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一种电阻抗图像与CT图像融合方法研究
研究一种电阻抗功能图像与CT结构图像相融合的方法,获得既能反映电阻抗分布又能反映组织结构的医学图像.以人体呼吸过程的电阻抗图像及胸部CT图像的融合为例,首先采用disk算子对CT图像滤波,再用canny算子提取CT图像轮廓,将提取后的结构图像构建EIT正问题模型,并进行正问题求解,更新灵敏度矩阵,且基于共轭梯度算法重建EIT图像,然后用小波算法将EIT图像与CT结构图像进行融合.在融合图像中,电阻抗功能变化信息在结构图像中凸显出来,可实现电阻抗变化区域的初步定位.研究结果表明,电阻抗功能图像与CT结构图像的融合有效、可行.本研究为实现电阻抗成像技术与其他成像技术的信息互补、进一步发挥EIT功能成像技术的优势奠定基础.
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脑电波中疼痛、焦虑、抑郁等定量指数组的提取
目的 目前国内外脑电相关设备尚无法客观定量反映大脑高级认知功能和情绪状态,因此本研究拟研发一种针对大脑高级认知功能及疼痛、焦虑、抑郁等多种情绪状态进行客观定量测量的脑电检查设备,并在大样本人群中进行脑电数据采集和计算.方法 利用无线可穿戴脑电波信号采集放大终端,获得时域脑电波信号,经由模数(A/D)转换为数字信号,以特定窗口长度的脑电波为单元,施加小波分析、谱分析、模式识别分析等数字计算方法,提取脑电波中的可重复规律性的元数据作为变量,以脑功能状态作为结果,使用多元回归算法确认与结果相关联的元数据,加权归一后得到一组脑电特征指数组,以反映包括疼痛、镇静、焦虑、抑郁、记忆加工、脑耗能、脑疲劳等多种情绪状态和大脑认知功能,并在社区、学校、企业、大型展会等的大范围人群中(n-10741)进行了脑电数据的采集和计算.结果 该系统能够稳定、准确地采集脑电信号,从脑电波中提取了24项脑功能状态指标,客观定量反映包括疼痛、镇静、焦虑、抑郁、紧张等情绪状态以及大脑发育及老化、认知功能、睡眠质量等多方面大脑高级神经功能,并进一步在不同年龄段的大样本人群中建立了常模值.结论 脑电波中定量指数组有望成为大脑功能状态的客观定量测量工具,具有进一步临床研究和应用价值.
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脑电波中脑功能状态认知指数在不同特征人群中的分布特点研究
目的 分析脑电波中脑功能状态认知指数在不同特征人群中的分布特点.方法 2013年6月—2018年5月,从学校、企业或机构、社区、大型展会选取健康人20806例,年龄<7岁238例,7～9岁553例,10～13岁1167例,14～24岁2345例,25～39岁6686例,40～65岁7754例,66～80岁1608例,>80岁455例.选取北京市某重点大学学生517例(A组),脑病患儿118例(B组),自闭症儿童30例〔C组,其中参加正常儿童教育15例(C1组)、参加特殊儿童教育15例(C2组)〕,语言障碍儿童65例(D组),北京市某医院肝性脑病患者68例(E组),北京市某医院确诊的心脏病患者1237(F组),北京市某医院手术室全身麻醉患者94例(G组),北京市某医院癌症患者32例(H组).分别从建模对象中选取年龄、性别相匹配的健康人作为对照-A组517例、对照-B组118例、对照-C组30例、对照-D组65例、对照-E组68例、对照-F组1237例、对照-H组32例,另选取北京市某医院重症监护病房(ICU)昏迷患者135例作为对照-G组.采用HXD-I多功能组合式监护仪采集所有受试者脑电波,采用小波算法脑电分析软件包1.0版处理采集到的脑电信号并自动计算反应速度、记忆加工、警觉度、困倦、脑惰性、脑耗能、脑混沌、脑内敛、脑排空、脑疲劳、脑稳定、脑抑制、内源性焦虑、外专注、外专注、左右脑偏侧指数.结果 (1)随着年龄增长,反应速度、记忆加工、警觉度、脑抑制、外专注指数呈"反U字形"趋势,脑惰性、脑耗能、脑混沌、脑疲劳、内源性焦虑、内专注指数呈"U字形"趋势,困倦、脑稳定指数呈先下降后上升趋势,脑内敛、脑排空、左右脑偏侧指数呈缓慢上升趋势.(2)A组记忆加工、脑内敛指数高于对照-A组,脑惰性指数低于对照-A组(P<0.05).(3)B组脑耗能、脑疲劳指数高于对照-B组,脑内敛、脑抑制指数低于对照-B组(P<0.05).(4)C1组和C2组脑耗能、脑混沌、脑疲劳指数高于对照-C组,C2组脑耗能、脑混沌、脑疲劳指数高于C1组(P<0.05);C1组左右脑偏侧指数高于对照-C组和C2组,C2组左右脑偏侧指数低于对照-C组(P<0.05).(5)D组脑惰性、脑排空、脑疲劳、外专注指数高于对照-D组,记忆加工、脑抑制指数低于对照-D组(P<0.05).(6)E组反应速度、记忆加工、警觉度、脑惰性、脑耗能、脑内敛、外专注指数低于对照-E组,困倦、脑排空、脑稳定、脑抑制、内专注指数高于对照-E组(P<0.05).(7)F组脑排空、内专注、内外专注和指数高于对照-F组,脑内敛指数低于对照-F组(P<0.05).(8)G组记忆加工、困倦、脑内敛指数高于对照-G组,脑惰性、脑耗能、脑排空、脑稳定、脑抑制、内源性焦虑、内专注指数低于对照-G组(P<0.01).(9)H组脑惰性、外专注、左右脑偏侧指数低于对照-H组,脑稳定、脑抑制、内专注指数高于对照-H组(P<0.05).结论 脑电波中脑功能状态认知指数分布趋势符合人体生命周期中的客观变化规律,且其在不同特征人群中呈特异性变化.
