DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 研究方法 2.1. 布点采样方法 分别在湖沼平原、滨海平原，以及河口、砂嘴、砂岛和潮坪地带等四种典型地貌中设置多个土壤采样点。采样点所在区域主要为上海各个郊区，且其历史上均为农田或者空地，受工业活动扰动较小，更能体现各地貌重金属本底情况。 使用GeoProbe@7822DT系统通过双套管直推钻进方式采集原状连续土样，每个采样点位最大采样深度均不超过6 m，分别采集表层土壤(0.0~−0.2 m)、表层至饱和带土壤(表底土壤底部~地下水位以上)以及饱和带以下(地下水位以下)土壤送至实验室进行检测分析，采样情况见表1，具体点位位置见图1。 Table 1 Sample in various landfor 地貌 分布范围 浅部土壤类型 采样点位数 (个) 采集样品数 (个) 湖沼平原 太仓、外冈、华新、徐泾、马桥、庄行、 漕泾一线以西 局部缺失淤泥质黏性土 25 75 滨海平原 湖沼平原以东，顾路、合庆、蔡路、江镇、 盐仓、大团一线以西，奉城、柘林、 漕泾一线以北 淤泥质黏性土遍布 36 113 河口、砂嘴、砂岛 顾路、合庆、蔡路、江镇、盐仓、 大团一线以东，奉城、柘林、漕泾、 金山卫一线以南的沿海陆域地区及崇明、 长兴、横沙等岛屿 粉性土、粉砂遍布， 而淤泥质黏性 土局部缺失 27 84 潮坪地带 东南部沿江、沿海地区 砂性土、粉砂遍布 62 188 合计 150 460 表1. 各地貌采样情况 图1. 采样范围示意图 2.2. 检测方法 土壤样品检测指标包括铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)、镍(Ni)、汞(Hg)和砷(As)等6种重金属，检测方法见表2。 Table 2 Detection methods of heavy metals in samples of shallow soi 检测项目 检测方法 检出限(mg/kg) Ni 《土壤和沉积物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收分光光度法》 3 Pb 《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》 0.1 Cd 《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》 0.01 Cu 《土壤和沉积物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收分光光度法》 1 Hg 《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第1部分：土壤中总汞的测定》 0.02 As 《土壤和沉积物12-种金属元素的测定王水提取-电感耦合等离子体质谱法》 0.4 表2. 土壤样品重金属检测方法 2.3. 评价方法 2.3.1. 地积累指数法 Müller [ 2 ] 认为可以通过针对重金属含量与地球化学背景值进行对比分析来定量地分析该种物质的污染程度。因此，他提出了地积累指数法这一有效方法，使得非本源重金属在沉积物中的富集程度能够被有效直观的反应出来 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。其计算方法如下： I g e o = log 2 [ C i / ( l .5 B i ) ] 其中，I geo 为地积累指数；C i 为土壤中重金属含量的实际检测值；B i 取上海土壤背景值(见表3)。 Table 3 Toxicity response factors and background values of heavy metal 项目 Cu Cd Ni Pb Hg As 上海土壤重金属背景值(mg/kg) [ 7 ] 28 0.12 37 27 0.075 7 毒性响应因子 [ 5 ] 5 30 5 5 40 10 表3. 重金属的背景值和毒性响应因子 2.3.2. 潜在生态风险指数法 Hakanson [ 8 ] 认为可以通过同时针对土壤中重金属浓度、种类、毒性水平以及水体对该种污染物的敏感程度这4种参数进行对比分析，来评价土壤生态中重金属的危害程度 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。潜在生态风险指数RI的计算方法如下： C f ， i = C s ， i / C n ， i E r ， i = T r ， i ⋅ C f ， i R I = ∑ E r ， i = ∑ T r ， i ⋅ C f ， i 其中， C s ， i 为土壤中重金属含量的实际检测值； C n ， i 取上海市土壤重金属的背景值； C f ， i 为污染因子； T r ， i 反映了该种污染物的毒性水平和相应环境对重金属污染的敏感程度； E r ， i 为该种污染物的潜在生态风险系数；RI为多种污染物的潜在生态风险指数。不同阈值区间所对应的生态风险分级见表4。 Table 4 Standard of ecological risk classification [4 一种重金属 多种重金属 阈值(E r，i ) 生态风险程度 阈值(RI) 生态风险程度 <40 低 <110 低 40~80 中等 110~220 中等 80~160 强 220~440 强 160~320 很强 / / ≥320 极强 ≥4400 极强 表4. 生态风险程度分级标准表 [ 4 ]
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user: 5. 结论 1) 调查范围内土壤样品重金属的含量由高到低依次为：Ni > Cu > Pb > As > Cd > Hg。所有土壤样品中重金属含量平均值与背景值较为接近。所有土壤样品中重金属含量平均值均低于GB15618-2018中农用地土壤污染风险筛选值。 2) 滨海平原、湖沼平原、潮坪地带、河口、砂嘴、砂岛的重金属含量依次递减。 3) 表层土壤样品中的重金属含量总体高于较深土壤中的含量。 4) 地积累指数法评价结果表明，所有土壤样品的各种重金属污染程度均不超过偏轻度污染。潜在生态风险评价结果表明，所有土壤样品的各种重金属均属于低生态风险。
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user: 摘要 目的：北苍术具极高的药用价值，随着野生资源过度开采濒临灭绝，人工种植北苍术刚刚起步，很多问题亟待解决。本研究旨在通过运用HPLC法对收集的16个产地的野生及人工种植的北苍术进行苍术素含量测定，筛选含量高地点的北苍术作为种源，并建立指纹图谱为北苍术质量评价提供理论依据。方法：高效液相色谱法：waters2695-2998高效液相色谱仪。色谱柱Venusil MP C18 (4.6 × 250 mm， 5 μm， 150A)，流速：1.0 mL∙min −1 ，柱温：30℃。以甲醇为流动相A，以水为流动相B，甲醇：水 = 83:17。检测波长：254 nm。结果：河北承德地区的北苍术苍术素的含量高，尤其是滦平邓厂与北京密云交界处含量最高，为1.226%，北京房山区四马台村的最低仅0.011%。通过HPLC指纹图谱的建立，得出不同地点北苍术由于生长年限、地区和生境等因素的不同，峰图及相似度差异显著。结论：承德地区可作为北苍术种子生产基地及其成为人工种植北苍术的首选地区。
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user: 1. 引言 北苍术[Atractylodes chinensis (DC.) Koidz]为菊科多年生草本植物，别名赤术、枪头菜等 [ 1 ]。主分布于内蒙古、河北、山西、东北等地 [ 2 ]。生长于阴凉、低山阳坡林缘或可种植于草中及林下 [ 3 ]。上品苍术在《神农本草经》中原名叫“术”。在梁代陶弘景《名医别录》中记载，“术”又分为白术和赤术 [ 4 ] [ 5 ]。《本草纲目》称其为“仙术”。《中华人民共和国药典》(2015版一部) (以下简称药典)中记载，正品苍术为菊科苍术属植物茅苍术[A. lancea (Thunb.) DC.]或北苍术的干燥根茎 [ 6 ]。有健脾、燥湿、解郁和辟秽之功效 [ 7 ]。北苍术还含有丰富的营养物质具保健作用 [ 8 ]。利用GC-MS测定其主要成分为苍术醇、苍术酮、桉叶醇等 [ 9 ]，并含大量的脂肪酸类成分，对冠心病患者有食疗作用 [ 10 ]。苍术可提高肠道IgA水平的作用机制 [ 11 ]，参与肠道免疫调节活性，促进胃排空速度，对消化系统的研究意义重大 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。并有降血糖 [ 15 ]、利尿 [ 16 ] [ 17 ] 及抗炎抗肿瘤作用 [ 18 ]。苍术素为其主要药用成分，药典规定其含量达到0.3%即可入药 [ 6 ]。 高效液相色谱法(HPLC)因分离效能高，分析速度快，广泛用于中药材及其制剂的定性定量分析 [ 19 ]，药典(1985版)规定使用时只有8个种类规定使用HPLC法进行检测，到2005版药典时增加到1327种，是药典所有方法中发展最快的一种分析方法 [ 20 ] [ 21 ]。药典(2000版)中，分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、薄层扫描法等都可进行药物含量测定，对于非挥发性成分高效液相色谱法是主要的测定手段 [ 22 ]。近年来，色谱分析法在中药材领域使用广泛。陈文婷等用GC法同时对不同种类苍术中的六种成分进行鉴定的可靠的研究方法，为后续对苍术质量评价有一定的指导意义 [ 23 ]。曾志采用气相色谱–质谱联用技术分析了北苍术和茅苍术的挥发油成分，采用色谱指纹图谱进行比较，均检出了苍术的主要药效成分β-桉叶油醇、苍术酮和苍术素，且相对含量较高 [ 24 ]。本研究依据药典(2015版)中关于苍术素含量测定方法对收集的16个不同地点的野生及人工种植的北苍术的苍术素含量进行测定，筛选含量最高的地点的北苍术作为种源进行人工种植的种源，并建立指纹图谱及进行相似度分析，旨在为北苍术质量评价提供一定的理论依据，为保护野生资源和发展人工种植提供理论指导。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 实验样品 样品来源于河北安国、北京和承德种植基地及野外采集，共16份，编号为S1~S16 (表1)。其中野生样品采集北苍术根部用流水冲洗干净，进行阴干处理。 Table 1 Sources of test material 样品编号 Sample number 获取时间 Harvest time 生长方式 Growth situation 取样地点 Sample sources S1 春季 野生 安国药材市场(河北省承德地区) S2 春季 野生 安国药材市场(山西省) S3 秋季 人工种植1年生 安国药材市场(东北) S4 秋季 人工种植3年生 安国药材市场(东北北潮) S5 春季 野生 安国药材市场(内蒙) S6 秋季 人工种植3年生 安国药材市场(山西) S7 2018年10月底 人工种植4年生 北京延庆区小河屯实验基地 S8 2018年11月中旬 野生 北京门头沟区百花山自然保护区 S9 2018年11月中旬 野生 北京怀柔区北农林场 S10 2018年11月中旬 人工种植1年生 北京怀柔区孙栅子村 S11 2018年12月中旬 野生 北京房山区四马台村 S12 2018年12月中旬 野生 内蒙古赤峰市 S13 2018年12月中旬 人工种植 河北省隆化县 S14 2018年12月中旬 野生 河北省滦平县虎什哈金台子村 S15 2018年12月中旬 野生 河北省滦平县邓厂与北京密云区交界处 S16 2018年12月中旬 野生 河北省丰宁县天桥镇 表1. 实验样品来源 注：全文样品编号同表1中的编号。 2.2. 实验方法 2.2.1. 标准溶液的制备 将苍术素标准品(购自上海同田生物有限公司，编号：E-0341)用甲醇(色谱纯)溶解，配制成0.1 mg/mL的溶液。 2.2.2. 供试品溶液的制备 将16份北苍术样品用粉碎机研磨成粉末，过60目筛，精密称量0.2 g放入50 mL刻度离心管中，倒入甲醇溶液50 mL，用天平称定重量后超声(功率200 W，频率40 kHz，温度30℃)处理1 h，置于室温中放冷后再次称定重量，用甲醇补充让重量与超声前一致后用三层滤纸法进行过滤处理，取续滤液。 2.2.3. 色谱条件设定 根据苍术素检测条件 [ 6 ]，使用Waters2695高效液相色谱仪，Waters2998 PAD检测器(美国Waters公司，Waters2695-2998)，Venusil MP C18 (4.6 × 250 mm， 5 μm， 150A)柱(购自天津艾杰尔生物公司)。设定流速为1.0 mL∙min −1 ，柱温为30℃。流动相为甲醇:水 = 83:17。检测波长：254 nm。每次进样量为20 μL。 2.2.4. 标准曲线 将制备的苍术素标准溶液进样量分别设置为2.5 μL、5 μL、10 μL、15 μL、20 μL、25 μL，上机检测后以苍术素标准品/(mg/mL)及峰面积/(µv×s)为横纵坐标绘制标准曲线，通过其获得线性回归方程后进行计算。 2.2.5. 精密度实验 将苍术素标准品溶液制备成0.1 mg/mL的溶液后分装于色谱进样瓶中，上机检测设置为每次进样量20 μL，连续进样6次，通过其峰面积计算RSD值(相对标准偏差)。 2.2.6. 重复性实验 选取一份含量较高的北苍术样品制备6份，设置每次进样量20 μL，连续进样6次，计算RSD值。 2.2.7. 稳定性实验 选取一份含量较高的北苍术样品进行制备，进行上机检测，通过计算RSD值检测制备24 h后样品稳定性。 2.2.8. 加样回收率考察 选取一份含量较高的北苍术样品并加入1 mg苍术素标准品制备成混合溶液，通过色谱仪进行检测，计算加样回收率和RSD值。 2.2.9. 不同产地北苍术HPLC指纹图谱的建立 利用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》软件进行指纹图谱的建立及相似度计算，根据生成峰图进行实验数据分析，并验证实验的准确性。
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user: 摘要 针对主流图像压缩方法色彩深度冗余、无法针对特定场景加入标签以优化压缩质量等问题，本文提出了一种基于半监督模糊聚类(SFCM)的图像压缩方法，相比传统的图像压缩算法，该方法能通过引入模糊标签信息以提高特定应用场景下图像压缩的质量，即对特定区域进行标记以达到更好的压缩效果，从而使得图像压缩在更多不同应用场景保留更丰富的信息。本文实验选取传统的Lena图和COVID-19CT图像，实验结果显示此改进的图像压缩方法相比JPEG、K-Means等方法压缩得到的图像具有更好的信噪比。
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user: 1. 引言 随着互联网技术的飞速发展，对于图像/视频数据的存储、传输等实际应用的需求也不断增加，因此出现了很多图像压缩算法以满足需求。传统压缩方法有RLE压缩算法 [ 1 ]、哈夫曼编码 [ 2 ] [ 3 ]、LZW压缩算法 [ 4 ]、DCT压缩算法 [ 5 ] 等，其中效果较好的有损图像压缩算法 [ 6 ] 有WebP [ 7 ]、JPEG [ 8 ]。JPEG在编码中高码率图像质量不错，且性能较好，但低码率的时候明显能看出色块效应 [ 9 ]。WebP对于低码率的图像编码效果也较好，但是性能不佳 [ 10 ]，编解码比JPEG慢几倍。且以上两种主流压缩算法重复压缩都会产生损失 [ 11 ]。 然而这些压缩方法主要这些压缩方法具有不确定性，比如图像的纹理细节可能会被改变，因此在医学图像压缩的领域里面很难推广到实际应用。 基于聚类的图像压缩算法是近几年来机器学习应用于图像压缩的一种经典算法，基于K-means聚类的图像压缩算法 [ 12 ] 既可以避免色块效应的产生，又可以优化相邻像素点的选取 [ 13 ]，从而有着更高的信噪比 [ 14 ]，且编解码性能优越，重复压缩不造成任何损失。 本文提出基于半监督模糊聚类(SFCM)的图像压缩方法，该方法可以加入标签信息大大满足需求，实验证明该方法相比传统的聚类压缩方法压缩得到的图像具有更高的信噪比。
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user: 2. 相关工作 2.1. 模糊聚类 模糊C均值聚类算法(FCM)是一种常用的聚类算法 [ 15 ]。目前，FCM及其导数聚类方法已广泛应用于计算机视觉、模式识别、数据挖掘等领域。FCM算法是Bezdek于1973年提出的一种改进硬C均值聚类的方法 [ 16 ]。与HCM和k-means [ 17 ] 等硬算法相比，它最大的优点是用区间[0， 1]的隶属度来表示样本的聚类结果，以表示样本趋于的某种纯度 [ 18 ]。 设在p维的欧几里得空间 R p 中的n个样本 X = { x 1 ， x 2 ， x 3 ， ⋯ ， x n } ∈ R p ，其中 j = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ；则FCM的聚类准则目标函数为： J ( U ， V ) = ∑ i = 1 c ∑ j = 1 n ( u i j ) m ‖ x j − v i ‖ 2 其中c 为预先给定的聚类中心数，且 1 < c < n ；m 为预先给定的加权幂指数，用于影响隶属度矩阵的模糊 度； v i 为第i类的聚类中心； u i j 表示样本j属于第i类的程度，并且满足 ∑ i = 1 c u i j = 1 。由目标函数可知需求 得当J达到最小值时的U和V，因此由J作为目标变量对 u i j ， v i 求偏导，令它们的导数为零并代入条件 ∑ i = 1 c u i j = 1 得到隶属度与聚类中心的迭代公式： u i j = ( 1 ‖ x j − v k ‖ 2 ) 1 m − 1 ∑ i = 1 c ( 1 ‖ x j − v i ‖ 2 ) 1 m − 1 v i = ∑ j = 1 n ( u i j ) m x j ∑ j = 1 n ( u i j ) m 通过对上述两个公式进行迭代求得当J收敛到极小值 u i j 和 v i 的值，即隶属度矩阵U和聚类中心V，此为最终聚类结果。 2.2. 半监督模糊聚类 SFCM是一种半监督模糊聚类算法，其目标函数如下： J SFCM ( U ， V ) = ∑ i = 1 c ∑ j = 1 n u i j m ‖ x j − v i ‖ 2 + α ∑ i = 1 c ∑ j = 1 n ( u i j − u ˜ i j ) ‖ x j − v i ‖ 2 其中 m ( m > 1 ) 表示模糊程度， ‖ x j − v i ‖ 2 代表第j个样本(灰度值)距离第i类样本中心(压缩后的灰度值)的欧氏距离， u i j ( 0 ≤ u i j ≤ 1 ) 是第j个样本属于第i类隶属度函数，样本中心为 v i ， U = ( u i j ) ， V = [ v 1 ， v 2 ， ⋯ ， v c ] ， 1 ≤ i ≤ c ， 1 ≤ j ≤ n ， 2 ≤ c < n ， u j = ( u 1 j ， ⋯ ， u c j ) T 并且 u i j 满足以下约束条件： s .t .   μ i j ∈ [ 0 ， 1 ] ; ∑ i = 1 c μ i j = 1 ， ( j = 1 ， 2 ， ϵ ， n ) m为加权指数，它是一个可以调整的参数，通常为2。然后我们得到隶属度和聚类中心的迭代公式： u i j = 1 1 + α [ 1 + α ( 1 − ∑ i = 1 c u ˜ i j ) m − 1 ‖ x j − v i ‖ 2 ∑ h = 1 c ‖ x j − v h ‖ 2 + α u ˜ i j ] v i = ∑ j = 1 n μ i j m x j ∑ j = 1 n μ i j m 其中 f i j 表示标记数据信息的真实隶属度矩阵， b j 是布尔值，当 x j 有标签时等于1。 α 是预定的抑制系数。
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user: 3. 基于半监督模糊聚类的图像压缩 3.1. 动机 我们需要在不影响医生诊断的情况下，对图像进行压缩。传统的图像压缩方法中，往往都是一些无监督的压缩方法，例如K-means。但是这类压缩方法很不利于对图像进行限制每个区域的像素点划分，从而导致压缩效果不佳。 针对上述情况，我们提出了基于半监督模糊聚类的图像压缩方法。首先对新冠病灶部位打上标签信息(如图1)，使得CT图像在病灶等关键部位能够保持细节上的一致，最后采用半监督模糊聚类方法完成对像素点的聚类。 图1. 专家标记的COVID-19肺部CT图像的病灶 3.2. 压缩方法 如图1所示，图像为一个M * N的矩阵，转换成M * N个一维向量，每个向量(每个像素点的灰度值)都代表一个样本。然后对这些M * N个样本进行半监督模糊聚类。 由于半监督模糊聚类可以加入标签信息，使用者可以对给定区域进行标记，大幅增强它在某种场景下的信噪比。 然后把聚类结果中所有类别的的样本中心(代表灰度值)作为整个类别所有像素点的灰度值，如图2，大圈内的表示划分为同一类的像素点，大圈中间的小圈表示聚类中心，数值均表示灰度值。 图2. 像素点灰度值转换 最后将M * N个一维向量转换回M * N的矩阵，从而完成整个基于半监督模糊聚类的压缩过程(如图2)。 在一个分辨率为3 * 3的灰度图，对其进行压缩，其过程如图3。 图3. 基于聚类的图像压缩过程 半监督模糊聚类图像压缩方法流程如图4。 图4. 半监督模糊聚类图像压缩方法流程 半监督模糊聚类运用到新冠CT图像压缩上的对比如图5。 图5. 半监督模糊聚类降低灰度精度的压缩方法，不会损失标注的重要诊断细节
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user: 4. 实验实验及结果分析 4.1. 实验数据及参数设置 图6为分辨率为512*512的标准Lena测试图像，类簇数c = 100；图7为COVID-19 CT图像数据 1 ，类簇数c = 10。图像及标注信息如图6和图7。 图6. Lena测试图及标注信息 图7. COVID19-CT测试图及标注信息 4.2. 评价指标 信噪比是一种常用的用于评价图像质量的方法，其公式如下： PSNR = 10 log 10 255 2 × M × N ∑ i = 1 M ∑ j = 1 N ( f ′ ( i ， j ) − f ( i ， j ) ) 2 其中， f ′ ( i ， j ) 和 f ( i ， j ) 分别表示的是待评价图像和原始图像的灰度值，M， N分别表示图像的宽与高。信噪比越高则表示图像压缩效果越好。 4.3. 实验结果 实验结果表1表明，基于SFCM的图像压缩算法比传统JPEG压缩方法以及传统聚类压缩方法都有明显的优势，尤其是针对医学CT图像。 Table 1 System resul 数据集\算法 JPEG K-means FCM SFCM Lena 48.1280 48.1282 48.1275 48.1304 COVID19-CT 48.0180 48.1294 48.1236 48.1324 表1. 实验结果
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user: 5. 结论 针对目前对主流图像压缩算法的分析，本文指出了传统图像存在着压缩算法扩展性较差、信噪比较低的局限性，提出了半监督模糊聚类在图像压缩上的应用，解释了这种半监督模糊聚类图像压缩的流程，最后经过实验后分析得出，它不仅可以提高信噪比、还能针对不同的应用场景加入标签，起到优化的作用。
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user: 摘要 在对胶管进行质量检验时，针对人工使用量具对胶管进行尺寸测量出现的效率低、易受主观影响等问题，本文设计了一种基于机器视觉的胶管尺寸测量系统，实现对胶管内径和壁厚的测量。进行内外圆检测时，使用改进的区域生长法，不同生长梯度方向采用不同顺序扫描；进行内径测量时，由于胶管存在挤压易变形的特殊性质，内径测量误差较大，本文选择测量其内圆面积来判断内径是否达到检验标准；进行壁厚测量时，应用同心圆性质、垂直平分线的性质及勾股定理等原理计算得到各处胶管壁厚。实验结果表明：内径测量误差小于0.07 mm，壁厚测量误差小于0.05 mm，系统响应时间约为2 s，满足工业测量要求，有较好的实用性与应用前景。
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user: 1. 引言 橡胶软管用来传输汽车中各种液体和气体，包括燃油、润滑油、制冷剂和水等，胶管安装好后，要长期经受行驶条件下各种环境因素的影响，对其进行质量检验是非常重要的工作。尺寸测量时质量检验中的重要部分，其内径和壁厚大小直接影响了胶管的软性密封连接和使用寿命。汽车内软连接部位通常抖动振幅较大，管端内径尺寸过大或者过小，都会影响密封连接；如果壁厚不均匀，长时间的在厚度较薄处产生摩擦，则会出现破损，成为行车安全的隐患。 一些轧管厂对胶管管端进行尺寸测量时，长期由人工采用接触式测量工具完成，费力费时，且受主观影响较大。目前，机器视觉技术广泛应用于测量系统，具有非接触性、测量效率高等特点 [ 1 ] [ 2 ]。因此，本文设计了一种基于机器视觉的胶管尺寸测量系统。
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user: 2. 系统设计 胶管的质量标准由多个尺寸参数构成，要求测量管壁的内径、平均壁厚与最小壁厚三个参数。根据需求分析，要求此测量系统内径测量值与真实值误差小于0.07 mm，壁厚测量值与真实值误差小于0.05 mm，总体响应时间低于3秒。结合厂商检测要求，对尺寸测量系统进行总体设计，系统主要由硬件系统和软件测量系统组成。相机采集当前胶管端面图像，通过以太网将图像传输至计算机，利用图像处理技术对其进行尺寸大小的测量和评估，完成胶管的质量检验。系统整体结构如图1所示。
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user: 4. 实验结果与分析 选取10个胶管样本，先使用游标卡尺对胶管平均内径及最小壁厚进行测量 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]，其分辨率达到0.02 mm，满足实验要求，测量数据为对同一位置测量十次取平均值的结果；再使用该视觉检测系统对内圆面积及壁厚进行测量。精度检测是将测量值与真实值的绝对误差进行对比。内径测量结果如表2所示。 Table 2 Inner diameter measurement accuracy test result 样本编号 内径真实值/mm 内圆面积测量值/mm 2 内径测量值/mm 绝对误差/mm 1 7.25 41.853868 7.276271 0.026271 2 8.542 57.248919 8.537657 0.004343 3 8.892 61.398436 8.841658 0.050342 4 11.653 107.513154 11.7 0.047000 5 13.864 152.104996 13.916397 0.052397 6 26.26 543.777344 26.312712 0.052712 7 26.763 560.464637 26.7134 0.049600 8 25.82 525.064383 25.856045 0.036045 9 26.542 542.417908 26.527483 0.014517 10 26.612 550.038147 26.583687 0.028313 表2. 内径测量精度检测结果 壁厚测量精度结果如表3所示。第2-4列是最大壁厚的数据，第5-7列是最小壁厚的数据。 Table 3 Wall thickness measurement accuracy test result 样本编号 真实值/mm 测量值/mm 绝对误差/mm 真实值/mm 测量值/mm 绝对误差/mm 1 3.83 3.824745 0.005255 3.52 3.517645 0.002355 2 3.56 3.586325 0.026365 3.506 3.512685 0.006685 3 4.09 4.106753 0.016753 3.779 3.797425 0.018425 4 3.256 3.268929 0.012929 2.865 2.846163 0.018837 5 3.235 3.217938 0.017062 2.96 3.003695 0.043695 6 4.48 4.440896 0.039104 3.042 3.021912 0.020088 7 4.12 4.151691 0.031691 3.268 3.282653 0.014653 8 4.03 4.069995 0.039995 2.86 2.900419 0.040419 9 4.53 4.565379 0.035379 3.91 3.905893 0.004107 10 4.46 4.507217 0.047217 3.512 3.524328 0.012328 表3. 壁厚测量精度检测结果 根据真实值与测量值的绝对误差，内径测量误差值均小于0.07 mm，壁厚测量误差值均小于0.05 mm内，能够满足实际生产中对于胶管尺寸测量精度的需求。
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user: 6. 总结与展望 本文针对汽车胶管的质量检验，搭建了整套基于机器视觉的胶管尺寸测量系统，包括硬件系统和软件测量系统，实现了对胶管的非接触测量。采用改进的区域生长法能够准确地内外圆检测，使尺寸测量更加接近真实值，减小了测量误差；最后，通过分析真实值与测量值的绝对误差，得出，最终系统响应时间约为2 s，测量误差小于0.05 mm，提高了工作效率，满足工业测量需求，完成了对胶管的质量检验，具有一定的实用价值。 在接下来的研究中，计划开发软件系统界面，对胶管图像进行实时监测，未来考虑用深度学习的方法对尺寸合格的胶管进行缺陷检测，使系统功能更加完善。
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user: 摘要 目的：探讨能谱CT成像联合虚拟平扫鉴别肺癌病理类型的可行性。方法：前瞻性收集经病理证实的肺癌84例，所有病例术前均行能谱CT双期增强扫描。将病例分为腺癌组和鳞癌组，比较两组临床、影像特征及能谱参数的差异，能谱参数包括40~90 KeV单能量CT值、虚拟平扫CT 70 KeV 值、ΔCT值、标准化碘浓度(NIC)、标椎化水浓度(NWC)、40~90 keV曲线斜率(λ 40~90 keV )，并对有统计学意义的参数用ROC曲线分析，评价其诊断效能。结果：鳞癌组中男性、有吸烟史患者的比例明显高于腺癌(P < 0.05)。CT征象中，鳞癌多为中央型肺癌，腺癌多位于外周，腺癌胸膜牵拉及淋巴结肿大的发生率高于鳞癌，差异均有统计学意义(P < 0.05)。两期CT 40~70 KeV 值、λ 40~90 keV 、NIC、ΔCT值和动脉期CT 80 KeV 值腺癌组高于鳞癌(P < 0.05)，而虚拟平扫CT 70 KeV 值鳞癌组高于腺癌(P < 0.05)，静脉期NWC有统计学意义(P < 0.05)，但在两组中差别不大。ROC曲线显示能谱CT各参数诊断效能相比临床和影像更高，尤其是动脉期λ 40~90 keV (AUC = 0.883)。结论：能谱CT成像联合虚拟平扫在鉴别肺癌病理类型方面的临床价值较大。
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user: 1. 引言 截至目前为止，肺癌仍然是世界死亡率第一的恶性肿瘤。非小细胞肺癌(NSCLC)约占肺癌的85%，而鳞状细胞癌(SCC)和肺腺癌(LAC)是非小细胞肺癌最主要的两个组织亚型 [ 1 ] [ 2 ]。目前，活检仍是肿瘤诊断的金标准，但其作为一种有创检查也有很多的局限性，例如取材有限、有禁忌症等。能谱CT成像作为一种新的检查手段，其特征性的多参数成像不仅可以从传统的形态学方面还能从功能学上评价肿瘤的特性，在肿瘤的诊断、病理分型、淋巴结转移评价等方面都有较大的应用价值 [ 3 ]。本研究前瞻性收集术前进行能谱CT增强检查的肺癌患者，旨在探讨能谱CT多参数定量分析鉴别肺癌病理类型的价值。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 收集2020.12~2021.4在本院接受胸部能谱CT双期增强扫描检查且经病理证实的肺癌患者84例，男性54例，女性30例，年龄34~81岁，平均(64.10 ± 8.56)岁，其中包括肺腺癌50例，肺鳞癌34例。 2.2. 选取标准 纳入标准：(1) 检查前没有进行过任何治疗；(2) 经病理证实为NSCLC；(3) 纵隔窗能观察到实性成分；(4) 病灶无影响测量的空洞或肺不张。排除标准：(1) 同时合并其他肿瘤患者；(2) 纳入研究前进行了抗肿瘤相关治疗。 2.3. 检查方法 采用GE Revolution能谱CT机，所有患者均在能谱扫描模式(GSI)下行胸部动静脉双期增强扫描。扫描范围自肺尖至肺底膈面，GSI扫描参数选择如下：管电压80 kVp、140 kVp瞬时切换(0.5 ms)，自动管电流技术(200~500 mAs)，测器宽度80 mm，旋转速度0.5 s/r，螺距0.992:1，扫描野50 cm × 50 cm，层厚和层间距5 mm。对比剂选用碘海醇(350 mgI/ml)，采用高压注射器经肘窝处静脉注射，注射速3.0 ml/s，注射量70~80 ml，根据体重适当调节，于注射对比剂后25 s、60 s分别行动脉期、静脉期扫描。原始数据在扫描机上自动重建为层厚1.25 mm的图像及动静脉期70 KeV虚拟平扫图像(virtual non-contrast， VNC)。 2.4. 图像分析 图像采集结束传至GE AW4.6工作站，应用GSI Viewer软件进行分析处理。由两名具有5年以上经验的医师分别观察图像并分析、评价常规CT征象，包括肿瘤位置(周围/中央)、钙化、分叶征、毛刺征、空泡征、支气管截断、血管集束、胸膜牵拉和淋巴结肿大。ROI选取病灶横断面最大层面及其邻近上、下层面，取三者平均值，确保增强两期ROI大小、形态及位置尽量一致，密度均匀时ROI面积不小于病灶横断面的2/3，密度不均匀时，感兴趣区尽量包括所有实性成分。测量后自动得到病灶40~90 KeV单能量CT值、碘浓度、水浓度。用相同的方法测量同层胸主动脉或锁骨下动脉碘浓度、水浓度及虚拟平扫CT 70 KeV 值。计算40~90 keV曲线斜率(λ 40~90 keV )、标准化碘浓度(normalized iodine concentration， NIC)、标椎化水浓度(normalized water concentration， NWC)、ΔCT值。NIC = 病灶碘浓度/主动脉碘浓度；NWC = 病灶水浓度/主动脉水浓度；λ 40~90 keV = (CT 40 KeV 值 − CT 90 KeV 值)/(90 − 40)；ΔCT值 = CT 70 KeV 值 − 虚拟平扫CT 70 KeV 值。 2.5. 统计学分析 本数据采用SPSS 26.0软件进行统计学分析，计量资料若符合正态分布，采用独立样本t检验，以均值加减标准差(x ± s)表示，若不符合正态分布，采用Mann-Whitney U检验，以中位数(四分位数间距)表示。分类资料采用c 2 检验，以百分数(%)表示。以P < 0.05为有统计学意义。采用受试者工作曲线(receiver operator characteristic curve， ROC curve)分析各参数的诊断效能，曲线下面积(area under the curve， AUC)越大诊断效能越高。
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user: 4. 讨论 肺癌的发病率和死亡率在我国一直处于首位 [ 4 ]。虽然人们肺癌筛查意识逐渐提高，但由于其早期症状不明显，仍然有很多患者确诊时已处于晚期。有文献 [ 5 ] 报道，不可切除局部晚期和转移性NSCLC约占肺癌的50%~60%，晚期肺癌的治疗方式多样，如化疗、放疗、靶向治疗、免疫治疗等，肺癌病理分型对于治疗方法选择和预后评估有重要意义。以往传统的CT图像主要通过形态学及增强后强化程度对病灶性质进行初步判断，对于病理分型的评估价值有限。能谱CT通过其特有的80 KeV、140 KeV两种能量瞬时切换技术，利用一次扫描后获得的40~140 KeV单能量图像、有效原子序数图、物质分离图像、能谱曲线等进行多参数定量分析，使CT诊断不再仅局限于形态学方面 [ 6 ]。 以往已有研究 [ 3 ] [ 7 ] - [ 12 ] 显示，能谱CT扫描在肺癌病理分型中有重要的应用价值，本研究通过观察临床、影像特征及能谱参数，并用能谱CT的虚拟平扫图像代替常规平扫，旨在进一步评价能谱CT在肺癌病理分型中的价值。 4.1. 临床、影像特征分析 张仁锋等 [ 13 ] 对6058例肺癌研究发现，鳞癌中男性和吸烟者占比明显高于腺癌，本研究结果与其相符；CT征象中，肿瘤的位置、胸膜牵拉及淋巴结肿大与病理类型有相关性，中央型肺癌多为鳞癌而周围型肺癌多为腺癌，腺癌胸膜牵拉发生率高于鳞癌，推测可能与腺癌多位于外周有关；有研究 [ 14 ] 证实，腺癌更容易发生淋巴结转移，这与本研究结果相符。 4.2. 能谱参数分析 能谱CT通过双能量瞬时切换技术扫描完成后可以获得40~140 KeV单能量图像，相比于混合能量图像，单能量图像有更好的图像质量、信噪比和对比噪声比 [ 6 ]。能谱CT的虚拟平扫图像(VNC)本质是物质分离图像，即将增强图像中的碘分离出去而获得的抑碘图，研究 [ 15 ] [ 16 ] 证实VNC可以代替常规平扫满足诊断需要，同时因为避免了一次扫描可以明显减少患者辐射剂量。本研究结果显示，动静脉期CT 40~70 KeV 值、虚拟平扫CT 70 KeV 值、ΔCT值及动脉期CT 80 KeV 值在两组间有统计学意义，除了虚拟平扫CT 70 KeV 为鳞癌高于腺癌，其余参数均为腺癌高于鳞癌。考虑上述结果的出现主要与肿瘤的组织结构差异及强化程度有关，虚拟平扫CT 70 KeV 值受组织结构影响较大，而增强扫描中各参数主要受强化程度的影响。肺腺癌以伏壁生长方式为主，组织结构疏松，血管和间质丰富，而肺鳞癌呈堆积式生长，结构致密，间质间血管较少，故平扫时鳞癌的CT值通常高于腺癌，而增强后腺癌强化程度高于鳞癌，与之对应，增强后各参数均高于鳞癌。这与前者研究 [ 7 ] 相符。 物质分离是将一种物质的衰减系数转化为高低两种不同衰减系数基物质的方法，最常用的基物质是碘和水，因为这两种物质包含了从软组织到碘对比剂及一些医学常见物质的范围 [ 6 ]。由于病灶内碘浓度的差异容易受个体差异、对比剂流速及总量等影响，因此本研究用标准化碘浓度(NIC)、标准化水浓度(NWC)来排除这种影响。标准化碘浓度反映了组织内碘含量，也间接反映了组织血管内碘含量。本研究中动静脉期腺癌NIC均大于鳞癌，且具有统计学意义，可能与腺癌微血管密度大、血供更丰富有关 [ 7 ]，与以往文献 [ 11 ] [ 12 ] 相符。鳞癌呈堆积式生长，其组织致密，单位体积内肿瘤细胞较腺癌更多、含水量更大，多项研究 [ 3 ] [ 7 ] [ 12 ] 显示肺鳞癌水浓度高于腺癌，而本研究两种病理类型之间NWC差别不大，可能与样本选择偏倚有关。 能谱曲线反映了不同能量水平下物质CT值的变化，同一物质在不同能量下对X线吸收系数不同，不同物质在同一能量水平下吸收系数也不同 [ 12 ]。由于X线能量越低，吸收系数越大，衰减量越多，所以能谱曲线总体呈下降趋势，有研究 [ 12 ] 显示CT值在40~90 KeV水平变化最大，故本研究选择λ 40~90keV 作为观察指标。能谱曲线的大小用斜率表示，主要与组织的成分和结构有关，也受组织对碘对比剂吸收情况的影响。本研究中动静脉期λ 40~90 keV 均有统计学差异，且腺癌组高于鳞癌组，可能与腺癌血管丰富有关，与以往研究 [ 3 ] [ 11 ] [ 12 ] 相符。 将有统计学意义的参数进行ROC曲线分析发现，能谱各参数相对于临床和CT征象曲线下面积更大，动脉期λ 40~90 keV 在所有参数中的诊断效能最高，灵敏度和特异度分别为78.0%和85.3%，AUC最大为0.883。 综上所述，能谱CT成像联合虚拟平扫在鉴别不同病理类型肺癌中有一定的应用价值，且相比于常规CT，能谱CT成像的诊断价值更大。
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user: 摘要 500年前的大航海开启了欧洲崛起的历史，到19世纪末欧洲资本主义国家全面统治世界，美国则在20世纪延续了西方的统治地位。与此相反，中国在结束郑和下西洋之后开始了落后时代的历程，到19世纪中叶开始逐步沦为西方列强瓜分的对象。但是100年后的20世纪中叶，中国共产党领导中国人民又站起来了。随着中国社会主义建设的推进，中国开始重新崛起。如今中国特色社会主义进入新时代，中国将逐步实现“两个百年目标”，而世界将再次发生500载大变，东西方文明将进入一个并驾齐驱、平等竞争的新阶段。
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user: 1. 引言 100年前，1921年7月11日，美国著名哲学家、教育家杜威和英国著名哲学家、诺贝尔文学奖获得者罗素，分别离开了中国。1921年7月23日，中国共产党第一次全国代表大会在上海召开，中国共产党成立了。今天看来，资产阶级思想家走了，中国共产党成立了，这是划时代的大事变。罗素后来在《中国问题》一书预言：“在接下来的两个世纪里，全世界都将受到中国时局发展的重大影响。是福也好，是祸也罢，但这一时局很可能是一个决定性因素 [ 1 ] ”；“中国要追求的目标不仅对中国很重要，对全世界也很重要 [ 2 ]。”100年后，中国共产党正式宣布中国人民全面建成小康社会，从此踏上了建成社会主义现代化国家和实现中华民族伟大复兴的新征程。当今的中国问题，就像2018年美国哈佛大学费正清中国研究中心成立60周年之际出版的论文集《中国问题》说的，今日中国不仅对中国人自己重要，而且它正以全新、不可预料的方式，对美国人以及全世界发生影响；这不仅仅因为中国对世界经济有巨大而且还在不断增长的影响，而且当今世界面临的紧迫问题——从气候变化、经济增长、海上安全到反恐——没有中国的参与，就没有一个能得到解决甚至得到有效应对；此外，中国也在思想领域扮演新的角色 [ 3 ]。很显然，中国共产党的一百年，不仅缔造了中国民族伟大复兴的中国奇迹，而且塑造了世界百年未有之大变局。不过，本文要把历史的镜头拉得更长一点，不仅要探讨中国共产党与中华民族伟大复兴的中国梦，还要回顾一下中国从世界领先到落后挨打的过程，由此可知中国共产党创造的实际是“五百年未有之大变局”。
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user: 5. 总结 中国人因为闭关锁国错过了资本主义工业化的时代，但在反抗帝国主义战争和社会主义革命的时代，中国通过革命和改革站起来、富起来了。在世界多极化、经济全球化、文化多样化和社会信息化的新时代，习近平新时代中国特色社会主义思想，坚持创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念，推动构建人类命运共同体，必将为指引中国人民实现中华民族伟大复兴的中国梦，也将给世界上那些既希望加快发展又希望保持自身独立性的国家和民族提供了全新选择，为解决人类共同问题贡献中国智慧和中国方案，中国将重新成为引领人类文明进步方向的先进文明。就此而言，不论对于中国还是对于世界，这都是500年未有之大变局。
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user: 摘要 为配合所设计柔性心电监测系统的下位机部分，设计一种心电数据处理系统，基于LabVIEW编程实现心电信号采样数据的分析。按照规定的协议，下位机通过蓝牙/串口将采集到的数据传输至上位机，上位机完成心电信号的数据可视化、实时测量心率、血氧饱和度以及体温等生理参数，对心电波形进行数字滤波处理、保存心电数据、读取二进制文件数据并重绘心电波形图。经分析测试，软件使用成本低、稳定性较好，基本实现用户短距离实时心电监测。
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user: 1. 引言 现如今随着经济水平的提高，大众关注的重点从物质生活的满足上逐渐转移到自身健康的质量上，在日常生活中监护自己身体状况的需求日渐增多。心血管病负担日益加重，已成为重大的公共卫生问题，防治心血管病刻不容缓 [ 1 ]。 监测心电信号可以帮助人们及时发现病症的存在，但是目前大多数心电监测模块使用下位机屏幕显示心电波形，这使得心电监测具有很大的局限性，实时监测难度大。LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台 [ 2 ]，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台 [ 3 ] [ 4 ]。本文基于LabVIEW设计了心电采集上位机软件，下位机可通过无线数据传输将数据传输至上位机，完成心电波形绘制和参数显示，实现了心电采集与监测分离以及无线生理参数实时监测，增强了各部分独立性，可供用户日常连续准确的监测动态心电。借助LabVIEW编程简单直观、易于理解等特点实现了帮助人们简便易操作的了解自己心脏的状况，并记录和保存心电数据以便发现病症后医生的专业分析。
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user: 2. 软件整体设计 软件整体分为数据通信、数据解析、数据处理、数据存储与读取四部分，整体流程图如图1所示。 下位机程序调试完成后进行心电数据采集并与上位机通讯，上位机数据接收部分可实现串口配置和蓝牙虚拟串口/串口数据接收；数据解析可对下位机发送的数据按照规定协议进行分类解析并存入数据缓冲区；数据处理将数据缓冲区的数据进行滤波处理并显示心电波形；数据保存可让用户将接收的心电数据以.csv的格式存储在磁盘中；读取文件部分可实现对本地二进制文件进行读取，并将文件中的数据重构心电波形。LabVIEW前界面如图2所示。
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user: 3. 数据通信 3.1. 数据的接收 3.1.1. 端口配置 本设计可实现蓝牙虚拟串口通讯或直接与串口通讯，蓝牙虚拟串口即蓝牙与PC进行连接后，PC的COM端口可自动虚拟出一个传入端口和一个传出端口。下位机可通过传出端口与上位机进行串行通信，可简化蓝牙通讯的复杂度完成无线通信。 图1. 系统流程图 图2. LabVIEW前面板设计 软件通过调用VISA Config Serial Port完成串口参数设置 [ 5 ]，默认8个数据位，1个停止位，无奇偶校验位，用户可通过前界面下拉列表自主设置波特率与下位机匹配。下位机蓝牙与PC蓝牙配对后，在上位机选择虚拟的端口号，打开串口，上位机与下位机进行无线通信 [ 6 ]，进行数据接收，设计源码如图3所示。 图3. LabVIEW串口配置源码 3.1.2. 数据接收 接收的每一帧数据可分为两部分：数据头和是有效数据位。数据接收利用向量机原理，将接收数据头和接收有效数据位分为两个状态：接收数据头状态、接收有效数据位状态，如图4所示。软件运行后进入接收数据头状态，当串口数据缓存区大于等于10个字节时，上位机判断前两个字节数据是否为帧头。如果是则接收十个字节的数据头存储在变量中用于数据解析，接收完成后进入接收有效数据位状态，按照规定数据长度接收一定长度的数据存储在数据缓冲区中，用于数据处理。 图4. 上位机状态图 3.2. 数据解析 接收到的数据需要按照一定的规则进行解析，数据头是数据解析的基本协议，本设计采用前十个字节数据，每个字节是一个八位无符号数进行协议规定，如表1所示，接收数据头LabVIEW源码如图5所示。 Table 1 Communication protocol descriptio 数据头 协议规定 详细解释 第1、2个字节 每帧数据的开头 下位机发送的每一帧数据必须以特定的数据开头，即帧头与上位机匹配，数据才会被上位机解析。 第3个字节 规定数据类型 下位机发送不同的值告诉上位机有效数据位的数据类型，如：发送0x00代表有效数据位是无符号8位数。 第4个字节 选择上位机模式 上位机有两种模式：如果下位机该字节数据发送0x01，上位机为波形模式，有效数据位必须是心电数据才能被正确解析画图；如果下位机该字节数据发送0x10，上位机为数据模式，有效数据位必须是其他生理参数才能被正确解析显示在界面文本框内。 第5、6个字节 规定有效数据位长度 下位机发送不同数值代表不同的数据长度，告诉上位机每一帧数据一共包含多少个字节的数据。 第7～10个字节 采样率设置 不同的值代表不同的采样率，告诉上位机心电信号采集时的采样率，采样率匹配用于心电信号数字滤波。 表1. 通信协议说明 图5. Labview接收数据图 上位机从串口缓冲区读取有效数据位，有效数据位需按照协议头规定的数据格式、数据长度进行发送才能进行正确解析，解析方法可以通过自定义控件来实现如图6(a)~(c)所示，解析过后的心电数据存储在数据缓冲区中，如图6(c)所示。
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user: 4. 心电信号的处理分析 LabVIEW是并行执行软件，在接收数据的同时可以进行数据处理。本设计将数据处理部分与数据接收部分分离，提高系统的独立性。通过定时循环结构循环读取数据缓冲区中的数据，将数据从数组中依次取出，在波形图表直接显示原始波形。为滤除心电信号中的干扰，设计一个反切比雪夫二阶低通滤波器，由于心电信号频谱范围主要分布在0~40 Hz [ 7 ]，所以设计截止频率为30 Hz，滤波后的数据可通过波形图表显示滤波后的波形，设计源码如图7所示。 图6. 数据解析。(a) 自定义数据解析控件；(b) 数据解析源码；(c) LabVIEW接收有效数据位源码 图7. LabVIEW数据处理设计源码
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user: 5. 数据的读取和存储 5.1. 数据存储 上位机接收到的数据可通过文件对话框控件以.csv的格式存储到本地磁盘中，方便用户查看和进行后续数据处理，保存串口数据源码如图8所示。 图8. LabVIEW保存数据源码 5.2. 读取二进制文件设计 上位机可读取本地路径下的二进制文件，对于二进制整型数据文件，因为整型数据是与二进制严格一一对应的，可以将文件读出后，通过字节换序得到正确的数据 [ 8 ]。本设计将二进制文件中的每两个字节二进制数还原一个十进制数，并在波形图标中绘图，文件读取源码如图9所示。 图9. LabVIEW二进制文件读取源码
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user: 6. 实验测试 本实验下位机采用STM32F103开发板与ADS1292模块进行心电信号采集，通过蓝牙虚拟串口与上位机无线通讯，分别测试心电信号发生器和人体心电信号，测试结果如图10(a)、图10(b)所示，读取二进制心电数据文件可以完整绘制心电波形，如图所示图10(c)所示。 图10. 上位机界面。(a) 心电信号发生器测试结果；(b) 人体心电信号测试结果；(c) 读取二进制文件重构波形
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user: 7. 结论 本文设计并实现了基于LabVIEW的心电采集上位机软件，可与下位机进行无线通讯，使信号采集和监测相独立，提高了系统的整体实用性。经分析测试，软件使用成本低、稳定性较好，可基本实现用户短距离实时心电监测、读取心电数据文件并重绘心电波形的功能，可用于简易心电信号采集的项目开发中，而且LabVIEW参数具有可调控性，数据使用方便、人机交互能力强、具有良好的可扩展性。
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user: 摘要 页岩气是一种重要的非常规天然气资源，已成为油气资源领域重要的组成部分，川南是中国石油页岩气勘探开发的主战场，目前，川南已成为我国最大的页岩气生产基地。页岩气在开采的过程中所造成的环境问题日益突出，主要表现在钻井过程中噪声对附近居民的影响、水基钻井固废和油基钻井固废处置压力大、压裂返排液处理困难。针对川南页岩气开发生产与环境保护的矛盾，分别从噪声、固废和废水三方面提出页岩气开发过程中的污染防治建议。
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user: 1. 引言 2018年，中国石油在全国范围内调动资源，从新疆、东北甚至国外将钻机调往川南。截至目前，中国石油共在川南地区启用142台钻机，较2017年增长3倍；建成长宁、威远等国家级页岩气示范区。中国石油在川南页岩气勘探开发过程中，把提高单井产量作为首要目标，实现3500米以浅资源的规模有效开发，开创了国内页岩气勘探开发多项先河。中国石油大力推进川南页岩气勘探开发，取得了重要成果 [ 1 ]。川南页岩气产量不断创造新高的同时，钻井过程中钻井岩屑和压裂返排液处置等环保制约性因素也越发突出，本文结合实际的页岩气环境安全生产管理经验，总结了页岩气开采过程中所面临的主要环境污染问题，并提出了相应的污染防治建议。
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user: 2. 川南地区页岩气开发现状 我国的页岩气目前主要产自四川盆地，全国已探明页岩气资源储量的省份中，四川高居榜首，重庆、贵州也位列前四位，国家批准建设的4个国家级页岩气示范区，有3个在西南地区，分别是重庆涪陵示范区、四川长宁–威远示范区、云南昭通示范区。根据四川省“十四五”规划和2035年远景目标纲要实施中国“气大庆”建设行动，加强天然气产供储销体系建设，建成全国最大天然气(页岩气)生产基地，天然气年产量力争达到630亿立方米，其中页岩气为主力军，2025年全国页岩气产量300亿立方米，预计将主要来自四川盆地，占其天然气总产量的43%。川南页岩气开采主要集中在沪州、宜宾、自贡、内江等地区，涉及面积约4 × 10 4 km 2 。
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user: 3. 川南地区页岩气开发过程中的主要环境问题 3.1. 川南地区敏感点多、居民点分布较多，钻井噪声对居民影响较大 川南地区森林覆盖率高、江河纵横、人口众多，自然保护地 [ 2 ] 水源保护区等环境敏感区分布较多 [ 2 ]。页岩气平台周边一般都会分布有分散居民点，井口周边200 m评价范围内少则10户，多则30~50户不等，易造成钻井施工阶段的噪声扰民投诉，钻井作业施工环保压力大。尤其是川南泸州和宜宾地区电网集输设施建设能力有限，井场接入电网难道大，钻井过程采用柴油机发电，柴油发电机噪声源强高达85~90 dB (A)，加上钻井设备噪声，平台井场边界噪声无法达标，同时钻井施工为一天24 h钻井，对平台周围300 m内的居民造成了严重的声环境扰民。近年来，出现了多起钻井期间噪声扰民投诉案例，钻井噪声问题为川南页岩开发过程中突出的一项环境影响问题。 3.2. 钻井固废处置压力大 川南页岩气水基钻井固废主要为水基泥浆钻井过程中产生的废弃水基泥浆和钻井岩屑，据统计，单井(井深约3000 m)水基固废平均产生量约700 m 3 ，目前普遍采用资源化综合利用的方式处理，主要为预处理后作为掺烧水泥或烧结砖的原材料进制砖或制水泥，将水基钻井固化；此外，页岩气钻井过程中储层长水平段常采用油基钻井液钻进，该钻井过程中产生的钻屑属于危险废物，单井(水平段长约2000 m)油基岩屑平均产生量约300 m 3 ，委托有危险废物处理资质的单位处置。据预计 [ 3 ]，2020年川南水基钻屑产生量约13.0万m 3 ，油基钻屑约6.0万m 3 。产生量大，远远超过了当地水泥、砖瓦企业接纳能力，同时，油基钻屑处理量需求量也与区域内现有危险废物处理资质的单位的处置能力不匹配，导致页岩气平台上滞留钻井固废无法及时转运处置，给当地环境带来了不可控的环境污染风险。 3.3. 水资源消耗大、压裂返排液处理难度大 页岩气在成藏与赋存方面有别于常规天然气，其储层具有超低孔渗的特征，为实现工业气流须通过相关技术来改善储层。水平井与水力压裂所具有的优势成为了当前开采页岩气最广泛的技术，同时也消耗了大量的水资源，四川、重庆地区统计页岩气开发单井需水量在10，000~40，000 m³不等，压裂用水量平均每口井为3.15 × 10 4 m³。压裂完成后，占注入压裂液量约15%~80%的返排液会返回到地面 [ 4 ]，页岩气开发不仅造成水资源消耗还会带来水资源污染，这与页岩气水力压裂中压裂液有着密切的关系。页岩气开发采用大规模水力压裂，其原理是将含有多种添加剂的压裂液在高压条件下注入地层，从而改善储层裂缝网络结构达到增产的目的。压裂液中含有杀虫剂、减阻剂、防垢剂、交联剂、表面活性剂等多种化学添加剂。如长宁–威远区块单井返排液量达1 × 10 4 ~2 × 10 4 m 3 ，水中TDS、悬浮物、高价金属离子和有机物等浓度随返排时间的延长和回用次数的增多而逐渐增大，水质变黑发臭 [ 5 ]。由于区域内各平如果注入的压裂液进入地下水层这将会带来严重的水污染。压裂液返排到地面不仅有添加剂的成分而且还含有溶解性盐类、放射性元素、重金属等其他化学物质，压裂液中盐分含量可达10%以上，大量废水进入水体，对水环境有影响。