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基于心电信号的睡眠阶段的辨识
本研究以睡眠中的心电图信号为基础,计算出心率变异性的时域和频域参数,根据自律神经系统的变化与心率变异性的关联性,对睡眠的不同阶段进行辨识,从而实现睡眠质量监测的居家化.睡眠质量辨别算法以监督式倒传递类神经网络为核心,通过SDNN、RMSSD、SDSD、NN50、pNN50、HF-norm、VLF百分比、5min TP等8个特征值,进行睡眠的5个阶段的辨别.实验通过686组数据测试发现,隐藏层神经元数目为30,性能目标为40,为佳参数设定,其中对睡眠中Stage1 阶段的识别率可达 93.33%.
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基于时域后向投影的光声谱成像系统研究
光声谱成像是一种新的生物组织成像方法 ,它结合光学成像和超声成像的特点,可提供高分辨率和对比度的图像.采用波长532nm、重复频率10Hz的脉冲激光作为激励源,宽带PVDF非聚焦超声探测器频率响应范围为200kHz～15MHz,探测器以圆周扫描的方式采集样品的时域光声信号,并采用时域后向投影算法重建样品内部的二维光学吸收分布图像.实验表明,系统成像的空间分辨率小于1mm,重建的图像与原始样品完全吻合.
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经颅磁刺激的时域有限元电磁场研究
研究了空心圆柱线圈激励下三层同心导电球模型的瞬态电磁场边值问题,通过时域有限元方程的求解获得头内矢量磁位,进而模拟了磁通密度、感应电场的分布及时域变化特性,为进一步探索脉冲电磁场对人脑的佳刺激方式和新型磁刺激仪器的研制提供理论基础.
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基于体表心电图的房颤自动识别算法综述
首先介绍了房颤的症状、发病率及危害,然后重点阐述了基于体表心电图的房颤时域、频域和非线性分析自动识别技术,后对文献报道的房颤识别算法辨别房颤的灵敏性、特异性、阳性预测率、准确率进行统计,并对各种方法的优缺点进行了比较.经过对比发现,利用多个R-R间期关联性的信息进行特征提取可以提高检测房颤的精度.此外,仅基于R-R间期的算法需较长的心电才能准确识别房颤,结合心房活动识别精度明显提高,当房性室性心动过速发生时,或者当心电节律快速改变时,此时信号更加适用于频域分析.非线性算法是对时域基于R-R间期算法的一种改进,能够进一步提高识别精度.
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心室晚电位信号分析方法
已经证明心室晚电位与恶性的心律失常有密切联系.随着信息技术的发展,人们对晚电位检测与分析提出了一些新的研究方法,为晚电位分析研究开辟了新的途径.本文综述和分析了国外有关心室晚电位检测的各种方法和观点,包括时域、频域、时频域、小波、自适应、分形和神经网络等识别方法,重点介绍了晚电位信号分析的过程以及这些方法的原理和特点.
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脑电双频谱指数监测在ICU中的应用
Bispectral index-脑电双频谱指数是经过计算机自动处理的脑电图定量分析指标.双频谱分析是一统计学技术,用以研究非线性特征的现象.脑电信号即为大量神经细胞的非线性耦合的产物,是一个高度非线性多单元连接的复合体;它将时间-振幅关系的原始脑电信号转换成频率-功率的关系,这种时域变为频域的变换,应用了快速傅立叶变换[1],傅立叶分析提供了获取频域信息的一种较为完整的方法,它使我们利用频率、幅值和相位来描述时域中的振动波形,找出杂乱无章的脑电信号中的主要振动频率特点[2].
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时域和频域信息对汉语普通话声调识别的影响
目的通过探讨时域和频域信息对听力正常人声调识别的影响,试图为人工耳蜗汉语言语编码策略的编制提供理论依据.方法共有13名听力正常人参加本次研究,均以普通话作为日常交流方式.测试材料使用美国Ohio大学提供的声调识别测试系统.测试系统包含10组测试词.每组测试词的声、韵母相同而声调不同.将上述测试词录制成原始声音文件.采用声码器技术处理录制的原始声音.将决定时域信息的低通滤波器的截止频率设为1、2、4、8、16、32、64、128、256和512 Hz,共10种;将决定频域信息的通道数设为1、2、4、6、8、12、16和20,共8种.经不同的排列组合,共产生6400个处理后的声音文件.测试在标准隔声室内进行.测试声音通过扬声器发出,强度为65 dB SPL.声音的发出和成绩的记录均由Matlab软件自动完成.结果听力正常人的声调识别得分随着低通滤波的截止频率和通道数的增加而增加.当低通滤波的截止频率在2 Hz以下时,是否增加通道数对声调识别得分基本没有影响.当通道数在2以下时,是否增加低通滤波的截止频率对声调识别得分基本没有影响.结论听力正常人的声调识别与时域和频域信息均相关.时域信息和频域信息在听力正常人的声调识别中的作用是协同的.
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冲击响应谱时域合成算法研究
目的为电动振动台实现模拟爆炸冲击环境提供一种有效的在线时域合成方法.方法根据冲击响应谱时域合成的一般原则,选择一种波形(合成小波WAVSYN),研究时域合成的方法及合成过程中的几个主要参数对波形形状、加速度幅值和作用持续时间的影响.为使冲击响应谱满足精度要求,给出了冲击谱值修正方法.同时,为确保合成的加速度峰值在电动振动台许可范围内,给出了一种时域优化方法.结果用本文介绍的时域优化算法结合冲击谱值修正方法,可以计算合成一时域信号,满足波形参数符合规范及电动振动台使用要求,同时冲击响应谱满足精度要求.结论数值例子表明本文所提算法是有效的,用该算法合成的时域,可以实现电动振动台模拟爆炸冲击环境.
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心率变异性的分析方法及其在航天医学领域的应用
心率变异性(heart rate variability,HRV)分析是无创检测心脏自主神经调节功能的一种手段,因其可以定量评估自主神经系统活动以及心脏的内在动力学机制、解释和预测心脏的运动过程而获得广泛的应用,并成为心电信号处理领域的一个前沿热点.目前HRV信号的分析方法主要有线性分析和非线性分析方法.本文综述了目前国内外HRV分析方法的研究进展,并对其在航天医学领域内的发展方向做了展望.
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时域X射线激发荧光断层层析成像方法研究
目标为了能够在X射线激发荧光断层成像 (XLCT) 中同时重建荧光产率和荧光寿命参数分布, 进行了时域XLCT方法研究.方法 笔者提出了一种基于时间相关单光子计数 (TCSPC) 技术的时域XLCT方法, 并建立了基于广义脉冲谱技术 (GPST) 的正向模型, 通过数值模拟验证时域XLCT方法的可行性.结果 能够同时获得荧光产率和荧光寿命参数分布, 重建结果具有极高的重建精度和空间分辨率.结论 仿真计算结果表明, 对于多组分荧光基团, 时域XLCT方法能够同时成功重建荧光产率和寿命参数.
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采用Cool Edit Pro 2.0软件分析汉语普通话单音节词四声的时域及频域
背景:目前国内使用人工耳蜗的言语编码方案是基于西方语言特点设计,未考虑到汉语语音特点,故其声调识别效果欠佳.目的:对汉语普通话单音节词声调的音素从时域和频域进行分析,探讨影响汉语语音声调识别的因素.设计、时间和地点:多样本观察,于2008-04、06在南方医科大学珠江医院耳鼻咽喉头颈外科听力中心完成.材料:语音材料取自<聋儿听觉言语康复评估方法指导手册>,选用同音单音节词声调识别部分,共lO个音节,4种声调,合计40个词.方法:采用Cool Edit Pro 2.0软件对汉语单音节词进行时域分析.用快速傅罩叶转换行单音节词的幅值谱分析,用有限冲激响应数字滤波器分别行0.5 kHz高通,0.5～4.0 kHz带通和4 kHz低通、2 kHz低通数字滤波.主要观察指标:各单音节词声调包络线特征及音长特征及频域分析结果.结果:时域分析发现,波形图和包络线显示不同单音节词无论声母韵母是否相同,只要声调相同其基频包络就具有高度相似性,说明时域信息对汉语四声的识别起很重要的作用.频域分析显示:汉语单音节词主要由F0、F1、F2和F3组成.其中F0是基频,F1和F2是F0的二倍频和三倍频.F3足语音的高频成分,对言语的清晰度起重要作用.结论:汉语四声辨别主要在于时域和频域信息.
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儿童心脏神经官能症心率变异性时域指标分析
目的 探讨心率变异性时域指标在儿童心脏神经官能症中的临床意义.方法 采用动态心电图,结合时域方法,对25例心脏神经官能症患儿和23例正常儿童进行心率变异性(HRV)分析.结果 24 h rMSSD观察组低于对照组,两组比较有统计学意义(P<0.05);观察组SDNN Index、PNN50低于对照组,SDNN高于对照组,差异均无显著性(P>0.05).结论 心脏神经官能症患儿迷走神经活性减低.
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磁共振波谱时域量化方法研究
磁共振波谱(MRS)信号可以在时域中采用全自动的暗箱方法或交互式方法进行量化.介绍了这两种方法的运算法则,并对MRS波谱数据进行了处理,得到了很好的结果.
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数字乳房X片图像的预处理算法研究
介绍了一种数字乳房X片图像的预处理算法.利用时域处理和形态学处理相结合的方法,对数字乳房X片图像进行预处理,去除无用背景像素点,有效减少后期增强、分割处理的数据量.
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不同性别的急性心肌梗死患者心率变异的时域、非线性指标及相关性分析
目的 了解心率变异(HRV)时域、非线性指标的性别差异，及时域与非线性参数之间的变量依存关系。方法 应用24h动态心电图(DCG)对33例55岁以上急性心肌梗死(AMI)3W的男女患者分别进行时域、非线性指标分析及两者的相关性分析。结果 除矢量长度(VLI)外其余参数均无显著差异性。男、女的VLI与SDNN、三角指数、矢量角度(VAI)与rMSSD、PNN_(50)、NN_(50)有强相关性。男患者VLI与NN_(50)有弱相关性，与rMSSD、PNN_(50)无相关性；VAI与SDNN、三角指数有弱、中相关性。女性患者则无相关性。结论 AMI患者心脏自主神经受损情况可能与性别有关。
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房室传导裂隙现象的电生理特征及心电图表现
裂隙现象(gap phenomena)是指发生在心动周期某个时域内的激动在心脏传导系统中受阻,而较早或较晚出现的激动却能传导的一种电生理现象.传导受阻的时域即称为裂隙带.早在1965年Moe等在动物实验中首先发现房室传导的裂隙现象,1973年Gallagher描述了房室顺传中的两类裂隙现象,1974年Akhtar证实室房逆传过程中也可出现裂隙现象.
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心率变异性检测技术临床应用常被忽视的几个问题
心率变异性(HRV)分析是一项能重复、能定量、判断自主神经功能异常与否的无创诊断技术.多年来的研究认为,该技术对心血管事件有较强的预测价值.但有关此项技术的方法学一直被质疑.近年来不少方法学的改进也给人们增加了深刻印象.
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基于奇异值分解的磁共振波谱的去噪方法
对磁共振波谱进行降噪,使各代谢产物的量化更加准确.在时域中,我们采用基于奇异值分解的方法对磁共振波谱数据进行处理,除去噪声部分.通过实验证明:奇异值分解的方法可以很好地去除噪声,而不影响有用的信号,从而降低感兴趣代谢产物的基线.说明基于奇异值分解的方法,可以有效、准确地除去信号中的噪声,为临床诊断提供可靠的信息.
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频域OCT检测青光眼视网膜神经节细胞复合体厚度的研究
背景 青光眼以视网膜神经节细胞( RGCs)丢失为主要的病理特征,频域光学相干断层扫描(SD-OCT)可以检测黄斑区视网膜神经节细胞复合体(GCC)厚度. 目的 探讨黄斑区视网膜GCC厚度在原发性开角型青光眼(POAG)人群的分布特征. 方法 采用系列病例对照研究设计.利用SD-OCT( RTVue100)和时域OCT(TD-OCT)技术分别检测POAG患者101例101眼和年龄、屈光度相匹配的正常对照者41例41眼视网膜的黄斑区整体平均GCC厚度(GCC-Avg)、上方平均GCC厚度(GCC-Sup)和下方平均GCC厚度(GCC-Inf)及对应区域视盘旁视网膜神经纤维层(RNFL)厚度,按照POAG的程度分为视野损害前POAG组、早期POAG组、进展期POAG组和晚期POAG组,比较各POAG组与正常对照组间上述3个GCC参数的差异,分析GCC厚度和RNFL厚度的相关性以及青光眼患者视野平均缺损值(MD)与GCC厚度的相关性. 结果 视野损害前POAG组、早期POAG组GCC-Avg、GCC-Sup和GCC-Inf值均明显低于正常对照组,差异均有统计学意义( GCC-Avg:t=5.411、10.247,P＜0.01:GCC-Sup:t=6.171、9.484,P＜0.01; GCC-Inf:t=5.281、8.592,P＜0.01).进展期POAG组GCC-Avg、GCC-Sup和GCC-Inf值均明显低于早期POAG组,差异均有统计学意义(GCC-Avg:t =4.246,P＜0.01;GCC-Sup:t=2.419,P=0.019;GCC-Inf:t=4.636,P＜0.01),而晚期POAG组GCC-Avg、GCC-Sup和GCC-Inf值均明显低于进展期POAG组,差异均有统计学意义(GCC-Avg:t=2.095,P=0.040;GCC-Sup:t=2.756,P＜0.01;GCC-Inf:t=2.018,P=0.040).GCC-Sup、GCC-Inf和GCC-Avg值与对应区域平均RNFL厚度值均呈高度正相关(r=0.802、0.825、0.856,P＜0.01),青光眼患者的视野MD值与GCC-Avg值呈正相关( r=0.601,P＜0.01). 结论 SD-OCT能够定量测量并区分青光眼患者与正常人群的黄斑区GCC厚度,GCC厚度随青光眼病情的进展而逐渐变薄,并与RNFL和视野的损害有较好的相关性.
关键词： 光学相干断层扫描/频域 时域 视网膜 神经纤维层 青光眼 -
不同病情程度脑瘫患儿的表面肌电图特征初探
目的:探讨不同病情程度脑瘫患儿的表面肌电图特征.方法:脑瘫患儿100例作为观察组,30例正常儿童作为对照组,2组均给予双侧肱二头肌、肱三头肌、腓肠肌、胫骨前肌的表面肌电图测试；分为被动活动和大等长收缩(MIVC)2种状态,测试指标为肌电积分值(iEMG)、中值频率(MF)和协同收缩率(CR).结果:在被动活动状态下,随着病情程度加重,患儿肱二头肌、腓肠肌iEMG值逐渐增高(P＜0.05)；在MIVC状态下,随着病情程度加重,各组患儿肌肉iEMG值及MF值逐渐降低,肱三头肌、胫骨前肌CR逐渐增高(均P＜0.05).结论:脑瘫患儿的表面肌电图特征与正常儿童存在显著性差异,随着病情程度的加重,脑瘫患儿时域、频域指标呈现相应的特征.
