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家用与临床床旁常用便携式血糖分析仪,其测量结果可靠性直接决定糖尿病群体自我监测质量.针对现行校准规范在基质适配、指标设置方面存在的短板,围绕规范修订开展技术攻关.自主搭建便携式血糖分析仪专用校准实验平台,构建适配全血基质的量值溯源链条;提出一套完整的实操校准流程,确定对应的计量性能指标,依托多台样机完成试验验证,系统梳理各类干扰条件对血糖检测结果的影响.按照新建立的试验方案,完成仪器重复性、示值误差两项核心指标的测试与符合性评判.研究所形成的校准技术方案,能够为 JJF 1383-2012《便携式血糖分析仪校准规范》的修订工作提供技术支撑,推动便携式血糖检测设备实现量值统一与计量标准化管理.
计量学血糖计量特性校准溯源便携式血糖分析仪
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检验项目的标准化和检验结果的准确可比是推进检验结果互认的基础.对 2021 年至 2023 年上海地区临床生化检验 15 个常规项目的正确度验证计划整体情况进行汇总和分析,为检验结果互认提供数据基础.采用人源基质的正确度验证样品,每个项目设置高、低两个浓度水平,正确度验证样品经均匀性、稳定性评价后发放.各项目靶值由长三角参考实验室网络采用国际检验医学溯源联合技术委员会(JCTLM)推荐的参考测量程序联合赋值得到.其中丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶项目采用不添加磷酸吡哆醛的方法进行赋值,计算实验室检测均值与靶值的相对偏倚,统计酶学、代谢物、电解质和糖化血红蛋白等 15 个正确度验证项目参加实验室间的平均变异系数(CV)和合格率,了解各项目的一致性和标准化程度.酶学项目除天冬氨酸氨基转移酶,其余项目合格率和平均 CV 整体较好;代谢物项目平均 CV 较好,但葡萄糖和尿素项目的合格率偏低;电解质项目平均 CV 较好,但合格率整体待提高,其中电解质分析仪检测系统问题较突出;糖化血红蛋白 A1c项目平均 CV 和合格率整体较好,但在 2022 年有较明显的波动.上海地区临床生化检验 15 个常规项目的标准化和一致性情况整体较好,但部分项目正确度和一致性情况有待改善,需室间质评组织者、体外诊断(IVD)企业及临床实验室等各方的共同努力.
临床计量学正确度验证参考测量程序量值溯源检验结果互认
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检验结果的准确、可比与长期一致,是临床诊疗、风险分层、指南实施和区域结果互认的基础.免疫分析、质谱、数字 PCR 和多组学技术进入临床后,检测系统之间因校准体系、参考物质、抗体表位、基质效应和被测量定义不同而产生的差异更为突出.计量溯源以一条具有规定测量不确定度的连续校准链,把患者样本结果与参考测量程序、标准物质乃至国际单位制联系起来,是检验医学标准化的核心技术基础.ISO 17511:2020、ISO 21151:2020、ISO 15189:2022 和 ISO 5649:2024 等标准的更新,以及国际检验医学溯源联合技术委员会(JCTLM)、国际临床化学和检验医学联合会(IFCC)、世界卫生组织(WHO)和各国计量机构对参考系统的持续建设,推动检验医学质量管理由实验室过程控制转向以互换性、测量不确定度和正确度验证为核心的结果可比性管理.高阶有证标准物质是落实溯源的关键资源,但全球供给仍存在覆盖不足、可互换基质材料短缺和供应不可持续等问题.我国依托国家重点研发计划等重大项目,在临床标准物质、参考测量程序和医学参考测量实验室等方面形成系统布局.蛋白质标志物因结构异质性、翻译后修饰、免疫表位差异和基质效应显著等问题,成为当前标准化的重点和难点.综述了检验医学溯源与标准化的理论基础、国际标准体系、参考测量系统、临床标准物质国家布局和蛋白质标准化关键技术,并结合 C 反应蛋白、心肌肌钙蛋白、甲胎蛋白和同型半胱氨酸等代表性工作,讨论复杂标志物标准化面临的问题与方向.
计量学检验医学计量溯源标准化一致化参考测量程序标准物质互换性蛋白质标志物
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新型含能材料在研发早期阶段受合成工艺和制备规模限制,部分材料可获得的样品量仅为微克至毫克量级,难以满足传统飞片冲击实验对试样尺寸和质量的要求.针对这一问题,本研究在神光III原型激光装置上开展了小尺寸含能材料晶体的激光驱动冲击雨贡纽测量,并对相应的加载、诊断和状态反演技术进行了验证.以典型钝感炸药 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)单晶为研究对象,采用整形长脉冲激光加载产生冲击波,结合 VISAR速度诊断、非稳态冲击修正和标准材料阻抗匹配,实现了小尺寸 TATB单晶的冲击雨贡纽测量.实验获得了 18～65 GPa范围内的 TATB单晶冲击雨贡纽数据,所得冲击波速度-粒子速度关系与 Omega-EP实验数据及理论 EOS计算结果在测量不确定度范围内一致,验证了该技术在神光 III原型装置上的适用性和可靠性,并为进一步开展其他小尺寸含能材料状态方程测量实验提供了技术参考.
激光驱动冲击含能材料TATB单晶雨贡纽关系状态方程VISAR诊断
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针对光电设备中光学系统轻量化与高性能难以兼顾的问题,提出一种光学-算法联合设计的简单镜头成像方法.通过二次函数自适应波段权重优化校正中心波段像差,并利用交叉通道先验将高频信息传递至其余波段,实现图像复原;同时提出一种适用于简单镜头的全光谱点扩散函数高效测量方法,支撑复原算法.基于所提方法设计一款 F 数为 6、焦距50 mm 的双分离简单镜头,实验表明其成像与同参数标准镜头的结构相似度指数达 0.96,在保证成像质量的同时,透镜数量减少 2 片,总重量降低约 59%.结果表明,该方法可在基本保持成像性能的前提下显著实现系统轻量化,对光学系统的轻量化、便携化发展具有重要推动意义.
简单镜头成像交叉通道先验点扩散函数计算成像图像反卷积
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为提高光电测量系统的测量精度和目标图像获取的稳定性,提出了一种基于模型和超扭状态观测滑模的伺服控制技术,建立的动力学模型解析了系统大部分耦合干扰,超扭状态观测器实现了对剩余干扰的准确估计,切换滑模控制器避免了系统抖振并实现了快速收敛.对光电测量系统全流程工作的仿真模拟表明,提出的控制方法能够有效抵抗环境干扰,使系统保持较好的稳定性和较快的跟踪速度,实现了方位测量误差 0.005°、俯仰测量误差0.03°的较高精度测量效果,保证了光电测量系统对特定目标的高稳定性和高精度的监测与测量能力.
光电测量超扭状态观测器滑模控制集总干扰拉格朗日方程
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地球重力场信息可用于匹配导航定位,要求重力测量设备精度高、长期稳定好且适应动态测量.当前量子动态绝对重力仪延续了经典动态相对重力仪技术方案——"重力传感器+姿态控制平台"组合的方案.这从多方面限制了量子动态绝对重力仪的动态适应性和测量精度的发展,制约其在车辆、无人机、无人船等剧烈动态场景下重力测量能力.梳理了当前量子绝对重力高动态测量相关关键技术发展现状,分析探讨了其应用前景,总结了其发展方向.
量子绝对重力测量高动态测量高数据输出率高带宽噪声响应
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牛乳品质在线检测是实现挤奶厅智能化管理的关键环节.当前挤奶厅通常为多工位挤奶模式,但适配该场景的牛乳品质在线检测系统仍为空白.本文针对挤奶厅多工位牛乳品质在线检测存在的样本自动取样、排队和送检系统缺乏,以及鲜有基于多源信息融合检测方法等问题,设计并构建了一套基于排队论的挤奶厅多工位牛乳品质在线检测系统.将多工位牛乳样本检测过程分解为取样、排队和送检 3 个阶段,基于 D/D/1 排队模型推导并设计了包含取样、排队、送检和清洗模块的管路系统.以 STM32 与 ESP32 为核心,配置 RFID 读写器、近红外光谱、电导率与 pH 传感器,开发了软硬件控制程序,实现了牛只身份绑定、自动排队调度、在线检测和多源信息数据的云端上传.基于实验室小型挤奶机搭建系统测试平台,以验证真实工况的可行性,并采集 3 个养殖场的 240 份健康荷斯坦奶牛牛乳样本,开展了系统运行性能与检测精度试验.结果表明:8 工位系统运行稳定可靠且多工位检测高度一致;RFID 识别绑定与数据对齐正确率均达 100%;与无排队系统相比,拥塞率由 50%降至 0,总处理时间缩短 10.9%,吞吐率与设备利用率分别提升 12.2%、12.3%;电导率与pH 值重复测量变异系数分别为 0.39%、0.18%,系统在线采集光谱与台式仪器的平均相对误差仅为 0.08%.与单一近红外模型相比,融合电导率与 pH 值的多源信息模型有效提升了成分预测精度,脂肪、蛋白质和乳糖的预测 RPD 分别由 1.94、1.53、1.39 提升至 2.00、1.68、1.53.该系统有效实现了多工位牛乳样本的自动排队调度与在线检测,为面向物联网的挤奶厅乳品质量监控与牛只健康管理提供了技术支撑.
牛乳品质在线检测多工位并列式挤奶厅排队论多源信息融合近红外光谱
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目的:探讨深度学习图像重建(DLIR)和去金属伪影技术(MAR)联合应用时,在能谱 CT图像中对膝关节置入物金属伪影的减少效果及相关影响.方法:本研究回顾性纳入30例膝关节置换术后患者的能谱CT数据,分别采用自适应统计迭代重建(50%ASiR-V)及 3种不同等级的深度学习图像重建(DLIR-L/M/H)进行图像重建,并对每种重建算法应用去金属伪影技术(MAR)再次重建.以 10 keV 为间隔,重建 40~140 keV(共 11个单能量)图像,最终获得4组(MAR联合4种重建算法)共计44个图像数据集.通过测量植入物旁感兴趣区CT值及标准差(SD值),计算伪影指数(AI)、信噪比(SNR)与对比噪声比(CNR)作为客观评估依据,同时对图像质量进行主观评分,以此完成图像质量评估.结果:客观评价结果显示,同一算法下 AI均随千电子伏特(keV)升高而下降,MAR-ASiR组 AI低于 MAR-DLIR各组.其中:130 keV 和 140 keV条件下 MAR-ASiR组金属伪影去除效果最佳;MAR-DLIR-H组在多个能级条件下,其 CNR值和 SNR值均优于 MAR-ASiR组,且110 keV条件下的软组织信噪比及组织对比度可达到最佳平衡.主观评价结果显示,MAR-DLIR-H 组图像质量评分高于 MAR-ASiR组.结论:DLIR重建算法联合 MAR技术重建的虚拟单能量图像(VMIs),其质量优于ASiR-V算法联合MAR技术重建的VMIs;110 keV 条件下的DLIR-H 重建算法得到的图像质量最佳.
深度学习图像重建去金属伪影技术膝关节置换术能谱CT
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目的 通过放射立体测量分析(radiostereometric analysis,RSA)技术对膝关节运动测量中的轮廓线误差进行系统分析,明确误差的大小、来源,并提出有效的误差减小方法,以优化膝关节运动测量流程,提高测量精度,为膝关节生物力学性能的准确评估提供理论支持与实践指导.方法 选取30位健康志愿者,对其膝关节进行CT扫描以建立三维骨组织模型,并利用C型臂X射线机采集动态透视图像.6位工作人员在Rhino软件中手动绘制轮廓线,并通过多相位配准技术将三维模型与轮廓线对齐.采用分割逼近法结合MATLAB中的fminunc优化函数进行循环迭代计算,得到轮廓线误差.分析图像质量、工作人员操作熟练度、CT扫描数据精度以及膝关节三维模型复杂性等因素对误差的影响,提出相应的优化方法.结果 研究结果显示,6位工作人员绘制的股骨轮廓线上测量点到理论轮廓线法向距离的误差均值为0.960 mm,胫骨轮廓线误差均值为0.896 mm.探讨图像质量、工作人员操作熟练度、CT扫描数据精度以及膝关节三维模型复杂性等误差来源,提出通过图像灰度及对比度处理等方法减小误差.结论 研究结果可为膝关节运动测量流程的优化提供理论支持与实践指导,有助于更准确地评估膝关节生物力学性能,为相关医学研究和临床应用提供参考.
RSA技术膝关节运动测量轮廓线误差分割逼近法2D-3D配准误差来源分析
