FDG）的CLI影像。对大动物结直肠肿瘤模型实施的手术导航中,该系统在开放式手术中准确地在体检出原位结直肠肿瘤及膀胱与卵巢器官的转移病灶,并从定性与定量的不同角度共同引导了肿瘤病灶的有效切除,为开放式手术切除效果的提升提供了重要的辅助手段。并且,大动物水平的在体实验还进一步展示了实施CLI光学手术导航的安全性以及较强的临床可操作性。3、在生物医学应用方面,本文通过医-工交叉深入合作的形式,面向肝肿瘤的手术治疗,开展了 PET成像、契伦科夫能量转移成像（Cherenkov radiation energy transfer,CRET）、共聚焦显微内窥成像（confocallaserendomicroscopy,CLE）三种成像模态相融合的新型PET-CRET-CLE跨尺度手术导航。利用临床18F-FDG与11C-CHO放射性核素和荧光素钠（fluoresceinsodium,FS）作为分子探针,PET-CRET-CLE分别基于不同的原理、从不同视角进行肿瘤病灶检测,为肿瘤手术提供了宏观-微观等全面的影像信息。在活体动物实验中,PET-CRET-CLE由宏观向微观递进,逐步揭示了肿瘤的侵犯范围、病灶定位及边界,显着提高了肿瘤切除的精度,展现出较高的临床转化潜力。另一方面,本文将可见光成像、近红外一区成像（the first near-infrared window,NIR-Ⅰ）和近红外二区成像（the secondnear-infraredwindow,NIR-Ⅱ）三种谱段联合,借助临床可用的光学探针设计了多谱段光学手术导航,并与临床团队合作进行了临床试验。入组23例肝肿瘤患者的实验结果显示,可见光-NIR-Ⅰ/Ⅱ多谱段光学手术导航的应用,能有效辅助临床医生发现术前影像未能检出的肿瘤病灶,特别是NIR-Ⅱ谱段的光信号显着地提升了对肿瘤小病灶的检测能力。总体而言,本文通过成像方法、成像系统、生物医学应用三方面的协同创新,主要研究了 CLI光学成像在肿瘤检测以及手术治疗中的效用。这三个方面的研究相辅相成、互为支撑,形成了较为完备的研究主线;并通过医-工交叉合作,实现了小动物-大动物-人体逐步深入的应用验证和临床转化。
赵旭燕[10]（2020）在《基于磁信号的黄曲霉毒素检测方法研究》文中指出黄曲霉毒素因污染范围广、毒性大等原因,在食品中的含量受到严格限制,现有高效液相等荧光定量检测方法存在操作复杂、检测周期长、成本高等不足,不能满足现场高效便捷检测需要。本文提出了一种基于磁信号的新型黄曲霉毒素检测方法,使用表面修饰抗体的磁性纳米颗粒（MNPs）作为标记物制备磁性层析试纸,在外加励磁场下激励MNPs产生响应信号并使用TMR传感器检测其磁信号,实现黄曲霉毒素B1（AFB1）的快速定量检测。本文的主要研究内容有:首先结合磁性层析试纸反应原理和流体动力学方程建立生化反应模型并根据线磁偶极子理论建立磁信号检测数学模型。使用COMSOL软件对检测系统建模仿真,仿真比较了三种不同的匀强磁场励磁源,确定实验最佳励磁元件。分析了磁信号随位置、反应时间和样品浓度的变化关系,并优化了励磁电流和传感器提离距离。其次制备MNPs标记物和磁性层析试纸,搭建系统硬件平台,使用C型电磁铁提供励磁场,通过TMR传感器检测层析试纸T线和C线MNPs的响应磁信号。使用LabVIEW编写上位机软件,构建直观人机交互界面,实现对采集系统的控制、信号接收与保存。最后对采集到的磁信号进行小波降噪和最小二乘法校正基线,提取磁信号特征量T/C值,根据T/C值随AFB1浓度变化趋势绘制标准曲线,实现AFB1定量检测,并对检测系统的准确性和重复性进行评价。研究结果表明:设计的AFB1定量检测系统仅需40 s即可完成一次扫描,相比常规荧光检测大大缩短了检测时间;小波变换降噪技术有效降低了信号噪声实现了信号滤波处理;最小二乘法解决了基线漂移问题,提高了数据可信度;标准曲线在0.01ug/mL—10 ug/mL间线性度良好,检测限为0.008 ug/mL,检测系统具有较好的准确度和重复性。
二、OrCAD在生物医学信号检测系统设计中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、OrCAD在生物医学信号检测系统设计中的应用（论文提纲范文）
（1）磁声耦合声信号检测与处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内研究现状 |
| 1.3.1 磁声耦合技术研究现状 |
| 1.3.2 含水率测量研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 磁声耦合机理与油水含水率测量原理 |
| 2.1 磁声耦合机理 |
| 2.1.1 洛伦兹力 |
| 2.1.2 介质的电特性和声特性 |
| 2.1.3 磁声耦合系数 |
| 2.2 磁声耦合声信号的产生和分析 |
| 2.2.1 声信号的产生 |
| 2.2.2 磁声信号特性分析 |
| 2.3 声信号的检测 |
| 2.3.1 传感器 |
| 2.3.2 微弱信号检测方法 |
| 2.4 磁声耦合油水含水率测量原理 |
| 2.4.1 电导率与含水率 |
| 2.4.2 声波信号和电导率 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁声耦合油水含水率测量模型仿真研究 |
| 3.1 COMSOL有限元仿真软件 |
| 3.2 油水两相流模型构建及仿真 |
| 3.2.1 含水率测量模型 |
| 3.2.2 不同介质下含水率测量模型构建与仿真 |
| 3.3 基于磁声耦合含水率测量模型优化 |
| 3.3.1 静磁场优化 |
| 3.3.2 交变磁场优化 |
| 3.3.3 声传感器位置优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁声耦合声信号检测系统设计 |
| 4.1 系统总体方案设计 |
| 4.2 系统硬件电路设计 |
| 4.2.1 电源电路 |
| 4.2.2 功率放大电路设计 |
| 4.2.3 微弱信号放大电路设计 |
| 4.2.4 A/D采集电路 |
| 4.2.5 MCU电路 |
| 4.2.6 通信电路 |
| 4.3 系统软件程序设计 |
| 4.3.1 系统初始化 |
| 4.3.2 A/D采样流程 |
| 4.3.3 USB通讯程序 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁声耦合技术实验研究 |
| 5.1 电路测试 |
| 5.1.1 激励信号源的测试 |
| 5.1.2 前端放大电路测试 |
| 5.2 激励磁场的测试与结果 |
| 5.2.1 静态磁场发生装置 |
| 5.2.2 交变磁场发生装置 |
| 5.3 声信号检测实验研究 |
| 5.3.1 测试结构 |
| 5.3.2 实验数据采集 |
| 5.4 声信号处理和分析 |
| 5.4.1 离散时间信号的傅里叶变换基础 |
| 5.4.2 傅里叶正变换 |
| 5.4.3 信号滤波 |
| 5.4.4 傅里叶反变换 |
| 5.4.5 滤波效果评估 |
| 5.4.6 信号归一化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（2）基于扩散的分子通信信道模型及信号检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 |
| 1.2 分子通信概述 |
| 1.2.1 分子通信的种类 |
| 1.2.2 基于扩散的分子通信的定义 |
| 1.2.3 基于扩散的分子通信的特征 |
| 1.2.4 基于扩散的分子通信的应用 |
| 1.3 分子通信的研究现状及现存科学问题 |
| 1.3.1 研究现状 |
| 1.3.2 现存科学问题 |
| 1.4 论文的主要内容及创新点 |
| 1.5 论文的组织结构 |
| 第二章 基于扩散的分子通信生物信道模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相关研究工作 |
| 2.3 系统模型 |
| 2.3.1 生物信道模型 |
| 2.3.2 信道响应 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.5 信号量化及调制技术 |
| 2.5.1 信号量化 |
| 2.5.2 分子浓度移相键控调制 |
| 2.5.3 分子类型移相键控调制 |
| 2.5.4 信道容量 |
| 2.6 仿真与分析 |
| 2.6.1 仿真算法 |
| 2.6.2 仿真结果分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于特征提取的非相干信号检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关研究工作 |
| 3.3 系统模型 |
| 3.3.1 信道模型 |
| 3.3.2 信号量化 |
| 3.4 分子信号特征提取 |
| 3.4.1 单比特局部波峰特征 |
| 3.4.2 连续比特波谷特征 |
| 3.4.3 连续比特能量差特征 |
| 3.5 非相干信号检测算法 |
| 3.5.1 测度等比合并 |
| 3.5.2 测度最佳比合并 |
| 3.6 仿真结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于机器学习的非相干信号检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关研究工作 |
| 4.3 系统模型 |
| 4.3.1 发射机模型 |
| 4.3.2 信道模型与信号量化 |
| 4.4 非相干信号检测方案 |
| 4.4.1 综合测度构建 |
| 4.4.2 模糊聚类算法 |
| 4.4.3 算法复杂度分析 |
| 4.5 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于多中继辅助的分子信号传输 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关研究工作 |
| 5.3 系统模型 |
| 5.3.1 信道模型 |
| 5.3.2 信号量化 |
| 5.4 非相干信号检测 |
| 5.4.1 适用性分析 |
| 5.4.2 理论误码率计算 |
| 5.5 仿真与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（3）基于微波技术的急性紧张性痛觉脑活动信号的检测与识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 背景及意义 |
| §1.2 研究现状 |
| §1.2.1 痛觉脑神经活动研究现状 |
| §1.2.2 微波检测技术国内外研究现状 |
| §1.3 本文主要研究内容及主要思路 |
| §1.3.1 课题研究内容与研究思路 |
| §1.3.2 论文结构 |
| §1.3.3 课题研究主要创新点 |
| §1.4 本章小结 |
| 第二章 微波检测脑活动的基本理论 |
| §2.1 微波的特点 |
| §2.2 微波检测大脑神经活动的原理 |
| §2.2.1 电磁波传输与脑功能部位激活的关系 |
| §2.2.2 脑功能区异常活动的微波检测原理 |
| §2.3 基于脑组织的微波散射原理 |
| §2.3.1 麦克斯韦方程组 |
| §2.3.2 脑组织介电性能 |
| §2.3.3 微波传输理论 |
| §2.4 微波检测方法 |
| §2.4.1 常见的微波检测技术 |
| §2.4.2 神经接口 |
| §2.4.3 微波传输信号的采集 |
| §2.5 信号处理方法 |
| §2.5.1 特征处理 |
| §2.5.2 模式识别与评价 |
| §2.6 本章小结 |
| 第三章 微波对痛觉脑节律的影响及对痛觉的检测 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 痛觉脑活动的微波辐射试验 |
| §3.2.1 微波辐射试验 |
| §3.2.2 数据采集及预处理 |
| §3.2.3 痛觉脑活动的微波检测试验 |
| §3.3 信号处理模型 |
| §3.3.1 痛觉EEG相对功率变化的计算 |
| §3.3.2 痛觉EEG源定位的成像方法 |
| §3.3.3 统计分析 |
| §3.4 试验结果 |
| §3.4.1 痛觉EEG相对功率变化结果 |
| §3.4.2 痛觉EEG的源成像结果 |
| §3.4.3 痛觉脑活动的微波检测结果 |
| §3.5 讨论 |
| §3.6 本章小结 |
| 第四章 熵特征表示的痛觉脑活动识别方法 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 试验设计 |
| §4.2.1 试验设计方案 |
| §4.2.2 数据采集与预处理 |
| §4.3 特征处理及分类 |
| §4.3.1 特征提取方法 |
| §4.3.2 熵特征的提取 |
| §4.3.3 特征选择与降维 |
| §4.3.4 分类性能的评价 |
| §4.4 试验结果 |
| §4.4.1 熵特征提取结果 |
| §4.4.2 痛觉的分类评价 |
| §4.4.3 特征处理性能的对比 |
| §4.5 讨论 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 多类型复合特征表示的痛觉脑活动识别方法 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 试验设计 |
| §5.2.1 试验设计方案 |
| §5.2.2 数据采集 |
| §5.2.3 数据预处理 |
| §5.3 信号处理方法 |
| §5.3.1 多类型复合特征的计算 |
| §5.3.2 分类性能的评价 |
| §5.4 试验结果 |
| §5.4.1 平均相对能量变化提取结果 |
| §5.4.2 复合多尺度熵提取结果 |
| §5.4.3 基于Burg算法的AR系数提取结果 |
| §5.4.4 痛觉脑活动的分类结果 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 深度特征表示的疼痛强度识别方法 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 疼痛强度的试验设计 |
| §6.2.1 试验设计流程 |
| §6.2.2 数据获取与预处理 |
| §6.3 基于WPT-RF模型的疼痛强度识别方法 |
| §6.3.1 基于WPT的熵测量特征提取 |
| §6.3.2 RF分类器的设计、训练与分类 |
| §6.4 基于WPT-CNN模型的疼痛强度识别方法 |
| §6.4.1 CNN构架的设计 |
| §6.4.2 CNN模型训练 |
| §6.5 基于WPT-LSTM模型的疼痛强度识别方法 |
| §6.5.1 LSTM网络结构 |
| §6.5.2 LSTM模型训练 |
| §6.6 性能的评价 |
| §6.7 特征提取与分类结果 |
| §6.7.1 WPT-RF模型的分类结果 |
| §6.7.2 WPT-CNN模型的特征提取以及分类 |
| §6.7.3 WPT-LSTM模型的分类结果 |
| §6.8 讨论 |
| §6.9 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 工作总结 |
| §7.2 未来展望 |
| 主要参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的主要研究成果 |
（4）基于荧光金属纳米簇的传感平台的构建及其在生物酶检测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属纳米簇的概述 |
| 1.2 金属纳米簇的合成 |
| 1.2.1 刻蚀法 |
| 1.2.2 模板法 |
| 1.2.3 配体交换法 |
| 1.2.4 金属置换法 |
| 1.3 金属纳米簇的荧光性质 |
| 1.3.1 尺寸效应 |
| 1.3.2 配体效应 |
| 1.3.3 结构效应 |
| 1.3.4 合金效应 |
| 1.3.5 聚集诱导发射 |
| 1.4 基于金属纳米簇荧光性质的应用 |
| 1.4.1 离子检测 |
| 1.4.2 药物检测 |
| 1.4.3 生物分子检测 |
| 1.4.4 温度和pH传感 |
| 1.4.5 荧光成像 |
| 1.5 本论文的设计思路及研究意义 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 基于金纳米簇/金纳米粒子的荧光分析方法用于胰蛋白酶的灵敏检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 AuNCs的制备 |
| 2.2.4 AuNPs的制备 |
| 2.2.5 胰蛋白酶及其抑制剂的检测 |
| 2.2.6 人尿液和多酶片中胰蛋白酶的测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 AuNCs的表征 |
| 2.3.2 胰蛋白酶检测机理及可行性分析 |
| 2.3.3 条件优化 |
| 2.3.4 胰蛋白酶及其抑制剂的检测 |
| 2.3.5 选择性实验 |
| 2.3.6 人尿液和多酶片中胰蛋白酶的测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 基于分裂适配体修饰的金纳米簇构建检测腺苷脱氨酶的荧光传感平台 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 AuNCs和P1-AuNCs的制备 |
| 3.2.4 AuNPs和P2-AuNPs的合成 |
| 3.2.5 腺苷脱氨酶的测定 |
| 3.2.6 人血清中腺苷脱氨酶的检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 纳米材料的表征 |
| 3.3.2 传感平台的设计原理 |
| 3.3.3 P2-AuNPs和 ATP对 FRET体系的影响 |
| 3.3.4 条件优化 |
| 3.3.5 腺苷脱氨酶的定量测定 |
| 3.3.6 选择性研究 |
| 3.3.7 人血清中腺苷脱氨酶的测定 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 基于银纳米簇/铁掺杂的多孔碳的传感平台用于乙酰胆碱酯酶检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 AgNCs的合成 |
| 4.2.4 NPC和Fe/NPC的制备 |
| 4.2.5 乙酰胆碱酯酶及其抑制剂的测定 |
| 4.2.6 人红细胞中乙酰胆碱酯酶的分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 AgNCs的合成与表征 |
| 4.3.2 NPC与 Fe/NPC的合成与表征 |
| 4.3.3 Fe/NPC的仿氧化酶性质的研究 |
| 4.3.4 双信号检测平台的构建 |
| 4.3.5 条件优化 |
| 4.3.6 乙酰胆碱酯酶及其抑制剂的检测 |
| 4.3.7 特异性研究 |
| 4.3.8 人红细胞中乙酰胆碱酯酶的检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 基于石墨烯量子点/铜纳米簇纳米杂化材料的比率荧光方法用于T4多聚核苷酸激酶的检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 GQDs-ds DNA的制备 |
| 5.2.4 GQDs-CuNCs和 CuNCs的合成 |
| 5.2.5 T4 多聚核苷酸激酶的检测 |
| 5.2.6 细胞裂解液中T4 多聚核苷酸激酶的测定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 GQDs、CuNCs和 GQDs-DNA的表征 |
| 5.3.2 T4 多聚核苷酸激酶检测机理 |
| 5.3.3 条件优化 |
| 5.3.4 T4 多聚核苷酸激酶的定量检测 |
| 5.3.5 选择性研究 |
| 5.3.6 细胞裂解液中T4 多聚核苷酸激酶的检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 银离子修饰的金纳米簇用于碱性磷酸酶的荧光分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 AuNCs和 Ag-AuNCs的制备 |
| 6.2.4 碱性磷酸酶的比率荧光分析 |
| 6.2.5 人血清样品分析 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 AuNCs和Ag-AuNCs的表征 |
| 6.3.2 比率荧光传感平台的构建 |
| 6.3.3 条件优化 |
| 6.3.4 碱性磷酸酶的检测 |
| 6.3.5 特异性实验 |
| 6.3.6 人血清中碱性磷酸酶的检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 作者简介及攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于核酸适配体的生物荧光传感方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物传感技术 |
| 1.1.1 生物传感器的概念 |
| 1.1.2 生物传感器的特性 |
| 1.2 核酸适配体的特点及应用 |
| 1.2.1 核酸适配体的筛选及特点 |
| 1.2.2 核酸适配体在生物分析中的应用 |
| 1.3 核酸适配体荧光标记方法及应用 |
| 1.3.1 核酸适配体的荧光标记方法 |
| 1.3.2 核酸适配体荧光标记应用 |
| 1.3.3 碳量子点纳米材料制备方法 |
| 1.4 核酸适配体生物传感信号放大方法 |
| 1.4.1 核酸酶信号放大 |
| 1.4.2 滚环扩增信号放大 |
| 1.4.3 杂交链式反应信号放大 |
| 1.5 论文研究内容 |
| 1.6 论文结构安排 |
| 第2章 基于碳量子点结合核酸适配体的肿瘤细胞荧光传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验材料和试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 N, S共掺杂碳量子点的合成 |
| 2.2.4 基于碳量子点的细胞分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 实验原理 |
| 2.3.2 碳量子点的表征 |
| 2.3.3 共掺杂N、S碳量子点的荧光性能及稳定性 |
| 2.3.4 细胞样品测量 |
| 2.3.5 灵敏度与特异性分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于碳量子点结合核酸适配体的蛋白质荧光传感器 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验材料和试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 DNA修饰的碳量子点制备 |
| 3.2.4 荧光猝灭与恢复 |
| 3.2.5 选择性和实用性研究 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 实验原理 |
| 3.3.2 碳量子点的表征 |
| 3.3.3 碳量子点结合HCR荧光性能及稳定性 |
| 3.3.4 MUC1蛋白样品荧光信号测量 |
| 3.3.5 灵敏度和特异性分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于分子信标修饰核酸适配体的蛋白质荧光传感器 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料和试剂 |
| 4.2.2 DNA三角星型结构的构建及荧光测量 |
| 4.2.3 凝胶电泳分析 |
| 4.2.4 特异性表征 |
| 4.2.5 检测人血清样品中的TNF-α |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 实验原理 |
| 4.3.2 分子信标的荧光性能 |
| 4.3.3 灵敏度和特异性分析 |
| 4.3.4 TNF-α 实际样本测量 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于核酸适配体的生物荧光检测应用研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 设计和实验部分 |
| 5.2.1 设计思路和总体方案 |
| 5.2.2 TNF-α 检测试纸条的制备方法 |
| 5.2.3 荧光光学激发与检测系统设计 |
| 5.2.4 电路和软件系统设计 |
| 5.2.5 荧光信号噪声处理 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TNF-α 侧向流层析试剂的验证 |
| 5.3.2 荧光信号处理效果评价 |
| 5.3.3 加样及温度准确性和重复性测试 |
| 5.3.4 检测系统重复性和线性范围测试 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文研究内容总结 |
| 6.2 本论文工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）红外光谱检测性能优化及傅里叶变换红外光谱仪微型化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 红外光谱检测技术及仪器的发展 |
| 1.2.1 红外光谱检测技术 |
| 1.2.2 红外光谱检测仪器的发展 |
| 1.3 硅基芯片光谱技术及仪器的发展 |
| 1.3.1 硅基光子技术 |
| 1.3.2 硅基芯片光谱仪的发展 |
| 1.4 论文研究内容及结构 |
| 第2章 红外光谱检测系统的硬件优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非色散红外系统的光源调制优化 |
| 2.2.1 光源调制效率 |
| 2.2.2 振镜式光源调制的基本原理 |
| 2.2.3 多组分气体检测 |
| 2.3 近红外液体探头的主体结构优化 |
| 2.3.1 探头结构稳定性 |
| 2.3.2 一体化液体探头的基本结构 |
| 2.3.3 液体原位检测 |
| 2.4 转镜式傅里叶变换光谱仪的干涉图采样优化 |
| 2.4.1 干涉图采样精度 |
| 2.4.2 基于等时间间隔硬件过采样的干涉图采样基本方法 |
| 2.4.3 转镜式干涉仪中干涉图采样 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 红外光谱检测性能的数字优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数字优化方法的基本原理 |
| 3.2.1 入射光阑J-Stop引起的性能限制 |
| 3.2.2 数字J-Stop光谱还原方法 |
| 3.3 方法可行性验证 |
| 3.4 方法延伸应用 |
| 3.4.1 入射狭缝引起的性能限制 |
| 3.4.2 数字投影狭缝光谱还原方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 红外光谱检测器件的片上集成微型化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双偏振检测的片上傅里叶变换光谱仪 |
| 4.2.1 光谱性能与器件尺寸的相互制约 |
| 4.2.2 双偏振检测的基本原理 |
| 4.2.3 器件设计与加工 |
| 4.2.4 性能测试与分析 |
| 4.3 基于二维光栅耦合器的偏振无关片上傅里叶变换光谱仪 |
| 4.3.1 波导偏振相关性的限制 |
| 4.3.2 偏振无关检测的基本原理 |
| 4.3.3 器件设计与加工 |
| 4.3.4 性能测试与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 主要研究内容与结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）基于二硫化钼的柔性应力传感芯片的研制及其生物医学应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 二维材料研究现状 |
| 1.2.2 MoS_2材料研究现状 |
| 1.2.3 柔性应力传感器研究现状 |
| 1.3 课题来源与研究意义 |
| 1.4 本论文各章节主要内容 |
| 第2章 基于MoS_2的柔性应力传感器工作机理和制备工艺研究 |
| 2.1 MoS_2材料的结构与特征 |
| 2.1.1 MoS_2材料的结构 |
| 2.1.2 MoS_2材料的特征 |
| 2.2 MoS_2/AgNFs复合材料的特征 |
| 2.3 基于MoS_2的柔性应力传感器的工作原理 |
| 2.4 MoS_2柔性应力传感器的制备 |
| 2.4.1 器件制备主要材料和加工测试仪器 |
| 2.4.2 MoS_2的制备 |
| 2.4.3 SEBS薄膜的制备 |
| 2.4.4 MoS_2柔性应力传感器的制备 |
| 2.5 MoS_2柔性应力传感器的材料成分及形貌表征 |
| 2.5.1 器件组分和表面平整度 |
| 2.5.2 拉曼图谱分析 |
| 2.5.3 X射线衍射(XRD)图谱分析 |
| 2.5.4 SEM和 TEM图 |
| 2.5.5 AgNFs/MoS_2 复合网络在不同应力下的形态 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于MoS_2的柔性应力传感器性能研究 |
| 3.1 器件性能自动化测试系统搭建 |
| 3.1.1 自动化测试系统框架设计 |
| 3.1.2 自动化测试系统软件设计 |
| 3.2 MoS_2柔性应力传感器性能分析 |
| 3.2.1 MoS_2掺杂对器件性能的影响分析 |
| 3.2.2 AgNFs和 MoS_2 浓度及比例对器件性能的影响 |
| 3.2.3 器件灵敏度计算方法 |
| 3.2.4 器件稳定性与瞬态响应 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于MoS_2的柔性应力传感器的生物医学应用研究 |
| 4.1 指关节曲张检测 |
| 4.2 人体呼吸与语音信号检测 |
| 4.3 人体血压信号采集系统构建研究 |
| 4.3.1 人体血压信号采集框架 |
| 4.3.2 人体脉搏信号检测 |
| 4.3.3 人体心电信号的采集 |
| 4.3.4 便携式人体心电信号采集电路设计 |
| 4.3.5 人体心电信号处理电路设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对学位论文的学术评语 |
| 学位论文答辩委员会决议书 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）诱发性耳声发射检测系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与趋势 |
| 1.3 耳声发射的广泛应用 |
| 1.4 主要研究内容及创新点 |
| 1.5 论文各章节安排 |
| 2 耳声发射的机理及信号特点 |
| 2.1 耳声发射的产生机制 |
| 2.2 耳声发射的分类与特性 |
| 2.3 耳声发射信号的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 生物信号处理方法与TEOAE判定标准 |
| 3.1 生物信号处理的主要方法 |
| 3.1.1 相干平均 |
| 3.1.2 加权平均 |
| 3.1.3 带通滤波方法 |
| 3.1.4 阈值截断法 |
| 3.1.5 自相关性检测 |
| 3.1.6 互相关性检测 |
| 3.2 诱发刺激声的产生 |
| 3.2.1 几个声学参数的概念 |
| 3.2.2 TEOAE诱发信号 |
| 3.2.3 DPOAE诱发信号 |
| 3.3 TEOAE检测结果的判定标准 |
| 3.3.1 相关率指标 |
| 3.3.2 强度和信噪比指标 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 耳声发射检测方法的研究 |
| 4.1 导出的非线性响应法 |
| 4.1.1 DNLR方法介绍 |
| 4.1.2 实验设计与结果 |
| 4.2 基于RRF滤波的TEOAE检测方法 |
| 4.2.1 RRF滤波原理介绍 |
| 4.2.2 实验设计与结果 |
| 4.3 基于时间窗的TEOAE检测方法 |
| 4.4 基于小波变换的TEOAE检测方法 |
| 4.4.1 小波变换的基础理论 |
| 4.4.2 改进检测方法的介绍 |
| 4.4.3 实验设计与结果 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 耳声发射检测系统的设计 |
| 5.1 系统总体设计要求 |
| 5.2 系统的硬件电路设计 |
| 5.2.1 STM32主控模块 |
| 5.2.2 检测探头 |
| 5.2.3 模/数转换模块 |
| 5.2.4 前置信号放大模块 |
| 5.2.5 显示模块 |
| 5.2.6 数据传输模块 |
| 5.3 系统的软件流程设计 |
| 5.3.1 仪器主页面系统软件流程 |
| 5.3.2 TEOAE检测子程序的软件流程 |
| 5.3.3 探头密闭性检测模块 |
| 5.3.4 噪声估计和信噪比、相关率计算 |
| 5.4 本章小节 |
| 6 系统测试与分析 |
| 6.1 刺激声输出测试 |
| 6.2 仪器测试 |
| 6.3 系统总体实验结果与分析 |
| 6.4 本章小节 |
| 7 工作总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（9）基于契伦科夫辐射的肿瘤在体检测与手术导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 契伦科夫光学效应简介 |
| 1.3 契伦科夫光学分子影像的研究进展 |
| 1.4 本文的主要内容与章节安排 |
| 第二章 基于深度神经网络的契伦科夫肿瘤断层成像方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CLT成像方法研究进展 |
| 2.2.1 CLT成像基本特点概述 |
| 2.2.2 CLT成像重建策略研究进展 |
| 2.3 基于全连接神经网络的CLT成像方法 |
| 2.3.1 面向CLT成像的神经网络模型 |
| 2.3.2 仿真数据集构建 |
| 2.3.3 活体脑胶质瘤模型实验方法 |
| 2.4 基于全连接神经网络的CLT成像实验结果 |
| 2.4.1 CLT成像结果的评价指标 |
| 2.4.2 仿真CLT实验结果 |
| 2.4.3 活体CLT实验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 内窥式契伦科夫光学手术导航技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ECLI成像技术研究进展及挑战 |
| 3.2.1 临床内窥成像技术简介 |
| 3.2.2 ECLI成像技术的研究进展 |
| 3.3 高灵敏度ECLI成像系统构建与表征 |
| 3.4 小动物活体肝肿瘤ECLI手术导航验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 开放式在体契伦科夫光学手术导航技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CLI成像引导开放式手术的研究进展 |
| 4.3 术中在体CLI成像系统构建与表征 |
| 4.4 结直肠肿瘤动物模型在体CLI手术导航 |
| 4.4.1 小动物结直肠肿瘤模型实验 |
| 4.4.2 大动物结直肠肿瘤模型实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 核素-光学多模态引导的肝肿瘤手术导航 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PET-CRET-CLE三模态肝肿瘤手术导航 |
| 5.2.1 三模态联合手术导航应用设计 |
| 5.2.2 CRET成像离体评估验证 |
| 5.2.3 CRET成像在体应用验证 |
| 5.2.4 小动物肝肿瘤三模态手术导航实验 |
| 5.3 可见光-近红外光多谱段肝肿瘤手术导航 |
| 5.3.1 肝肿瘤多谱段手术导航应用设计 |
| 5.3.2 多谱段手术导航离体与小动物验证 |
| 5.3.3 多谱段手术导航临床试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于磁信号的黄曲霉毒素检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 黄曲霉毒素检测方法现状 |
| 1.3 磁信号检测的国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究内容与结构安排 |
| 2 基于磁性层析技术的磁信号检测原理 |
| 2.1 磁性层析技术 |
| 2.1.1 免疫层析技术 |
| 2.1.2 磁性纳米颗粒 |
| 2.1.3 磁性层析技术 |
| 2.2 磁阻传感器的原理及应用 |
| 2.2.1 AMR传感器 |
| 2.2.2 GMR传感器 |
| 2.2.3 TMR传感器 |
| 2.3 磁信号检测理论模型 |
| 2.3.1 磁性层析试纸反应模型 |
| 2.3.2 线磁偶极子模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 磁信号检测系统建模与仿真 |
| 3.1 有限元分析与COMSOL软件 |
| 3.2 励磁源建模仿真 |
| 3.2.1 励磁源建模 |
| 3.2.2 仿真结果分析 |
| 3.3 磁信号检测建模仿真 |
| 3.3.1 创建系统模型 |
| 3.3.2 定义材料及参数 |
| 3.3.3 设置边界条件 |
| 3.3.4 网格划分 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.4.1 磁信号强度与位置关系 |
| 3.4.2 磁信号强度与反应时间关系 |
| 3.4.3 磁信号强度与样品浓度关系 |
| 3.5 实验条件优化 |
| 3.5.1 电磁铁励磁电流优化 |
| 3.5.2 传感器提离距离优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 系统总体设计与实现 |
| 4.1 系统总体设计与功能 |
| 4.2 MNPs表面修饰 |
| 4.2.1 仪器和材料 |
| 4.2.2 试剂配置 |
| 4.2.3 MNPs的表征 |
| 4.2.4 实验步骤 |
| 4.3 磁性层析试纸条制备 |
| 4.3.1 试剂配方 |
| 4.3.2 试验步骤 |
| 4.3.3 组装试纸条 |
| 4.4 信号采集系统硬件平台搭建 |
| 4.4.1 TMR磁传感器 |
| 4.4.2 硬件平台搭建 |
| 4.5 基于LabVIEW的上位机软件设计与实现 |
| 4.5.1 程序总体设计 |
| 4.5.2 登录界面与测试方式 |
| 4.5.3 数据采集与参数设置 |
| 4.5.4 数据保存 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 磁信号处理与特征值提取 |
| 5.1 磁信号处理过程 |
| 5.2 磁信号滤波 |
| 5.2.1 小波变换降噪算法 |
| 5.2.2 降噪评价指标 |
| 5.2.3 实验结果分析 |
| 5.3 磁信号基线校正 |
| 5.3.1 最小二乘法 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 磁信号特征值提取 |
| 5.4.1 T/C值的意义及提取 |
| 5.4.2 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 系统检测结果与评价 |
| 6.1 建立标准曲线 |
| 6.2 系统准确性评价 |
| 6.3 系统重复性评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、OrCAD在生物医学信号检测系统设计中的应用（论文参考文献）
- [1]磁声耦合声信号检测与处理技术研究[D]. 郑姣姣. 西安石油大学, 2021(09)
- [2]基于扩散的分子通信信道模型及信号检测技术研究[D]. 刘圣涵. 北京邮电大学, 2021
- [3]基于微波技术的急性紧张性痛觉脑活动信号的检测与识别方法研究[D]. 耿道双. 桂林电子科技大学, 2021
- [4]基于荧光金属纳米簇的传感平台的构建及其在生物酶检测中的应用[D]. 王孟珂. 吉林大学, 2021(01)
- [5]基于核酸适配体的生物荧光传感方法及应用研究[D]. 程文播. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [6]红外光谱检测性能优化及傅里叶变换红外光谱仪微型化[D]. 王慧捷. 天津大学, 2020(01)
- [7]基于二硫化钼的柔性应力传感芯片的研制及其生物医学应用研究[D]. 邱德兴. 深圳大学, 2020(10)
- [8]诱发性耳声发射检测系统研究与实现[D]. 丁光亚. 杭州电子科技大学, 2020(04)
- [9]基于契伦科夫辐射的肿瘤在体检测与手术导航技术研究[D]. 张泽宇. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]基于磁信号的黄曲霉毒素检测方法研究[D]. 赵旭燕. 河南工业大学, 2020(01)