北京生物医学工程杂志
Beijing Biomedical Engineering 북경생물의학공정
- 主管单位： 北京市卫生健康委员会
- 主办单位： 北京市心肺血管疾病研究所
- 影响因子： 0.47
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 1002-3208
- 国内刊号： 11-2261/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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无叶片离心泵结构对体外循环关键参数的影响
目的 探讨无叶片离心泵结构和体外循环关键参数之间的关系,为无叶片离心泵的优化设计提供理论依据和实践参考.方法 采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对无叶片离心泵进行数值模拟,分析离心泵的结构和转速与血液流量、泵内流动状态、预充量之间的关系.结果 叶轮与蜗壳之间距离一定时,两层叶轮结构比一层叶轮结构驱动血液能力强,但是预充量大;进出口导管直径小,有利于调节流量;泵体结构和叶轮转速影响泵内的血液速度分布,从而会对血液造成不同程度的破坏.结论 无叶片离心泵结构和叶轮转速对体外循环流量的控制、泵内血液速度分布、预充量有很大影响.
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基于PID算法的PCR仪温度控制系统设计方案
目的 为研制升降温速率快、温度控制精度高的PCR仪,本文设计并构建了基于比例积分微分(proportional integral derivative,PID)算法的PCR仪温度控制系统.方法 该系统以TI DSP2812为主控芯片,采用PID算法作为温度控制算法,并利用Ziegler - Nichols参数整定法进行控制参数整定.为验证PID算法在PCR仪温度控制中的有效性,本文进行了Matlab计算机仿真实验,并在此基础上进行了实际温度控制系统的整体调试.结果 仿真结果显示温度控制系统的温度大超调量为13%,响应时间为25s,无静态误差.整体调试结果显示升降温速率为5℃/s,温度控制精度0.1℃.结论 该系统升降温速率快,温度控制精度高,本研究为制造具有自主知识产权的PCR仪做出了有益探索.
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基于典型相关分析和小波变换的眼电伪迹去除
目的 针对脑电信号中眼电伪迹去除尚存在的问题,提出一种基于典型相关分析与小波变换的(wavelet-enhanced canonical correlation analysis,wCCA)自动去除眼电伪迹的算法.方法 首先,充分利用脑电信号和眼电伪迹的空间分布特征,将基于典型相关分析的盲源分离算法分别应用于左右脑区的混合信号中,从而保证典型相关分析分解得到的第一个典型相关变量(即左右脑区之间的公共成分),就是眼电伪迹分量.然后为了恢复泄漏在该伪迹分量中的脑电成分,对伪迹分量进行小波阈值滤波,将高于某一阈值的小波系数置零,而保留低于阈值的系数.结果 与其他三种基于盲源分离去除眼电伪迹的方法相比较,该方法在有效地自动去除眼电伪迹的同时,很好地保留了潜在的脑电信号,去除效果明显优于其他三种方法.结论 由于该算法简单,处理速度较快,因此应用于实时的脑机接口系统中更具优越性,为后续脑电信号的特征提取和分类分析提供了良好的基础.
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基于ARM7的新型开放式多功能医用信号仪的研制
目的 现有的常用信号发生器或生理信号发生器不能同时输出常用信号和模拟生理信号,本文提出一种新型开放式多功能医用信号仪,用于检测各种生理信号,听取不同频率、不同信号的声音及输出常用信号等.方法 该仪器以STM32F103RF和高性能集成芯片MAX038为核心.此医用信号仪包括硬件和软件两部分,其中硬件含有ARM7单片机控制单元、按钮组输入单元、数据存储单元等12个单元,软件用C语言编写,并采用keil C进行编译.结果 该仪器不仅能输出常用的正弦、方波、三角波、锯齿、矩形信号,还能输出医学中常用的多种生理信号如心电、脉搏波等,且信号波形频率、幅度、类型、波形均采用直观的LCD液晶显示.此外,该仪器具有一个高驱动能力的接口,可直接驱动耳机等,以方便对人耳频率特性和人体阻抗特性的研究和教学.同时,为了便于使用一般示波器能观察各种生理信号,对同一种生理信号可输出不同的频率.结论 本仪器使用方便,可广泛应用于科研、教学、测试和仪器维修等.
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基于加速度二次积分的胸外按压深度测量
目的 探索一种能够应用于人工和自动胸外按压训练以及急救中实时精确测量按压深度的技术,以改善当前胸外按压无效或者过深的普遍现象.方法 本文提出了一种基于加速度二次积分的胸外按压深度测量技术,集成加速度测量模块、压力值检测模块以及加速度数值积分处理算法,采用基于压力值检测的加速度二次积分算法,通过对压力小值与大值之间采样的加速度数值进行二次积分获取位移.结果 通过模拟实施胸外按压实验测试,并与NI公司DAQ采集数据对比分析,上述方法测量误差在5 mm内.结论 加速度二次积分算法能够有效解决胸外按压深度测量难题,在心肺复苏训练和急救中具有较好的应用价值.
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基于多重分形去趋势涨落的心室纤颤和心动过速分析
本文运用多重分形去趋势涨落的分析方法,研究心动过速、心室纤颤和正常心电信号的多重分形特征,用以有效区分上述三种信号.通过分析心动过速、心室纤颤和正常心电信号的赫斯特指数、Renyi指数和多重分形谱,得出三种信号都具有不同程度的长程相关性和多重分形特性,在波动函数的阶数大于0时,三种信号的长程相关特性区别明显.通过分析多重分形谱,发现心室纤颤的多重分形谱比心动过速的多重分形谱宽,正常心电信号的多重分形谱小.以上研究结果将对临床医学诊断识别心动过速和心室纤颤号信号有很好的借鉴意义.
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基于图谱的肝脏CT三维自动分割研究
目的 在肝脏外科手术或肝脏病理研究中,计算肝脏体积是重要步骤.由于肝脏外形复杂、临近组织灰度值与之接近等特点,肝脏的自动医学图像分割仍是医学图像处理中的难点之一.方法 本文采用图谱结合3D非刚性配准的方法,同时加入肝脏区域搜索算法,实现了鲁棒性较高的肝脏自动分割程序.首先,利用20套训练图像创建图谱,然后程序自动搜索肝脏区域,后将图谱与待分割CT图像依次进行仿射配准和B样条配准.配准以后的图谱肝脏轮廓即可表示为目标肝脏分割轮廓,进而计算出肝脏体积.结果 评估结果显示,上述方法在肝脏体积误差方面表现出色,达到77分,但在局部(主要在肝脏尖端)出现较大的误差.结论 该方法分割临床肝脏CT图像具有可行性.
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壳聚糖微球体外降脂活性研究
目的 为使壳聚糖能更好地用于减肥降脂,必须提高壳聚糖的降脂活性和降低其毒副作用.方法 用喷雾干燥法制备壳聚糖微球,在体外模拟人体消化系统环境考察壳聚糖微球对脂类的结合能力.结果 壳聚糖微球粒径范围在2～5μm且用量90mg时对脂类的结合能力达19.53g/g,对胆酸的结合能力达27.35mg/g,用量120mg时对游离脂肪酸的结合能力达18.25mg/g,均显著高于普通壳聚糖.结论 壳聚糖微球是提高壳聚糖降脂活性的一种有效途径,该研究为新一代壳聚糖减肥类产品的后续开发提供了理论依据.
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基于HL7标准的居民健康档案研究
目的 随着医疗信息化的不断深入,医院内以及区域医疗信息共享已成为全球医疗卫生信息化的发展趋势.为临床医学科研提供更为准确和高效的信息检索与分析功能,是居民健康档案未来的发展方向.方法 本文基于HL7(Health Level 7)标准及可扩展标记语言(extensible markup language,XML)技术,在介绍居民健康档案功能和特点基础上,分析了健康档案的数据模型设计和实现方案,包括数据存储模式、XML存储方式选型、数据库选型等.结果 通过运用XML技术和HL7标准的数据转换,可实现医院内部多个系统的无缝集成.结论 在实际应用中,基于HL7标准的居民健康档案可以较好地保证数字化医疗信息的完整性、一致性,实现医疗信息共享.
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基于相关双采样技术的CCD信号处理
目的 电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)的输出信号中含有多种噪声,其中主要是复位噪声,所以在CCD信号采集系统中,一项关键技术就是去除或削弱噪声.方法 本文详细介绍了CCD复位噪声的产生机理,设计了基于相关双采样技术(correlated double sampling,CDS)的CCD信号处理电路.结果 通过实验验证上述信号处理电路可以有效抑制CCD噪声.结论 相关双采样技术在一定程度上抑制了CCD复位噪声,有利于后续CCD信号的采集与传输.
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生物电采集中右腿驱动电路参数的确定
目的 右腿驱动(driven-right-leg,DRL)电路是生物电采集中降低共模电压的重要方法,但是DRL电路的参数选取尚有分歧,本文探讨了DRL电路中主要参数的选取问题.方法 首先通过研究DRL电路抑制50Hz共模电压的动态过程,给出了DRL电路主要参数选取的合理建议,并用一组参数进行了实验测试.结果 本文建议的DRL电路参数可以在确保人体安全的前提下将共模干扰电压降至低.结论 DRL电路参数的确定,对在生物电采集中使用DRL电路具有重要作用.
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眼科高频环阵超声波数字化成像技术的研究
目的 设计眼科高频环阵B超平台,实现超声波全程数字化处理.方法 设计环阵换能器发射接收电路,将高频的超声回波信号经过前级放大后直接引出进行高分辨率、高速的模拟数字采样.信号数字化后,通过高速的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)完成波束形成、动态聚焦、滤波、检波及对数放大等一系列信号处理.结果 通过临床验证,眼科高频环阵B超平台图像横向分辨率0.2mm,侧向分辨率0.4mm,满足临床要求.结论 环阵超声波数字化成像技术可提高图像分辨率和疾病检出率.
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穿戴式生理参数综合测量系统前端电路设计
目前国内用于研究情绪识别的生理信号多是基于现有的生理信号采集仪器,这些仪器体积较大,虽然精度高但不能随身携带.本文分析了情绪研究中常见的生理参数并从中选择了5种常用的参数,利用集成化的传感器和自主设计的检测电路以及无线通信技术,实现了一种植入智能服饰的便携移动式测量装置.该装置能够实时采集穿戴者的生理信息,并且采集到的信号轮廓清晰、噪声小,能够有效跟随生理参数的变化.
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一种基于压缩传感理论的CT剂量降低方法
目的 X射线计算机断层成像技术(computed tomography,CT)辐射剂量高于其它X射线检测.因为剂量累积效应会导致较高的致癌风险,因此降低剂量成为当前CT技术发展过程中亟待解决的问题.方法 降低剂量的手段主要有降低管电流和增加探测器排数,但受相关因素制约,进一步降低剂量面临较大困难.本文提出一种基于X射线衰减水平的自适应非均匀采样方式,通过减少在高管电流区域的投影次数来降低剂量,并引入基于压缩传感的POCS-TVM算法从欠采样数据中恢复CT图像.结果 实验结果表明该方法能在保证图像质量的同时有效降低剂量.结论 基于压缩传感理论的CT剂量降低方法可以在保证重建图像满足临床诊断需求的前提下,有效降低辐射剂量,有利于受检者.
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基于光学相干层析的视网膜图像分割
利用光学相干层析(optical coherence tomography,OCT)技术可以得到清晰的视网膜层状结构,实现视网膜层状结构自动分割功能是解决OCT技术应用于视网膜疾病诊断的一项基础问题.本文通过图像平滑、峰值探测、Snake模型、贪婪算法和样条插值等综合技术,对OCT视网膜图像进行分割,自动提取层状结构轮廓并获取视网膜厚度分布图.将以上算法应用于24例正常人眼底图像,并与专家手动标记轮廓提取的厚度相比,结果证实上述视网膜自动测量算法与专家人工标记取得较好一致性.本文提出的测量算法有望应用于视网膜变异性评估.
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婴儿培养箱控制面板的设计
目的 设计一种智能型、性能可靠便于医护人员操作的婴儿培养箱.方法 本文在简要介绍婴儿培养箱的组成、分析各组成部分功能的基础上,设计出以单片机P89V51RD2为控制核心的婴儿培养箱控制面板.该控制面板包括温湿度采集电路、LCD显示模块、输入键盘、报警电路等多个部分.结果 实现了婴儿培养箱温湿度采集、显示,异常时报警及紧急情况下自动处理等功能,经过长时间实验,证明该控制面板能可靠稳定地运行.结论 该婴儿培养箱控制面板稳定可靠,人机接口界面简洁明了,易于操作和维护.
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基于Curvelet变换的肺结节CT图像良恶性分类研究
目的 早期肺癌患者的CT图像表现为结节状(在肺野内直径≤3cm的病灶),需要与结核球等良性病变鉴别开,以提高患者的5年生存率.方法 本文基于Curvelet变换提取能量、熵、灰度均值及灰度标准差四种纹理特征值,按7:3比例将样本分为训练集与验证集.使用BP(back propagation)神经网络作为分类器.每一种纹理参数测试集的神经网络仿真值结合病理诊断结果绘制受试者工作特征曲线(receiver operator characteristic curve,ROC曲线),根据ROC下面积得到优的几种纹理参数用于良恶性分类,并将分类结果与病理诊断结果进行比较.结果 四种纹理参数构建的BP网络均具有诊断价值,每种纹理参数诊断价值各不相同,其中熵与灰度标准差的诊断价值优于能量与灰度均值,并且通过组合多种纹理参数可以提高诊断准确性.结论 使用熵与灰度标准差两种纹理特征值构建BP神经网络能达到好的分类效果,在一定程度上有利于肺癌的早期诊断.
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LYSO闪烁晶体PET探测器设计及位置映射算法研究
目的 分析LYSO闪烁晶体内光子的输运特性及正电子发射计算机断层扫描装置(positron emission tomography,PET)位置映射表的建立方法.方法 在Linux fedora操作系统之上成功构建了GATE(geant4 application for tomographic emission)核医学仿真平台,模拟了LYSO闪烁晶体PET探测器内光子输运过程.并且基于仿真数据,分析了位置映射表.结果 成功研制了8×8探测器模块,得到位置映射对照表.结论 基于GATE进行探测器模块设计切实可行,得到的位置映射表对后期实际散点图的建立过程具有重要指导作用.
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利用有限元分析技术探讨后踝骨折的治疗方案
目的 通过踝关节三维有限元模型,研究静止站立位后踝骨折后胫距关节面的应力变化及位移趋势,为后踝骨折的治疗提供理论依据.方法 以一套正常人体站立位踝关节CT图像为原始数据,应用有限元建模技术,建立带有关节软骨的踝关节三维有限元模型,对模型的有效性进行验证.通过对后踝关节面进行分区、切割,模拟计算后踝不同骨折范围条件下施加正常应力时的关节软骨接触面积、大接触应力、平均接触应力、大位移等参数.结果 随着骨折范围的增加,胫骨软骨接触面积呈逐渐减小趋势,胫骨软骨的平均接触应力值逐渐增大,胫骨相对位移增加.胫距关节的应力区主要集中在踝穴的外侧及前外侧,当后踝骨折面积超过1/3时,关节负重区面积明显缩小,关节位移趋势增加.结论 后踝骨折面积超过1/3时,关节接触面积明显减小,应力变化明显增加,关节位移趋势增加,预后不佳,具有手术复位固定的指征.
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BP网络与复杂疾病相关的SNPs数据分析
反向传播(BP)神经网络在基因数据分析中具有重要意义.本文首先介绍了单核甘酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)的研究背景、分析热点及遇到的主要问题;在此基础上综述了当前常用的SNPs分析方法及其不足;随后介绍了BP神经网络在SNPs分析中的应用,如易感基因的筛选、肿瘤的诊断性分类等,并针对主要问题提出了解决方法,即用BP网络结合参数递减方法(parameter decreasing method,PDM)和聚类分析进行复杂疾病相关的SNPs数据分析.
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磁流体微泵研究进展及其关键问题
磁流体(magnetohydrodynamics,MHD)微泵没有机械部件,但能够产生连续的流动,是当前电磁生物的研究热点之一.本文在详细阐述MHD微泵的工作原理、介绍交流磁流体(AC MHD)微泵和直流磁流体(DC MHD)微泵典型样机的基础上,着重分析了MHD微泵的电化学反应、微尺度下的电磁流体动力学以及微加工技术和材料等关键科学技术问题.
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生物医用多孔淀粉制备工艺和性能的研究进展
原淀粉改性后所得的多孔淀粉,具有良好的吸附性能以及安全、无毒的特点,目前已成为生物医用材料的研究重点之一.本文综述了近几年国内外关于多孔淀粉制备的研究进展,对其制备过程中的影响因素进行了分析和探讨,并介绍了多孔淀粉这种新型生物医用材料的应用现状,对多孔淀粉的发展趋势做了简要展望.
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血糖检测方法的研究现状
掌握血糖的变化是了解糖尿病病情和评价治疗效果的重要途径.本文从有创、微创和无创三个方面对血糖检测方法及存在问题进行了陈述;从技术方面对目前的血糖仪进行分析,着重介绍了无创检测方式的原理及发展前景.虽然无创血糖检测方法很多,但目前仍然缺乏一种无创伤、连续、动态、准确、重复性良好的方法,使之能够广泛应用于家庭保健,并取代传统的有创血糖检测仪.有创、微创、无创血糖检测方法目前各有优劣,尚无法相互取代,而无创血糖检测是未来血糖检测技术发展的方向,有待于多学科的综合研究.
| 年 | 期数 |
| 2019 | 01 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2017 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2016 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2015 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2014 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2013 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2012 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2011 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2010 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2009 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2008 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2006 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 |
| 2003 | 01 02 03 04 |
| 2002 | 01 02 03 04 |
| 2001 | 01 02 03 04 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 01 02 03 04 |
