中国生物医学工程学报杂志
Chinese Journal of Biomedical Engineering 중국생물의학공정학보
- 主管单位： 中国科学技术协会
- 主办单位： 中国生物医学工程学会
- 影响因子： 0.61
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 0258-8021
- 国内刊号： 11-2057/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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主动脉弓几何参数及残余应变分布变化的实验研究
提出了分析无载荷状态下动脉壁残余应变的弧长分析法.通过动物实验,图像测量白兔主动脉弓无载荷状态下动脉环长短半轴、平均壁厚和零应力状态下动脉弧内外边界弧长、平均壁厚等几何参数,并在此基础上,计算无载荷状态下主动脉弓周向残余应变的分布.结果表明:主动脉弓弯管段动脉壁无载荷状态几何形状近似为椭圆,而直管段近似为圆;不论在零应力状态还是在无载荷状态,动脉壁厚度均在弯管处变化较大,而直管段变化较小,同时,沿圆周方向厚度均匀;张开角沿主动脉弓的轴向分布与残余应变的轴向分布一致,在弯管段变化较大,而直管段变化较小;不论弯管段还是直管段,张开角和残余应变沿环向没有变化.
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硬膜外脊髓电刺激仪的研制
临床实验证实硬脊膜外脊髓电刺激(ESCS)与减重步态疗法(PWBT)相结合,能明显提高患者脊髓损伤康复后的行走能力,对运动能量代谢产生显著影响,但相应的神经与生理机制目前尚不清楚.本研究开发研制一种小型低功耗的先进ESCS刺激仪,为ESCS机理的实验研究提供所需的刺激模式.基于印刷电路板工艺,采用聚酰亚胺对银电极触点进行绝缘封装,改进电极的设计.进行ESCS刺激仪性能的动物实验验证,改变电压幅值、频率和波宽等刺激参数,观察实验猫肌肉的抽搐情况.实验结果表明:所研制的小型低功耗ESCS刺激器能提供所需的多通道多模式刺激信号,电池供电和低功耗设计可提供使用安全性,ESCS电极满足柔韧性和生物兼容性要求,可为ESCS和PWBT组合疗法的机理研究提供先进实验手段.
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基于经验模式分解的心音自动分段算法
与原始信号相比,心音包络能够更好地显示心音的特征.心音包络的提取是对心音进行时域分析的基础.本研究提出利用希尔伯特-黄变换提取心音包络的方法.首先利用黄变换提取心音信号的固有模态函数,然后利用希尔伯特变换提取心音包络.在希尔伯特.黄变换提取的心音包络基础上,对50例正常人心音样本进行了第一心音、第二心音识别,正确率达到了92%,为下一步的心音分析及诊断奠定了基础.
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畸变产物耳声发射的产生源的研究
为了澄清畸变产物耳声发射(DPOAE)产生源的机制,本研究首先采用固定刺激声频率比,交替加抑制声和对没有抑制声作用下的DPOAE信号进行分解的方法进行对比研究,得出DPOAE的产生源至少具有两个或两个以上,并具有不同的产生性质的仞步结论.在此基础上,采用固定刺激声频率f2和扫描刺激声频率f1,逐步改变抑制声强度的方法.结果证明:DPOAE信号是由双源产生的,并且分别具有两种不同的性质.位于刺激频率f1和f2的大交叠区且靠近f2位置处的产生源是主要的源并具有非线性相位的性质,产生具有较短潜伏期的信号.位于2f1-f2频率附近有另外一个产生源,该源产生的DPOAE信号具有线性相位性质,并具有较长的潜伏期.耳道中检测到的DPOAE是由两个不同的源所产生的DPOAE信号之和.
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意识任务识别中事件相关脑电的时频域信息熵表达
事件相关脑电的量化表征对于研究意识任务识别和认识大脑思维机制具有重要意义.本研究对左右手想象意识任务的脑电信号进行小波包分析,提取出时频域信息熵用来表征事件相关脑电的变化;进而,分析了时频域信息熵特征的事件相关去同步/同步的变化时程,应用互信息评价时频域信息熵对事件相关脑电的表征能力,将相同步理论应用于导联间的脑电信号分析;设计时变线性分类器实现左右手想象运动意识任务识别,获得了满意的结果,小分类错误率为9%.结果表明,时频域信息熵与频带能量具有一致的变化时程;时频域信息熵具有比频带能量更好的分离性,是事件相关去同步,同步的一个敏感的量化参数;时频域信息熵结合相同步相干性指数.能够提供更多反映大脑意识任务的状态信息.
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清醒和麻醉大鼠肾交感神经活动的多尺度熵分析
为了研究乌拉坦、氯醛糖混合麻醉对大鼠肾交感神经活动的影响,应用多尺度熵方法研究了麻醉药物对肾交感神经活动的影响.对清醒和麻醉大鼠的肾交感神经活动分析的结果表明:当尺度增大到12之后,清醒鼠的神经活动熵值显著大于麻醉鼠;两种状态下大鼠神经活动的熵值随尺度的变化趋势显著不同.对于肾交感神经活动这类貌似随机的时间序列,多尺度熵比样品熵等算法更能全面地反映出神经系统的非线性特征.
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陡脉冲电场对体外人肝癌细胞内钙离子浓度的影响
为研究陡脉冲电场的凋亡效应,以人肝癌细胞系为实验对象,采用激光扫描共聚焦显微镜观察陡脉冲电场作用下细胞内钙离子浓度的变化,采用流式细胞术Annexin V检测陡脉冲电场诱导细胞凋亡.结果发现,陡脉冲电场能使肝癌细胞内钙离子浓度发生变化,变化的程度与陡脉冲电场的参数和胞外是否有钙有关,使得细胞内钙离子浓度稳态失调或大幅度振荡;流式细胞检测结果证实了陡脉冲电场能有效诱导肝癌细胞凋亡(与对照组比较,P<0.01),并且较低的电压峰值、较宽的脉冲宽度(200V/1.3μs)比较高的电压峰值、较窄的脉冲宽度(600V/100ns)能更有效地(P<0.01)诱导肝癌细胞凋亡.实验结果为陡脉冲杀伤肿瘤细胞的机制和参数选择提供了依据.
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心电信号小波消噪方法的研究
针对传统正交小波变换对心电信号消噪容易在其特征波附近产生Gibbs现象而影响特征波检测的问题,提出基于平稳小波变换、采用系数可调的新阈值函数来消除心电随机噪声、同时抑止Gibbs现象的方法.实验表明,利用实测心电数据和MIT/BIH数据库的数据消噪,所提出方法在解决以上问题的同时,有效保持了心电信号的几何特征.为心电弱特征成分的准确提取奠定了基础.
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微孔高分子PLGA涂层疏水性及血小板粘附行为的研究
利用水蒸气辅助自组装方法在心血管支架用316L不锈钢表面上制备出了规则排列的微孔丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)薄膜.实验研究表明,大气湿度和聚合物溶液浓度对孔径大小和分布有较大影响.接触角检测结果表明,微孔结构改变了PLGA涂层的亲疏水性质,呈现出疏水特性,而致密涂层及不锈钢基体表面则为亲水性.血小板粘附实验显示血小板在孔径小于3～5μm微孔涂层的表面几乎不粘附;在孔径大于5μm微孔涂层表面有微量粘附;而在致密涂层和不锈钢表面则发生粘附、聚集,甚至产生伪足.这一研究结果证明:通过水蒸气辅助自组装法制备的PLGA微孔涂层具有较强的抗血小板粘附的能力,有助于提高金属血管支架表面的血液相容性.
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基于整数规划的永磁型磁共振成像装置主磁体的无源匀场技术研究
为了符合成像标准,磁共振成像(MRI)设备要求主磁体能在较大的成像空间内产生高均匀度的磁场.但由于加工误差,实际磁场的均匀度远不能达到预定的要求,需要采用特殊方法进行匀场.本研究提出一种基于整数规划算法的无源匀场方法,将磁体的匀场问题提炼为整数规划问题,并编制了相应的匀场软件.通过在磁共振主磁体生产厂家进行的无源匀场实验,使得磁场的不均匀度从1549.7898×10-6降低到1129.9105×10-6,即均匀度提高了27%,证明该方法在一定程度上能够快速、有效地完成匀场过程,提高磁场的均匀度.
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电纺丝法制备骨组织工程用聚羟基丁酸酯支架及性能研究
采用电纺丝法成功制备了聚羟基丁酸酯(PHB)电纺丝膜.采用SEM、XRD、力学拉伸等研究方法对其微观形态、力学性能及体外降解行为进行了研究,并讨论了小鼠成纤维细胞(L929)在支架表面的形态,为其在骨组织工程支架上的应用提供理论和实验基础.结果表明纺丝液浓度、注射泵流速以及接收距离等操作参数对PHB纤维的形态有很大的影响.与PHB浇铸膜相比,PHB支架的结晶度及体外降解速率明显大于前者,但拉伸强度和断裂伸长率较小.在支架表面,细胞的形态良好,表明支架具有良好的生物相容性.这种降解性能及生物相容性兼备的PHB骨组织工程支架材料具有潜在的应用前景.
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不同抵抗对Ni-Ti合金内固定器回复力大小影响的实验研究
目前形状记忆合金已在骨科临床得到广泛应用,但人们对于其某些生物力学特性了解还不够深入.针对骨科常用的形状记忆合金器械Ni-Ti合金骑缝钉和骨卡环,通过实验研究其在不同抵抗作用下回复力的变化规律,结果发现,在不同开口的情况下,它的回复力变化幅度较宽,且大回复力随着开口高度的增大呈明显增长趋势.此外,固定器构型的不同对于回复力也有着不同的影响.这些结果对形状记忆合金骨科器械的临床应用和矫形功能有着重要的指导意义.
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一种基于三维约束的医学图像序列分割新方法
基于三维图像具有三维平滑、连续变化等特性,提出一种新的医学图像序列分割方法.该方法在计算过程中,只需手动设置第一幅图中主动形变模型的关键点位置.在其他图像中,首先采用预测和视频运动估计中常用的块匹配法优化主动轮廓模型的初始化位置,然后采用偏三维约束和梯度矢量流(GVF),从初始化位置开始在图像中进一步迭代收敛得到每幅图像中的终轮廓位置.在一般的二维平滑基础上.达到三维平滑、三维分割的作用.与光流法、一般预测法等方法的实验结果相比,本方法可以显著提高分割的准确性及速度.
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不同透明质酸的浓度对明胶-透明质酸薄膜性能的影响
为了考察透明质酸的浓度在明胶-透明质酸共混体系中对薄膜的理化性能及生物相容性的影响,本研究将不同浓度的透明质酸溶液与明胶溶液共混,制备了不同透明质酸浓度的明胶一透明质酸薄膜.实验结果表明,透明质酸的加入明显提高了薄膜的亲水性和柔韧性,并延缓了薄膜的体外降解时间.当透明质酸的浓度在0.01%～0.1%之间时,成纤维细胞在薄膜上生长良好.当透明质酸的浓度大于0.1%时,对成纤维细胞的生长增殖有明显的抑制作用.
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结肠道压力数据的多重分形分析及熵解释
据统计结肠测压是目前应用范围广的评价结肠道动力系统功能的检查手段,传统的方式是提取结肠压力的时域信号,根据专家和医生的判断来做出结论,但是这种方式人为的因素较多,往往不够准确.本研究对得到的结肠道压力数据进行多重分形特性的分析,通过计算多重分形谱来分析正常受试者和异常受试者结肠压力数据,其中正常受试者3例,异常受试者9例,对得到的多重分形谱利用熵理论进行分析,可以区分受试者数据的正常与异常情况.结果表明该方法在一定程度上面反映了正常的和异常的结肠压力信号的差异性,结合理论的分析可以作为判断结肠道动力性能的辅助手段.
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中草药丸电磁辐射灭菌和机理的研究
研究中草药丸被电磁波辐射前后菌落数的变化以及产生该变化的机理.分别用高温干燥法与适当频率和强度的电磁波对中草药丸进行灭菌,并采用稀释倒平皿法分别确定出电磁波辐射和高温干燥法灭菌不同时刻中草药丸所含菌落数.并从电磁波辐射后微生物细胞内水分子的转动能谱变化、膜离子通透率和外电场引起的膜电压变化阐述了电磁灭菌的机理.微波灭菌和高温干燥法相比具有时间短、效率高、安全、节能的特点.微波灭菌不但方法简便可靠,而且不改变药物原有的性质.
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医学图像的小波变换融合算法研究
针对不同分辨率的PET和MRI图像,探讨医学图像中功能成像和解剖成像的融合问题.提出一种基于小波变换的多尺度分解对人脑PET和MRI图像的融合算法,选取测量活跃性等级-系数分组-系数合并的融合规则,对多尺度小波变换的图像融合方法和普通像素加权平均融合方法进行仿真,并运用熵和交叉熵两种方法评价仿真结果.结果表明,该方法能有效融合功能信息和解剖信息,避免虚假信息引入.得到佳分辨率的融合图像,提高医学图像的可信度,对临床诊断和治疗有一定参考价值.
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植入型表阿霉素缓释药膜的制备及体内抑瘤活性
制备用于实体肿瘤局部治疗的植入型表阿霉素缓释药膜.采用复乳.溶剂挥发法制备聚乳酸载表阿霉素缓释微球,用交联复合法制备含载药微球的植入型胶原药膜;用扫描、透射电镜、共聚焦及粒度仪等考察微球和药膜的形貌、结构、粒径及体外释放;用H22肝癌荷瘤动物模型评价其体内抑瘤效果.结果:载药微球粒径分布均匀,外观圆整,平均粒径为5.8μm;微球的载药量4.39%,包裹率为37.2%;10h内载药微球在模拟体液中的累积释放率为35%;腹腔注射载药微球与瘤体局部植入胶原药膜对H22肝癌均有明显的抑瘤效果;微球注射与药膜植入两种不同给药方式对H22肝癌抑瘤效果也存在显著性差异(P<0.05).植入型载表阿霉素缓释胶原膜具有良好的药物局部缓释特性,在肿瘤的术后局部治疗方面具有良好的临床应用前景.
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核磁共振兼容手术机器人研究
核磁共振兼容机器人是图像引导手术机器人的一个重要研究方向,在微刨外科手术中得到越来越多的应用.本综述从功能和核磁共振兼容性方面详细介绍了核磁共振兼容手术机器人的研究现状,分析和对比了核磁共振兼容手术机器人研发特有的关键技术.后提出核磁共振兼容手术机器人的研究方向.
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心衰情况下心室肌细胞透壁电生理特异性的仿真研究
仿真研究心衰情况下心室肌细胞离子通道的变异对细胞电生理和透壁特异性的影响机制,以及心力衰竭下心室透壁复极化的改变与心律失常之间的关系.基于反映正常和衰竭人体心肌细胞离子通道透壁特异性的实验数据,建立离子通道水平的心肌细胞电生理数学模型,模拟仿真研究心衰情况下心室肌心外膜、中层、心内膜细胞电生理透壁特异性的变化.结果:仿真研究发现心衰导致透壁心室肌细胞电生理重建,透壁细胞的动作电位持续时间都有明显的延长,改变了动作电位的透壁特异性,进而减小了动作电位的透壁梯度,同时衰竭心脏中快步率时动作电位的比率依赖性会增加.模型研究认为这可能与心衰细胞中离子电流ICaL和Iks的透壁特异性的电生理重构有关.所发展的细胞模型不仅可以辅助细胞电生理实验分析研究,同时也是今后仿真研究心衰情况下心肌细胞兴奋-收缩耦联力学特性的重要基础.
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主动脉球囊反搏术在再次冠状动脉旁路移植术中的应用
观察主动脉球囊反搏术(IABP)在再次冠状动脉旁路移植术中的应用价值.收集再次冠状动脉旁路移植术应用IABP的患者21例,观察其IABP前后的连续心输出量(CCO)、混合静脉血氧饱和度(SVO2)、有创动脉收缩压(SABP)、有创平均动脉压(MABP)、心指数(CI)、肺毛细血管楔压(PCWP)等血流动力学指标和临床恢复情况.并行统计学分析.在21例IABP中.术前使用3例,术中使用6例,术后使用12例;15例患者恢复良好,死亡6例.死者中有3例因经济原因放弃治疗,2例死于围术期心肌梗死.1例是死于肺功能衰竭.3例出现球囊破裂,1例出现感染.平均IABP时间(98.4±43.7)h,在使用IABP期间,升压药单纯用多巴胺即可,剂量平均(5.2±3.6)μg/kg·min-1,在6例症状改善不明显的患者中,合用了肾上腺素或者间羟胺.平均呼吸机辅助时间(33.6±12.9)h,ICU监护时间(5.7±1.6)d,辅助用药时间(48.7±23.8)h.血流动力学指标:术后CCO、CI、SABP、MABP、SVO2较术前明显升高(P<0.05),而PCWP较术前明显降低(P<0.05).在再次冠状动脉旁路移植术中应用主动脉球囊反搏能明显改善患者心功能,降低死亡率.
关键词： 再次冠状动脉旁路移植术 主动脉球囊反搏术 -
自适应压力调节容积控制通气的研究
提出一种自适应控制方法,用于实现压力调节容量控制(PRVC)通气.在确保设置潮气量条件下,通过压力、流速、潮气量和时间的关系计算出小吸气气道压,用控制函数将通气系统转化为一阶系统,继而采用自适应方法实现PRVC控制.本研究分析了呼吸回路顺应性对通气效果的影响,并在国内某型号呼吸机气路和模拟肺ASL5000组成的平台上进行试验,结果表明:所实现的压力调节容量控制通气潮气量,控制精度在3%以内,气道压平台保持平稳,病人肺顺应性越小,呼吸回路顺应性对潮气量影响越大.
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壳聚糖-透明质酸共混膜对兔角膜基质细胞生长的影响
观察各种壳聚糖-透明质酸共混膜对角膜基质细胞生长的影响作用,研究透明质酸混入比例对共混膜与细胞相容性的影响.以共混膜为载体培养兔角膜基质细胞,通过光学和电子显微镜,观察细胞在膜上的生长情况;通过MTT法,检测细胞在共混膜上的贴附率和生长活性;通过检测培养基中乳酸脱氢酶的活性,预示壳聚糖-透明质酸共混膜与角膜基质细胞的相容性.以低于1:0.1的比例混入透明质酸.可以提高细胞在共混膜上的贴附率、生长速度,细胞在共混膜上的生长状态好于在壳聚糖膜上的生长状态.结果提示,以低于1:0.1的比例混入透明质酸,可以提高壳聚糖膜与角膜基质细胞的相容性,促进细胞生长;而以高于1:0.1的比例混入透明质酸,则不利于细胞在共混膜上的生长,降低了壳聚糖膜与角膜基质细胞的相容性.
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羟基磷灰石纳米粒子负载阿霉素的体外抗肿瘤活性研究
探讨羟基磷灰石(HAP)纳米粒子负载阿霉素后的体外抗肿瘤活性.通过纳米粒子与人肝癌Bel-7402细胞和人正常肝细胞L-02的体外培养,研究阿霉素负载HAP纳米粒子的心肌毒性,以及对肿瘤细胞凋亡的影响.MTT(四甲基偶氮唑蓝盐)法检测表明,阿霉素负载HAP纳米粒子对Bel-7402细胞的抑制率为95.22%,明显高于HAP纳米粒子(16.26%)和阿霉素(83.36%)(P<0.05).倒置相差显微镜观察显示,阿霉素负载HAP纳米粒子比单用阿霉素有更大的肿瘤抑制效应,并降低心肌毒性.
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材料孔隙结构对骨长入的影响
材料的孔隙结构对骨长入有关键性的影响.高孔隙率和大孔径有利于骨长入,但有损于力学性能.因此,在保证材料力学性能的基础上,探索佳的孔隙结构足很有必要的.随着材料科学技术的发展,人们可以相对自由地设计特定的孔隙结构,为骨组织工程的进一步探索提供条件.就材料孔隙结构对骨长入的影响,从离体细胞学研究以及材料孔隙率.孔径大小等方面进行综述.
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甲壳素神经导管修复大鼠坐骨神经10mm缺损的实验研究
探讨壳聚糖导管乙酰化反应而成的甲壳素神经导管修复周围神经缺损的效果.先将脱乙酰度92.5%的壳聚糖经溶解、冷冻、成形、中和、干燥等步骤制成壳聚糖导管,再经乙酰化反应制备成甲壳素神经导管.以该神经导管桥接大鼠坐骨神经10mm缺损.术后16周,通过电生理、组织形态学等方法评价神经导管修复坐骨神经缺损的效果.结果显示,术后16周再生神经已通过甲壳素神经导管长入远端.坐骨神经干重新恢复连续性,再生神经具有电传导功能,并实现对靶肌肉的再支配.缺损组则未观察到神经再生.实验表明,壳聚糖导管乙酰化而成的甲壳素神经导管能有效修复周围神经缺损.
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一种用于模体预测的改进吉布斯采样算法
当前有许多用于预测模体的算法,但没有一种算法能有效地应用在所有场合.依据位置权重矩阵的模体模型,提出一种改进的吉布斯采样算法来识别模体.该算法有效地克服了吉布斯采样算法的局部收敛性,并且可以直观地控制预测模体的保守度.同时引入了模体库的概念,并通过分析模体库数据,提高了模体预测的灵活性和准确率.设计了仿真数据,并选择了已被生物实验验证过的模体数据,证实本算法的可行性和有效性.与当前常用的基于吉布斯采样改进的算法比较,本算法有效地提高了模体预测的准确性、灵活性和稳定性.
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视觉功能修复方法
视网膜修复的研究与应用,将帮助因视网膜病变导致失明的盲人重见光明.对当今视觉修复的主要方法,如药物疗法、玻璃体视网膜手术、器官克隆(治疗性克隆)、细胞培养(组织工程)和人工视觉等进行了介绍和比较.在这些解决方案中,人工视觉假体是当今热门的研究课胚之一,对不同的视觉假体方案进行介绍和比较.后介绍刺入式多电极阵列的视神经假体的研究新进展.
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Active Demons可变形图像配准算法研究
在介绍Active Demons可变形图像配准算法的基础上,重点分析该算法中弹性系数σ和均化系数α对配准过程的影响.实验表明,σ和α较小时算法收敛速度快,较大时配准精度高.因此,通过在配准过程中调整二者的值可以实现即快又准的图像配准.
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基于遗传算法和神经元网络的心电信号T波检测
为了提高T波检测准确率,解决由于反向传播神经元网络(BP神经元网络)连接权值和阈值的初始值选择不合适而导致的无解问题,本研究结合求全局优解近似值的遗传算法(GA)和求局部优解精确值的传统BP神经元网络所使用的梯度法,用于T波检测.首先,用GA求得BP神经元网络权值和阈值的全局优解的近似值;然后,把该近似值作为初始值,训练该神经元网络;后,用训练好的BP神经元网络识别T波.考虑到T波波峰一定是小波变换(WT)模极大值对,但是反过来,WT模极大值对不一定是T波波峰,首先检测到R波之后一定范围内的WT模极大值对,称为准T波(备选T波),再用训练好的BP神经元网络对刚才检测出的准T波进行筛选和识别,后确认出真正的T波.MIT数据库实验表明用这样的组合方法检测T波,其检测准确率可达到98%.采取小波变换、GA、BP神经元网络的组合可提高识别T波的正确率.
| 年 | 期数 |
| 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 05 06 |
| 2003 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2002 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2001 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 01 02 |
| 1998 | 01 02 |
| 1994 | 04 |
