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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基于整体角膜膨胀实验对兔眼角膜参数的确定
目的 角膜一般被视为非线性弹性材料,用线弹性模型刻画角膜的力学特性难免存在一定误差.本研究基于体外兔眼角膜膨胀实验,探索用分段的线弹性模型描述角膜非线性弹性行为的可行性.方法 选取5只新鲜兔眼,制备附带巩膜环的角膜试件,将试件固定在自制的加压装置上,用微量注射泵给试件加压以模拟角膜随内压力的增加发生形变的过程,同时利用显微镜获取相应压力下角膜的正侧面轮廓图像.预调后,记录加载过程中压力与角膜顶点及轮廓信息.分别选取角膜内压力为7mmHg、14 mmHg和21 mmHg时的角膜正侧面轮廓图像,建立具有不均匀厚度的轴对称角膜几何模型,将角膜视为各向同性不可压缩材料,在7~14 mmHg、14~21 mmHg和21~28 mmHg三个眼内压范围内视角膜为线弹性材料,通过有限元方法分段模拟体外角膜膨胀实验,将模拟结果与膨胀实验角膜外轮廓线位移结果比对,确定角膜在上述压力范围内的弹性模量.结果 获得的兔眼角膜在7~14 mmHg、14~21mmHg和21~28 mmHg的弹性模量分别为(0.73±0.16) MPa、(2.20±0.43) MPa和(3.03±0.37) MPa.此结果与文献结果基本一致.结论 用分段的线弹性模型近似描述角膜非线性弹性行为的方法是可行的.
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用组织工程学方法探讨兔佐剂性关节炎关节软骨修复的实验研究
目的 探讨海藻酸盐支架超微结构及软骨形态变化与组织工程修复佐剂性关节炎软骨缺损的关系,为临床应用组织工程方法治疗类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)提供一定的实验依据.方法 将24只新西兰兔随机均分为假手术对照组,关节炎模型组和软骨细胞-海藻酸钙支架复合物治疗组.对模型组和治疗组膝关节处注射0.5mL完全弗氏佐剂诱导关节炎,假手术组注射等量生理盐水.抽取治疗组骨髓5 mL,Percoll密度梯度分离出自体骨髓间充质干细胞,体外培养纯化,并诱导分化成软骨细胞.与海藻酸钙支架混合培养,对支架进行扫描电镜观察,并将混合物回注相应关节腔内治疗1个月.对各组兔膝关节进行组织学评分检测软骨缺损修复结果.结果 海藻酸盐支架电镜扫描显示支架具有一定的孔隙,有利于营养物质的进入,便于细胞的增殖分化.软骨组织评分结果显示软骨纤维化减轻,关节腔内积液消失,软骨缺损得到一定修复.结论 软骨组织评分显示海藻酸钙复合工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎软骨缺损有一定的修复作用,其机制可能与支架有利于软骨细胞生长发育有关.
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基于三层球模型弱直流电刺激下脑白质各向异性对电场分布的影响
目的 研究脑白质的各向异性电导率对经颅直流电刺激产生的电场分布的影响.方法 依托经典三层同心球模型,通过基于有限元法的ANSYS软件建模,并求解头模型的电场强度、电流密度分布及初级皮质运动区的关键点数值.结果 随着脑白质各向异性电导率的比率、空间分布不同,头模型中电场强度和电流密度的分布产生了较大区别.结论 仿真结果说明脑白质各向异性对电场分布有显著影响,对临床应用有重要的借鉴意义.
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FastICA在心电信号降噪中的应用
目的 研究基于峭度和负熵的FastICA的模型特点,分析两种算法在心电信号去噪中的应用,对ICA在信噪分离中的特点加以分析研究.方法 首先利用心电数据库MIH-BIT中单独的心电信号和噪声混合对FastICA进行降噪测试,通过降噪后心电信号和原信号对比测试基于峭度和负熵的FastICA的降噪效果,然后对DaISy数据库中的真实含噪心电信号进行降噪,分析其在真实环境中的降噪效果.结果 通过多组合成混合含噪心电信号和真实含噪心电信号对两种FastICA进行分离测试,发现两种FastICA都可成功地分离心电信号和噪声,其中基于峭度的FastICA的降噪速度较快,而基于负熵的FastICA的精确度较高.结论 基于峭度和负熵的FastICA可以应用于心电信号的降噪中,并且能够有效降低信号噪声.
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基于谱减法的变频电子喉语音增强方法对比研究
目的 电子喉(electrolarynx,EL)是喉头切除患者常用的言语发声辅具,但是现有电子喉发声存在辐射噪声大的缺陷,通过消除辐射噪声以改善语音质量成为诸多研究者的目标.谱减类方法是目前消除基频恒定电子喉语音辐射噪声常用的方法,但是对于变频电子喉语音而言,该类方法的有效性尚不得而知.因此,本文对比研究了不同谱减法对变频电子喉语音的去噪效果.方法 首先分别介绍了经典谱减法、多带谱减法、基于感知加权技术的改进谱减法以及基于加权函数的改进谱减法的原理,然后在安静的环境下,让1名经过训练能够熟练使用电子喉的受试者(男)使用变频电子喉朗读给定的20句日常汉语普通话语句并录制作为电子喉语音原始数据,分别采用上述谱减方法对变频电子喉语音进行去噪处理,并对去噪后语音进行主、客观评价,比较不同谱减方法的去噪效果.结果 客观结果表明,经典谱减法虽然去除了部分辐射噪声,但增强后语音仍然存在明显噪声.多带谱减法、基于感知加权技术的改进谱减法以及基于加权函数的改进谱减法均有效减少了辐射噪声,尤其是语音间隔段.然而,前两种方法增强后的语音在语音段仍存在少量噪声,而后一种方法增强后的语音在高频段有少量语音损失.主观结果表明,与原始电子喉语音相比,不同谱减法增强后的语音的可接受度有所提高,其中,基于加权函数的改进谱减法可接受度得分高,而可懂度变化不大.结论 对于选定的变频电子喉语音,基于谱减法的语音增强方法可以有效减少变频电子喉辐射噪声,提高语音的可接受度,改善语音的听觉质量,其中,基于加权函数的改进谱减法的去噪效果好,但对于语音可懂度的影响不大.
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大学生不同运动方式下的足底压力分布研究
目的 自然行走、慢跑是人类基本的运动,倒走是一些非特异性腰疼病人进行康复训练的一种运动.了解正常人的步态特征,可以为判定患者步态异常的生物力学研究提供对照.方法 选取50名大学生作为研究对象,应用0.5 m footscan(R) USB足底压力分布测试系统采集受试者自然行走、倒走和慢跑时的步态参数,并应用SPSS 17.0进行数据的统计学分析.结果 在3种运动方式下,左右足的支撑期分期均无显著性差异,足弓指数差异明显,足前部所受冲量百分比大.而慢跑和自然行走相比,足支撑期分期均有显著性差异,T2-T5、M1-M5和MF区域的压强峰值有显著性差异.倒走时,全足支撑期以及足轴角明显大于自然行走和慢跑.结论 不同的运动方式改变了足底压力分布状态,在日常运动中,应结合自身体质状况选择运动.
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T波交替散点图法的指标检测评估
目的 研究心电信号散点图形态特征与T波交替(T-wave alternans,TWA)的相关程度,评估形态指标检测T波交替存在与否的可靠性,为T波交替的检测提供准确、有效、计算简单的检测方式.方法 首先在散点图图形基础上提出向量长度指标(vector length index,VLI),然后用MATLAB7.0软件对美国MIT/BIH标准心律失常数据库和欧洲ST-T心电数据库进行仿真,并将仿真所得散点图法的VLI和谱分析法的Vtwa作阈值分析及相关性分析.结果 仿真检测结果显示,在向量长度指数VLI≤10 ms时,心电图中含有TWA,否则不含TWA.根据Kappa一致性检验得出:K=0.6932,即VLI与Vtwa具有很强的相关性.结论 VLI能够用于检测心电信号中是否存在T波交替.
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基于IMU的C形臂旋转角度定位方法的研究
目的 移动式X线透视影像设备(C形臂)凭借其便携、实时的优势已成为图像引导手术中标准配置设备,然而大部分医院配备的C形臂不具备旋转角度测量功能.方法 本文设计了一种基于惯性测量单元的C形臂旋转运动角度定位方法.通过融合惯性测量单元中各惯性测量器件的实时测量数据,构建世界坐标系和载体坐标系的旋转矩阵,利用四元数分量求解C形臂旋转角度,从而对C形臂旋转运动进行定位.本文设计了精密电动旋转平台标定实验和C形臂旋转定位实验对本文方法进行了评估.结果 在精密电动旋转平台标定实验中,本文设计方法的大定位误差为0.5°;在C形臂的实验中,大定位误差为0.8°,能够满足临床手术导航需求(定位误差不大于1°).结论 本文设计的定位方法不需要标定和校正过程,流程简单易行,具有很强的适应性,能够为后续手术导航提供必要的角度信息.
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基于VBM-DARTEL的轻度认知障碍患者大脑灰质萎缩的5年纵向特征研究
目的 研究轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者相比于正常人(normal control,NC)大脑灰质萎缩特征随时间变化的纵向特征,探索正常人、稳定型MCI (stable MCI,SMCI)和进展型MCI (progressive MCI,PMCI)患者的大脑灰质萎缩的规律及组间差异,从而为阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)临床诊断和治疗的评估提供相关的影像学参数依据.方法 首先,采用VBM-DARTEL方法对从ADNI(Alzheimer disease neuroimaging initiative)数据库中获取的NC、SMCI和PMCI 5年跟踪磁共振T1加权影像数据进行纵向分析处理.然后,对处理后的NC、SMCI和PMCI三组纵向跟踪数据,分别采用组内方差分析和相对首次扫描(baseline,BL)时间点数据的配对t检验,探索每组患者不同纵向跟踪时间点的大脑结构变化特征.结果 得到NC、SMCI和PMCI组内大脑灰质萎缩随时间变化的结果,结果显示3组数据均出现大脑灰质的萎缩,并且萎缩区域逐步扩大,其中PMCI患者的灰质萎缩速度快,SMCI患者次之.萎缩区域主要出现在颞叶、海马、枕叶、扣带回等.结论 MCI患者大脑灰质萎缩随时间变化特征较为明显.相对于较低转化率的SMCI,具有较高概率转化为AD患者的PMCI患者在大脑灰质的特定区域存在较明显的萎缩,从而可依据这些区域的萎缩情况进行PMCI的判别,有助于早期AD的临床诊断、干预和治疗.
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基于Gammatone滤波器组分解的数字助听器频响补偿算法
目的 针对现有数字助听器中的多通道频响补偿算法容易破坏语音信号的共振峰结构,致使频响补偿后语音信号的可懂度、清晰度和舒适度降低等问题,提出一种基于人耳听觉特性的多通道频响补偿算法.方法 首先采用一种可以模拟人工耳蜗模型的Gammatone滤波器组,然后通过滤波处理把输入信号分为32个频带,并依据耳聋者的听力曲线对每个频带进行频响补偿.后采用语音信号每个通道的声压级,以及从共振峰结构和主观测试对比该算法与基于Bark域的非均匀滤波器组分割频率的算法的优越性.结果 通过该算法处理后的语音信号可以很好地满足不同听力损失者的听力要求.相对于比较算法,该算法语音信号的共振峰结构完整性更好,在不同的声压级下,该算法的语句可懂度提高10%以上.结论 基于Gammatone滤波器组分解的数字助听器频响补偿算法优于对比算法,并且提高了听力损失者的语句可懂度和舒适度.
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基于光电容积脉搏波的呼吸频率监测
目的 呼吸频率是人体生理信息监测中一个重要的生理指标,做好呼吸频率的监测对于一些疾病的及时诊疗有重大意义.光电容积脉搏波中包含许多生理信息,雨本研究即从光电容积脉搏波中提取呼吸频率.方法 首先识别出光电容积脉搏波,提取出脉搏波的包络、间隔、幅度、面积信号4个特征参数,并利用三次样条插值和频谱分析从中提取各自对应的频率,采用加权平均得到终的呼吸频率,并将本文提取的呼吸频率同给定的标准呼吸频率进行对比.结果 在时域和频域具有较好的相关性,并且不同数据多次测量的统计结果显示测量误差较小.结论 本方法能有效地从光电容积脉搏中提取呼吸频率,且计算简单,为实现呼吸频率的实时、连续、无创监测提供了一定的理论依据.
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基于单个颈动脉压力波形获取主动脉脉搏波速度的可行性研究
目的 评估基于单个颈动脉压力波形分解以获取主动脉脉搏波速度(aortic pulse wave velocity,aoPWV)的可行性,验证该方法是否适用于动脉硬化的早期筛查.方法 研究对象为53名无明显心血管病的健康人群[男性22人,女性31人,(58.6±13.7)岁].利用压力传感器同步获取颈动脉和股动脉脉搏波形,计算颈股动脉脉搏波传导时间(carotid-femoral pulse transit time,cfPTT)和传导速度(carotid-femoral pulse wave velocity,cfPWV).利用阻抗分析技术将颈动脉压力波形分解为前向波和反向波.通过对前向波和反向波进行相关分析获得主动脉脉搏波传导时间(aortic pulse transit time,aoPTT)和传导速度(aortic pulse wave velocity aoPWV).评估aoPTT与cfPTT以及aoPWV与cfPWV之间的相关性和一致性.结果 基于单个颈动脉压力波形分解获得的aoPTT与实测的cfPTT显著相关(r=0.624,P<0.001),组内相关系数为0.621;aoPWV与cfPWV之间的相关系数为0.476(P<0.001),组内相关系数等于0.452.老年人(年龄≥60岁,29人)aoPWV与cfPWV间的相关性显著低于中青年人(0.267 vs 0.549,P<0.001).结论 基于单个颈动脉压力波形分解获取aoPWV与实测的cfPWV之间只具有中度的相关性和一致性,且在老年人中相关性更低.该方法可能不适用于老年人的aoPWV检测.
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腹腔镜手术器械运动空间测量与计算方法
目的 腹腔镜手术器械的运动分析是器械设计的重要指标,手术器械通过切口进入腹腔能到达的空间很大,然而器械实际操作中的运动幅度是有限的.本文测量模拟腹腔镜手术时器械的插入深度、偏转角度等参数,获得器械的实际运动空间.方法 在腹腔镜手术训练系统上设置转移任务和缝合任务.采用双目视觉系统Micron Tracker捕捉每把器械上的标记点,获得标记点坐标以及相应的器械尖端坐标.通过数据处理,建立以操作平台为基准的坐标系,计算出器械的插入深度、偏转角度,后获得器械运动空间的数学表达式.结果 转移任务中左右器械运动空间基本对称,器械的插入深度约为154~ 240 mm,上下摆动的角度约为29°,左右摆动的角度约为30°.缝合任务中左右器械运动空间差距较大,右器械的摆动角度(上下45°,左右52.2°)明显比左器械大(上下27.7°,左右34.7°).缝合任务中器械的运动空间比转移任务大.结论 腹腔镜手术中器械的实际运动空间比器械所能到达的空间小.器械的实际运动空间受操作任务、插入点位置、左-右手等因素影响.本研究可用于传统腹腔镜手术的器械运动分析,也可为不同切口下器械的运动空间分析提供参考,并为新手术入路下的器械设计提供思路.
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多标记学习在中医舌象分类中的研究
目的 中医舌诊中,一幅舌象对应舌色、苔色和苔厚等多个类别,而且舌象的多个类别间存在一定的相关性.传统的数据挖掘技术无法利用这些相关性同时进行建模,本文拟探索用多标记学习方法解决舌象这种多标记数据的分类问题.方法 首先对舌象进行苔质分离,分别提取舌质和舌苔的颜色特征,再对舌苔图像分块,提取每一块的纹理特征,随后通过多标记学习算法(multi-label learning by exploiting label dependency,LEAD)进行分类.后将LEAD的分类结果和ML-kNN的结果进行对比,评价指标为汉明损失(Hamming loss)、平均精度(average precision)和((e)-评估)((e)-evaluation).结果 相对于SVM等传统的单标记学习算法,LEAD可以将多个类别同时赋予一幅舌图像,而且在三个指标上的分类效果均优于ML-kNN.结论 多标记LEAD算法用于舌象分类能够使得对舌象的描述更全面、准确,可以辅助中医进行舌诊.
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基于IP摄像机的手机睡眠监护系统
目的 睡眠监护是健康监护技术领域的重要问题.传统睡眠监护方法由于需要被检测者佩戴各种传感器,会严重影响用户的睡眠质量,故实现一种非接触式且低成本的睡眠监护系统具有重要意义.方法 本研究开发了一种基于IP摄像机的手机睡眠监护系统,应用IP摄像头作为视频服务器,手机可通过访问服务器地址,提取相应的健康信息加以分析.手机端开发的应用程序,可对图像监控区域内的人体部位加以记录和评估,由此实现用户睡眠姿态、呼吸频率、翻身次数以及是否打鼾等信息的检测.结果 通过对用户整晚的睡眠视频进行处理,得到相关呼吸信息、鼾声信息等,验证了该系统的实用性.结论 该系统提供了一种低成本且非接触式的睡眠研究途径.
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基于心电信号的身份识别方法研究进展
随着人们对信息安全和可靠性的要求日益提高,生物特征识别技术成为信息安全领域中一个重要的研究课题.近年来,由于传统生物特征识别技术正在遭遇伪造、仿制生物特征的挑战,使得基于心电信号的身份识别技术成为一个热门研究领域.自心电信号被作为新的生物特征用于身份识别以来,其研究方法从复杂到简单,本文对其发展史、研究现状以及应用进行了概括.通过心电信号识别个体的方法是可行的,且有其防伪性高的独特优势,但距在实际中广泛应用尚有一段距离.
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基于智能终端二维码的医院医学设备管理系统现状
本文针对医院医学设备管理的重要性及智能终端、二维码技术应用于医院设备管理中的现状,对比分析了二维码与传统无线射频识别(radio frequency identification,RFID)技术应用于设备管理的不同特点,阐述了医院二维码管理系统一般总体结构和功能,总结了基于智能终端二维码在医院医学设备管理中的应用,对实现设备生命周期档案的动态管理具有一定的借鉴作用.
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金宝AK200US血液透析机故障维修3例
1 故障一故障现象:开机自检约8 min左右,出现错误代码提示,错误代码为FCN 4.43 031,查看电导度显示在19左右,无法稳定.故障分析及处理:此错误代码提示为自检5 min内未达到电导度高限.首先检查透析液,由于透析液配制错误或有效成分分解、挥发,会导致电导度检测失败,于是更换透析液,但是仍然显示相同错误.然后检查电导模块.因为如果Cell A和Cell B电导模块损坏,或是在模块的管道内壁沉积蛋白或结晶,都会导致电导测量误差.直接的判断方法就是用好的电导模块替换,故障依旧.后怀疑管路有泄漏处,使透析液混入气体后进人电导模块进行测量,测量结果不准.经检查发现是pH探头处有裂缝,气体进入透析液管路所致.短接pH探头,并调校电导模块后,开机自检正常.pH探头价格不菲,且本身即为选装元件,故可将pH检测功能关闭,同时将探头两端短接,彻底杜绝此处的空气泄漏.
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伟康呼吸机常见故障维修4例
1 故障一故障现象:在无人触动情况下面板按键被反复触发.故障分析:故障期间无操作行为,设备运行正常,怀疑是此按键接触不良所致,也可能是由接口电路误发脉冲信号引起.维修过程:互换键盘面板,发现故障排除,说明接口电路并不存在故障,该故障应该是按键损坏引起的.将按键板面膜从线路板上揭开,每个功能键对应一个金属轻触开关,当不锈钢弹片性能不良时而引起误触发,拆掉一个旧键盘面板内的弹片,利用胶带将弹片固定在按键板面膜内,再用双面胶将按键板面膜粘回后故障排除.
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罗氏电化学发光仪故障维修3例
1 故障一故障现象:罗氏Cobas E411电化学发光分析仪加样、检测正常无任何仪器报警现象,但仪器测量结果异常.夹心法项目检测结果明显偏低,偶有检测结果低于下限情况,竞争法项目检测结果明显升高.故障分析:仪器检测项目大面积结果异常,说明系统试剂或仪器出现问题.维修过程:首先检查更换不同批号系统试剂,仪器故障仍然存在;然后取符合罗氏对于运输、储存及使用条件要求的通用质控液进行检测,发现结果与靶值差异较大.
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 |