近红外光谱技术测量肌氧水平研究论文(推荐5篇)

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第一篇:近红外光谱技术测量肌氧水平研究论文

摘要:人们对肌氧的测量有着越来越大的兴趣,近红外光谱技术(Near-infraredspectroscopy,NIRS)可以无创、连续、实时地测量局部骨骼肌氧水平的变化。NIRS因其无创、实时、连续的特点也越来越受到关注,本文从NIRS用于肌肉耐力评价、训练监控、疲劳评估及其技术革新等方面进行综述。NIRS对局部肌氧变化的测量具有良好的可重复性,其结果与其他测量方法具有一致性,可准确评估局部骨骼肌氧代谢情况。

关键词:近红外光谱技术;肌氧;运动评价

人们对肌氧水平的监测有越来越大的兴趣。随着无创技术的发展,近红外光谱技术(Near-infraredspectroscopy,NIRS)使得直接测量局部骨骼肌氧合血红蛋白(HbO2)和氧合肌红蛋白(MbO2)的变化成为可能。目前,NIRS已被广泛用于测量运动时运动肌血容量和肌氧含量的改变,客观估测运动肌的有氧代谢状况。而且,采用NIRS进行肌氧水平的监测具有良好的可重复性[1]。

1NIRS肌氧测定原理

700~1000nm的近红外光可以穿透皮肤、皮下脂肪及深层的肌肉。在穿透组织时,近红外光可被氧依赖的生色基团(如HbO2、MbO2以及线粒体有氧酶等)吸收,且这种吸收作用在运动和缺氧时是变化的。局部小血管(如毛细血管、动静脉血管)是NIRS测试的肌氧变化的主要来源,这些小血管的变化与肌肉血流量、局部组织氧摄取及静脉回流有关。NIRS检测的肌氧水平反映的是氧供与氧耗平衡关系的变化,它只是一种变化趋势而不是氧含量值的量化。

2NIRS在肌氧测量中的应用

2.1肌肉耐力评估

肌肉耐力是指肌肉持续性维持一定强度的静力性收缩或做多次一定强度的动力性收缩的能力。根据运动是身体活动的部位以及参与的肌肉数量,可将肌肉耐力分为局部耐力和全身耐力。其中局部肌肉耐力与血红蛋白含量、线粒体的数量及氧化酶活性、骨骼肌毛细血管密度等因素密切相关。由于在氧化磷酸化能量供应中的生物能量作用,线粒体在细胞功能中扮演着重要角色。运动训练对线粒体氧化能力的影响已经众所周知,缺乏体力活动、衰老以及一些病理条件与线粒体功能降低有关。有研究指出[2],前臂屈肌群耐力训练前后,采用NIRS测量每3~7天肌肉耗氧恢复率可以反应线粒体功能;而且,结果显示运动训练四周后,线粒体功能呈线性增加,但停训后呈指数下降,平均半衰期为7.7天。此外,耐力运动员运动后肌肉耗氧恢复率比用NIRS测量的非活动者快两倍。这些测量结果与线粒体测量的金标准(肌肉活检)、磁共振波谱研究相一致[3],同时具有良好的可重复性。这说明,作为一种无创检测技术,NIRS可以检测线粒体功能的改变以反应肌肉耐力的变化。

2.2训练监控

由于无创、实时、在体、连续的特点,NIRS检测肌氧技术被应用到运动训练中。张腾等[4]利用NIRS与心肺功能仪对游泳运动员递增负荷运动进行监测,中、分析骨骼肌内氧合血红蛋白(HbO2)、摄氧量(VO2)、二氧化碳呼出量(VCO2)和血乳酸(LA)之间的关系,并分析最大摄氧量(VO2max)、相对VO2max、乳酸阈(LT)、通气阈(VT)与运动成绩之间的关系。结果显示,运动员HbO2含量与VO2和LA均呈现高度相关;运动员的VO2max、VT、LT值与运动成绩的显著相关。除了在传统训练中的应用,NIRS也可用于高原训练的监控。秦阿妮[5]利用NIRS监测高住高练低训训练前后,运动员在相同条件下完成同等负荷运动的肌氧变化,发现训练后,运动员在运动过程中肌氧下降的幅度明显减小,且血乳酸与肌氧及脉搏血氧饱和度均呈高度负相关。以上这些高度相关性说明NIRS能正确反映运动员身体代谢状态,对监测运动员训练效果具有重要意义。此外,极量强度运动对心脏具有一定冲击,这种对心脏的冲击影响发生在极量强度运动停止瞬间之后的一定时间内。NIRS结合心率采集系统可以正确检测极量强度运动时的血氧参数和心率,揭示极量强度运动过程中肌肉氧运输与消耗的过程及其与心率之间的动力学特征,做好预测[6]。

2.3其他方面的应用

年龄是慢性病的最大危险因素,与功能和生活质量显著下降有关。导致老年人功能丧失的一个关键因素是骨骼肌功能的下降。虽然机制仍然不明确,但与年龄相关的线粒体功能障碍在其中发挥了重要作用。Chung等[7]研究了15名独立生活的老年人和17名青年志愿者前臂肌肉氧化功能与肌肉氧耗恢复动力学的关系,发现衰老与运动后氧化恢复时间的显著延长有关。这一发现表明,在非运动骨骼肌中,线粒体功能随着年龄的增长而总体降低。利用NIRS获得的这些数据对于老年人骨骼肌氧化功能在临床上的定量评估具有很大的价值。骨科和康复医师经常指导患者抬高创伤或术后下肢。众所周知,抬高伤肢可以有效减少肿胀、伤口并发症以及间隔综合征的风险。然而肢体抬高,腔室压力增加,组织灌注压却降低且易引起组织缺血。为了确定肢体抬高对肌肉氧饱和度的影响,Palanca等[8]测量了26名健康成年人在正常(对照组)和模拟创伤状态(实验组)下,下肢相对于心脏抬高0cm、15cm、30cm的小腿胫前间隔区肌肉氧饱和度;经研究发现,肌肉氧饱和度会随着肢体的抬高而成渐进性下降的趋势(每抬高1cm肌肉的局部氧饱和度就下降0.12%)。

3NIRS技术革新

3.1连续波近红外光谱仪

人们对肌氧的测量有着越来越大的兴趣,NIRS因其无创、实时、连续的特点也越来越受到关注,但是大多数近红外光谱系统是既笨重又昂贵的光纤耦合设备,使其不能充分应用于真实的运动过程。目前,一种新型的、低成本的、无线可穿戴式NIRS已经研发成功。Farzam等[9]将这种新型的连续波近红外光谱仪(CWNIRS)与传统台式频域近红外光谱仪(FDNIRS)进行了对比,在递增负荷运动中监测肌氧并与血乳酸进行对比分析。CWNIRS凭借其配备的专有软件,能够在循环测试一个功率增量的一半内预测运动员的乳酸阈功率。

3.2水下NIRS测量

由于游泳运动的特殊性,关于游泳运动员的肌氧监测大多局限于在功率自行车上做递增负荷运动,缺少对游泳运动水下实时监测。而便携式、防水NIRS装置的研制使其成为可能,也为游泳锻炼过程中发生的生理变化提供新的认识。已有学者采用这种水下NIRS监测手段进行研究,比如:观察游泳运动员与铁人三项运动员在完成200m自由泳过程中股外侧肌和背阔肌肌氧的变化。该研究发现游泳运动员的速度明显快于铁人三项运动员,且在200m自由泳过程中游泳运动员使用背阔肌与股外侧肌的程度相似,而铁人三项运动员则主要使用上肢进行推进[10]。因此水下NIRS测量可以更深入地了解游泳技术在不同的游泳运动员之间的差异,也可以更好地为其他水下运动服务。

4结语

NIRS是一种无创、连续、实时测量肌肉氧代谢状态的技术,为研究限制运动能力的病理生理机制以及运动干预对机体影响机制提供了方法。NIRS肌氧测量可以用于肌肉耐力的评价、疲劳的评估、运动训练的监控等方面,以及在许多疾病、与年龄相关的运动能力下降中也是有价值的。随着人口老龄化的严峻形式,NIRS在老年医学中的应用值得更深入的研究。此外,穿戴式NIRS和水下NIRS测量也为运动康复治疗提供了新的评价方法。

第二篇:高铁项目施工测量技术及管理研究论文

摘要:随着我国经济发展水平的不断提升,人们对于出行工具提出了更高的要求,因此,极大地促进了高铁项目的发展。通常来说,大型高铁施工项目对于精确度要求比较高,实际施工测量工作开展中会有很多工程人员参与到其中,相对来说,技术上的难度也是比较大的,所以对高铁项目施工测量技术及其管理工作进行加强具有十分重要的现实意义。在本文中,我们主要对高铁项目施工测量技术进行了分析,并对其管理关键点进行了研究,仅供参考。

关键词:高铁项目;施工测量技术;管理关键点

1引言

我国社会经济发展水平的提升,促进城市化的发展进程,也使得人们对于出行工具提出了更高的要求,因而极大地促进了高铁项目的发展。所谓高铁,是对高速铁路的简称。我国尚处在经济快速发展与轻工业蓬勃发展的关键时期,在此背景之下,传统铁路已经逐渐难以使人们对于快节奏的生活相适应,人们也对更加安全、更加快速的出行方式进行追求。当前,高速铁路的发展体现了我国发展水平的上升,同时,这也是时代发展的必然趋势。

2高铁项目施工测量技术

2.1控制测量

在高铁工程项目施工测量期间,一项十分重要的工作就是控制测量,相关部门必须要对该项工作进行充分重视。2.2.1CPI、CPII控制网复测一般来说,我们所进行的控制网复测工作是由两项工作组成,一方面是平面控制网复测工作,另一方面是高程控制网的复测。前者通常是对GPS的测量方式进行利用,结合铁路的等级以及有关要求等复测设计院所交的控制点。在此过程中,应该对复测的数据进行换手复核,使其精确性得以切实保证。如果复测的结果与设计院设计成果无法与规范要求相满足的话,应该及时重新测量存在差异的控制点以及周围的区域。如果重新测量的结果和设计较差能够与相关要求相符合的话,即可对重测的结果进行采用;如果不能满足相关要求,并且重测的成果与复测的成果是一样的,就应该及时将该问题反应给业主,同时要求设计院对存在差异的控制点重新进行复测与确认,在成果更新之后才能够对其进行应用。在复测成果与设计交桩的成果不一样的时候,禁止对设计坐标进行擅自更改。

2.2施工加密网的建立与复测

2.2.1施工加密网的布设与控制点的埋设一般来说,在路基与桥梁地段,平面加密点的相邻点之间的距离大概为300m,布设时沿着线路进行。在我国南方地区,为了防止施工对其产生影响,通常在征地红线外15m以上对控制点进行布设。结合CPII点埋设的有关标准来设置加密点的尺寸及其埋设的深度。高程加密点应该按照线路来进行布置,一般而言,此时的埋设间距应该予以控制,大概保持在200m之内,对于平面加密点和高程加密点而言,大概取同一点。位于隧道区域的加密点一般安排在隧道进出口位置,当处于洞口附近还应该要将3个平面控制点予以埋下,从而呈现出等边三角形这样的布置局面。常规而言,1个点与洞口的距离过近,那么另外两个就要稍远一些,这是规矩,但是,这3个点的间距必须要控制在大于500m这一范畴,尽可能的让整个方向的精度更加准确。此时还应该至少安排好3个高程控制点,尽可能地依据沿线予以布置。2.2.2施工加密网测量一般而言,在测量的过程当中都会直接将GPS测量这一方法直接采用起来,此时的加密点和CPⅠ、CPⅡ控制点便会实现联合,总体的测量都需要根据CPⅡ控制网而定。对于高程控制测量而言,一般都是采取水准这一测量方法,精度则是要将依据二等测量手段而定。高程加密网的控制点应该做好事前预先布置,在测量的过程当中,依据所测量得到的数据再将加密点的高程予以确定。平面加密控制网与高程加密控制网都需要复测,时间分别是一年和半年一次,总体都必须要执行到位。施工加密控制网需要被大范围的使用起来。施工加密控制网必须要针对于位置关系予以再三复核,直到确认无误才能够被投入使用。

2.3线路中线和红线放样及路基原地面复测

在控制网复测完成之后,首先应该做的就是将中线及红线予以放样处置,现场复核的中线标高,就应该与设计高程予以详细比较。在现场进行线路复核,其实是会直接对管线、道路等多个方面产生影响,一旦没有做到详细测量,整个设计在变更的过程当中也会陷入僵局。所有的路基地段都必须要严格遵照事先所规定的情况来确定,将中线桩和边线桩予以原地面标高处理。在内业计算的过程当中,还应该将路基原地面的那些图形全部绘制出来,从而再将audocad软件予以协调化处置。在针对于横断面的面积予以测量的时候,还是应该根据每个横断面面积和具体情况来予以确定。在这一基础数据之上针对于路基协作队可予以验收,从而确保整个路基横断面图的偏距和标高能够得到重复使用。

3施工技术管理关键点

3.1做好施工测量记录

在外业测量的过程当中,测量员需要将测量部位、控制点、测量的角度等多项因素予以精准化处理,当然,整个过程当中还需要将实际参与测量的人员予以分工处理,并明确下来,落实到每一项工作当中。当测量工作完成之后,测量员则需要针对于测量记录予以再三检查、复核,一旦发现这其中潜藏的问题则必须要出台相关手段予以解决。

3.2做好施工测量的配合工作

在测量工作推进的过程当中,仅仅只是依靠测量队是完全不够的。作为现场施工人员也必须要将自己的分内之事做好,绝对不允许出现任何的差错。施工现场本身所处的环境就较为复杂,所以一旦此时的控制桩被损坏,那么因为并不具备相关测量条件,此时的测量队员就应该予以实地测量,这样一来,整个测量工作的效率必然会大打折扣。

3.3重视测量队资源配置需求

施工队在进行测量工作的时候,其实还是会存在车辆不足、人员不足的这种情况。基于此,作为项目的领导那就必须要将现场的工作量和进度要求完全掌握,再针对于人员、车辆等予以配备。如果此时在技术承受着极大的难度,那么作为项目测量人员就必须要自身能力提高起来,以此应对一些可能会出现的问题。举例而言,在某高铁项目的建设前期因为自身所配备的车辆出现不足情况,所以此时的一个测量小组在进行5km的打桩步行。因为工区的车辆能够做到的只是让测量人员正常上下班,除此之外就不做他用。在桩基放样的5km路程都是需要个人步行完成,这样一来,其实就已经耗费了极大的人力与物力。测量人员在进行桩基放样的过程当中,并没有将复测工作做完。那么后期即使已经将事情做完,也是会需要返工的。

3.4外协测量队伍的选择与管理

施工项目当中的某些专业测量工作是必须要落实到位,这会直接影响到整个工作的进行情况。比如说控制测量和沉降观测,当项目部人员和设备无法满足需求,此时的技术分包这一模式可以被利用起来。这些工作的技术含量与节点工期要求都较高,所以在选择外协测量队伍的时候必须要更加留心。在还没有开始招标之前,项目经理部测量队队长则需要根据竞标单位的资质、技术实力等情况予以详细了解,将各个单位的情况一一列举出来,尽可能地做出更为准确的分析。项目领导在决策的时候也需要多加留心,尽可能地不要陷入到盲目的漩涡当中。毕竟一旦挑错了施工队伍,那么后期是有可能直接爆发出严重测量质量事故的。

4结语

总而言之,加强对高铁项目施工测量技术及管理的研究分析是十分重要的一件事情,这也能够促进整个施工效果整体趋于更加良好。在未来的高铁项目施工过程当中必须要更加重视每一个环节,真正将整体策略的科学性、有效性予以增强。

参考文献

[1]张英翔,胡波,罗涛,等.京沪高速铁路CPII控制网复测技术研究[J].地理空间信息,2015(2):115~116.[2]鄢文生.解析水利工程施工测量技术[J].中国新技术新产品,2015(02).[3]夏季,应立军.高速铁路轨道精密工程测量[J].科技资讯,2015(10):60~62.

第三篇:纳微米材料论文:水热合成碱土金属氟化物纳米材料以及掺杂稀土元素近红外性质研究

纳微米材料论文:水热合成碱土金属氟化物纳米材料以及掺杂稀

土元素近红外性质研究

【中文摘要】近年来,纳米材料新颖的结构和奇特的性质引起了广大科研工作者的兴趣。本文利用简单的水热方法,设计不同的反应路线,合成出多种形貌的氟化钡和氟化钙纳米材料。并利用各种表征手段,比如X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)和PL等手段对样品进行表征,同时对氟化物的生长机制以及掺杂稀土元素的近红外发光性质进行了探讨。1.通过简单的水热方法,空心结构的氟化钡微米材料在两嵌化合物P123的辅助下被成功合成出来。样品通过了X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)和PL光谱测试。对比实验表明,柠檬酸纳和氟硼酸钠在合成空心结构氟化钡的过程中,起到了很重要的作用,并探讨了合成空心结构的反应机理。2.具有尺寸均一、三维的花状CaF2,通过简单的水热方法,在EDTA-2Na作为配体的作用下被成功合成出来,从扫描电子显微镜照片上可以看出,具有花状结构的氟化钙是由厚度为10nm左右的众多纳米片自组装形成的,花状氟化钙的形成过程在细节中进行了讨论。实验中我们发现反应时间和配合剂对于形成花状结构CaF2起到了重要的作用。同时还研究了掺杂稀土离子的近红外性质,尤其是在1300-1600nm范围中对于光信号和通讯方面将有特殊的应用前景。3.通过简单的水热方法,合成了分散性良好、尺寸均一的桑葚状CaF2纳米材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的结构、形貌、尺寸进行表征。此外,还进一步研究了Yb3+掺杂的CaF2近红外发光性质。

【英文摘要】In recent years, nanomaterials with novel nanostructures and strange characters haveattracted significant attention.Here, we used simple hydrothermal method and designeddifferent solution chemical route, and synthesized BaF2 and CaF2 nanomaterials with differentmorphologies.X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron diffraction,transmission electron microscopy, and photoluminescence spectra were used to characterizethe samples.The formation process of the fluorides nanomaterials has been investigated basedon the experiments in detail.Additionally, the near-infrared luminescence of lanthanide ions(Er, Nd, and Yb)doped fluorides nanomaterials were discussed in detail.1.By a simple hydrothermal approach, hollow BaF2 microspheres have been fabricatedwith the help of the triblock copolymer of EO20PO70EO20(P123).The samples werecharacterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron diffraction,transmission electron microscopy, and photoluminescence spectra field emission scanningelectron

microscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy.Contrast experiments indicatedthat the complexant of citrate played important roles for the formation of hollow BaF2 spheres.Furthermore, the use of NaBF4 is indispensable for obtaining the microstructures.A softtemplating mechanism has been discussed.2.Highly uniform three-dimensional flowerlike CaF2 nanostructures have beensuccessfully prepared by a facile hydrothermal method assisted by a chelating reagent,ethylenediamine tetraacetic acid disodium salt(Na2EDTA).The nanoflowers are assembledby numerous nanosheets with a thickness of 10 nm.The formation process of the hierarchicalCaF2 nanoflowers has been investigated in detail.It is found that reaction time and chelatingreagent play a key role in forming the hierarchical nanoflowers.Furthermore, thenear-infrared luminescence of lanthanide ions(Er, Nd, and Yb)doped CaF2 nanostructures,especially in the 1300-1600 nm region, was discussed and of particular interest fortelecommunications applications.3.Highly uniform and well-dispersed mulberry-like nanostructural of CaF2 weresynthesized by a hydrothermal method without the assistance of any template or surfactant.X-Ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron

microscopy wereused to characterize the samples.In addition, the luminescence of Yb3+-doped CaF2nanostructures were discussed and of particular interest for various photonic applications inionic crystals and glasses.【关键词】纳微米材料 水热合成 碱土金属氟化物近红外光学性质

【英文关键词】nano/micromaterials hydrothermal synthesis alkaline fluorides Near-Infrared Luminescent Properties 【目录】水热合成碱土金属氟化物纳米材料以及掺杂稀土元素近红外性质研究8-16摘要

4-58

Abstract

5第一章 绪论

1.2.1 1.1 引言1.2 纳米材料概述8-11纳米材料的概念88-9

1.2.2 纳米材料的微结构及品质评价

1.2.4 纳米1.2.3 纳米材料的四种基本效应9-10材料的研究对象10-11究进展11-1311-1

21.3 碱土金属氟化物的合成方法和研

1.3.1 氟化物纳米材料的制备方法

1.4 纳米碱土金属1.3.2 氟化物的性质12-1

313-14氟化物的研究进展14-1616-25

1.5 本论文的研究意义第二章 水热合成空心状BaF_2微米球2.1 引言16-17

2.2 实验过程

17-1817-1818-232.2.1 实验原料172.2.4 仪器表征18

2.2.2 实验步骤2.3 结果与讨论

2.3.2 扫2.3.1 射线粉末衍射(XRD)分析18-19

19-20描电镜(SEM)分析2020-2

12.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析2.3.4 空心结构氟化钡的形成机理分析2.3.5 表面活性剂的影响21-22

22-2323-2

42.3.6 不同反应条件对产物的影响BaF_2 的光学性质

2.4 掺杂稀土元素(Yb、Er、Nd)2.5 本章小结24-25

第三章

水热合成CaF_2 以及掺杂稀土元素(铒,钕,鐿)的光学性质研究25-3626-2726-2727-323.1 引言25-263.2.1 实验原料263.2.3 仪器表征27

3.2 实验过程

3.2.2 实验步骤3.3 结果与讨论

3.3.2 3.3.1 X-射线粉末衍射(XRD)分析27-28

28-29扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征CaF_2 形成历程研究3030-31

29-30

3.3.3 花状

3.3.4 不同络合剂对产物影响3.3.5 不同物质的量络合剂对产物影响3.3.6 不同氟源对产物的影响31-32

3.3.7 花状氟化钙的形成机理32-3333-35

3.4 BET 表面积和孔径分布3.5 稀土离子(Ln =Yb Er Nd)掺杂CaF_2 的光学性质3.6 本章小结35-36

第四章 桑葚状CaF_2 纳米36-42

4.1 引言材料的合成及CaF_2:Yb~(3+)的光学性质364.2 实验部分36-37

4.2.1 试剂与仪器

36-3737-40384.2.2 实验过程374.3.1 XRD 分析37-38

4.3 结果与讨论4.3.2 EDS 分析

4.3.4 桑葚状4.3.3 FESEM 和TEM 表征38-39

39CaF_2 的形成过程4.3.5 络合剂对产物的影响39-404.3.6 不同氟源对产物的影响40掺杂CaF_2 的光学性质40-414.5 本章小结论42-43参考文献43-50

致谢50-51公开发表论文及著作情况51

4.4 Yb~(3+)

41-42结

在学期间

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