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2019, 39(S1): .

摘要(624) PDF(235)

摘要:

2019, 39(S1): .

摘要(569) PDF(218)

摘要:

基于核酸适配体的荧光分析法定量检测MUC1粘蛋白

杨元展, 代唯强, 吕雪飞, 邓玉林

2019, 39(S1): 1-5. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.001

摘要(4521) PDF(435)

摘要:
MUC1粘蛋白是一种高糖化、高分子量的糖蛋白，其在乳腺癌细胞中高度异常表达，其特异性高于组织多肽抗原，敏感性高于癌胚抗原，因此MUC1在乳腺癌诊断中具有很高的临床应用价值，而建立高灵敏的MUC1蛋白定量检测方法对临床诊断具有重要的意义.该研究建立了基于核酸适配体-滚环扩增（RCA）和氧化石墨烯-荧光共振能量转移（GO-FRET）技术的MUC1黏蛋白定量检测技术，实现了MUC1粘蛋白准确、灵敏的定量检测.结果表明，该方法定量检测线性范围为50~1 000 pg/mL，检测限为28.05 pg/mL，定量限为45.57 pg/mL，在人血样品中的回收率为96%~104%.

脑脊液中t-tau蛋白的全基因组网络辅助分析和富集研究

李金, 陈凤, 孟祥莲, 边晨源, 梁洪

2019, 39(S1): 6-11. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.002

摘要(4161) PDF(352)

摘要:
一些基因变异已被发现与阿尔茨海默病典型表型脑脊液相关，但这些发现忽略了小效应风险的变体、基因座内部关联以及与外部环境之间的相互关系.为此，作者利用基于功能网络和基于通路信息的方法从系统生物学角度对遗传变异进行识别.将反映阿尔茨海默症早期病理特点的CSF t-tau作为表型，在全基因组关联分析的基础上提出一种基于权重调整的PageRank网络功能模块挖掘策略.该策略不仅挖掘到广泛研究的与t-tau相关的遗传变异，挖掘到的子网也富集在如神经退行性疾病，神经系统和信号转导等通路中，表明在系统生物学层面，策略识别的特征优先子网与表型具有一定的功能关联.

脑影像与基因组数据关联的交互可视化方法研究

李金, 刘文杰, 孟祥莲, 边晨源, 梁洪

2019, 39(S1): 12-18. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.003

摘要(4246) PDF(430)

摘要:
可视化是基因组数据分析的一个重要部分，而下一代测序技术和基于阵列的分析方法产生的数据集的数量和多样性对现有的可视化工具提出了重大挑战.针对于这些问题，通过比对已有的可视化工具，总结其优势与不足，设计了一个可视化系统，从全基因组关联研究的数据中挖掘出显著的基因组数据信息，并且将此信息与脑影像结合起来.将研究者关注的信息生成热图（Heatmap Plot），在Heatmap图中的数据信息可以显示相应表型对应的曼哈顿图，以及相应单核苷酸多态性对应的脑影像中的表型信息（不同区域使用不同p-value进行颜色绘制），给予研究者更加直接的可视化表现.

基于TMAES对GrC神经元放电活动影响的仿真

张帅, 高昕宇, 尹宁, 郭梁, 徐桂芝

2019, 39(S1): 19-27. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.004

摘要(4051) PDF(349)

摘要:
经颅磁声电刺激（TMAES）是一种新型无创的脑神经调控技术，具有良好的应用前景.该技术利用静磁场和超声波共同作用所产生的磁声电效应，在神经组织中产生感应电流，进而对神经组织实施刺激.作者基于小脑颗粒细胞模型（GrC模型），建立了突触连接GrC模型，对TMAES刺激下突触连接GrC模型的动作电位进行仿真，分析了动作电位的传播方向.在TMAES神经元的不同突触连接方式下，对比了兴奋性与抑制性对神经元放电的影响.通过改变抑制点的位置分析了抑制作用在TMAES下对神经元放电模式的影响.仿真结果显示，经颅磁声电刺激对GrC模型神经元放电节律具有重要影响.实现了两个神经元突触连接模型在TMAES下的仿真，对进一步发掘和研究神经元的传导及连接模式具有重要意义.

声音骨传导方式与空气传导方式在听觉诱发脑电实验中的对比

王磊, 张天恒, 郭苗苗, 张颖, 杨硕, 徐桂芝

2019, 39(S1): 28-32. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.005

摘要(4192) PDF(393)

摘要:
声音可以通过骨传导与空气传导两种方式被人的听觉系统所感知.区别于常用的空气传导方式，骨传导方式中声音通过颅骨的振动直接刺激听觉神经，具有抗干扰、频带宽、不受中耳疾病影响等特点.本研究设计了声音两种传播方式下的听觉脑电诱发实验，从波形分析、脑电地形图以及脑网络分析三个方面入手对诱发的脑电信号进行对比分析.实验结果表明，两种方式均可诱发出P300、N200波形，且骨传导方式下，幅值显著高于空气传导方式.两种方式下的脑网络也存在显著差异.

基于生成对抗网络的细胞形变动态分类

庞枫骞, 刘志文, 时永刚

2019, 39(S1): 33-37. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.006

摘要(4282) PDF(342)

摘要:
提出了一种基于生成对抗网络的细胞形变动态分类方法，以活细胞视频中的细胞形变动态为对象，引入分类器辅助的生成对抗网络结构同步训练生成对抗网络和分类网络，通过生成对抗网络产生的数据提高了原本分类网络分辨细胞形变动态的性能.首先，细胞动态图像被用于将活细胞视频中的时间维度进行压缩，使其从视频域映射到图像域以方便生成对抗网络的构建.其次，基于分类器辅助的生成对抗网络结构，将分类网络的分类信息作为辅助信息来改善生成对抗网络对多类样本的生成，同时生成网络生成的多类样本可以反过来优化分类网络对于细胞动态形变的分类性能.在构建的活细胞视频数据库上，可以验证提出方法能有效地捕获细胞视频中的空时细胞形变动态，并且其分类的性能优于其它主流方法.

基于视频特征聚合的细胞形变动态建模

庞枫骞, 刘志文, 时永刚

2019, 39(S1): 38-42. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.007

摘要(4020) PDF(221)

摘要:
提出了一种基于图像处理架构对活细胞视频中细胞动态进行建模的方法.在这个架构下，视频中两帧间的细胞动态被表示为细胞轮廓形变和细胞内部运动的动态特征.其中，前者细胞轮廓形变利用形状上下文进行度量，而后者细胞内部运动则通过尺度不变特征变换（SIFT）流进行建模.为了更好的刻画细胞质流动，基于SIFT流的细胞运动场进一步构建细胞外观变化场.在获得上述帧级细胞动态特征之后，引入时间序列建模的方法来生成视频级的细胞动态特征.具体地，基于紧凑编码的时序特征聚合方法可以捕获整个视频中的细胞动态演变过程.活细胞视频数据库被建立以用于验证提出方法的有效性，实验结果表明提出方法对于细胞形变动态度量和分类的性能优于其它主流方法.

超声断层成像系统对四肢成像的早期研究

周亮, 宋俊杰, 王珊珊, 张求德, 丁明跃, 尉迟明

2019, 39(S1): 43-47. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.008

摘要(4177) PDF(469)

摘要:
考虑到超声断层成像技术不仅具有超声非侵入、无辐射、低成本等优点，并可以进行断层成像获取断层信息，对四肢成像有着广泛的应用前景.文中介绍了华中科技大学医学超声实验室研发的新一代超声断层成像系统的系统结构、控制方案和原始数据采集过程，并与上一代原理样机参数进行比较.设计了大腿和小腿腹的数据采集实验用于四肢超声断层成像的早期研究，对比大腿和小腿腹超声断层图像和解剖结构图发现二者具有很高的一致性，为超声断层成像技术后续的四肢成像研究奠定了良好的基础.

基于电磁定位仪的超声图像中穿刺针实时跟踪软件开发

兰艳成, 张旭明

2019, 39(S1): 48-51. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.009

摘要(4088) PDF(310)

摘要:
文中利用高精度电磁定位仪实时跟踪超声探头和穿刺针，开发用于穿刺导引的实时跟踪软件.文中使用NDI Aurora电磁定位仪实时获取穿刺针针尖的三维空间坐标，用PLUS toolkit从电磁定位仪和超声机采集数据，在完成时间以及空间校准（针尖校准、体模校准、探头校准）的基础上，得到从电磁定位坐标系到超声图像坐标系的转换矩阵，进而将由电磁定位器获得的针尖坐标转换到超声图像中，并标注出针尖的位置.为了衡量算法的精确度，文中用人工的方法在图像中选取针尖坐标，多次取样做平均，然后以该坐标作为衡量的标准.文中采集多组数据，计算由转换矩阵得到的针尖坐标与标准之间的均方误差.结果表明，该方法的均方误差MSE为2.456 mm，在可接受范围内.

基于统计形变模型的多模医学图像非刚性配准方法研究

张健源, 朱星星, 张旭明

2019, 39(S1): 52-56. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.010

摘要(4116) PDF(303)

摘要:
多模医学图像间可能存在复杂的非刚性形变，矫正这类形变需要采用具有较高自由度的非线性变换模型.直接求解非线性变换的高维参数，不仅会增加配准时间，而且也影响配准精度.为此，本文提出一种基于统计形变模型的配准算法，该算法利用统计形变模型对大量多模图像间的非刚性形变进行统计学习，利用由此建立的模型大幅减少变换模型的参数，达到提高图像配准效率和精度的目的.大量的实验结果表明：与基于传统自由形变模型的配准算法相比，本文提出的基于统计形变模型的配准算法其效率可以提高52%，同时目标配准误差平均减少0.503 2个像素.

高频复合超声扫描探针显微镜声学图像融合研究

丁明跃, 冯瑞敏, 黄晶, 陈钊正, 李晓庆

2019, 39(S1): 57-61. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.011

摘要(4559) PDF(486)

摘要:
研究高频复合超声扫描探针显微镜在不同声学频率下所得声学图像的融合.利用高频复合超声扫描探针显微镜检测乳腺癌细胞样品，在3~3 000 kHz的范围内改变声学频率，探究其对乳腺癌细胞声学成像的影响，然后用多尺度变换和稀疏表示相结合的图像融合方法对这些乳腺癌细胞声学振幅像进行融合.结果表明，高频复合超声扫描探针显微镜在不同声学频率下对同一样品得到的声学像存在差异，并且通过图像的融合，可以综合不同声学振幅像的有用信息，从而更有利于人类肉眼的直接观察或者计算机的后续处理.

基于模糊集与区域生长算法的胎儿下腔静脉血管超声分割

丁明跃, 曹朋鑫, 滕贷宇, 段明娟

2019, 39(S1): 62-65. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.012

摘要(4062) PDF(362)

摘要:
本方研究了胎儿下腔静脉血管在B型超声图像中的分割问题.B型超声使用方便，在临床中有广泛使用，但其图像有噪声多、对比度差的缺陷.为了有效地在B型超声图像中分割血管，提出了一种基于模糊集与区域生长算法的分割算法；该算法预先使用模糊集算法处理，以提高图像对比度；并使用基于梯度改进的自适应区域生长算法进行分割.实验以医生的手工分割结果作为金标准，并与阈值分割和水平集算法进行了对比.实验表明，该方法的准确度和稳定性高于阈值分割和水平集分割方法结果.

一种实现空中显示和虚拟交互的体绘制方法

桂秋玲, 张思源, 宋合, 侯文广, 丁明跃

2019, 39(S1): 66-70. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.013

摘要(4128) PDF(334)

摘要:
为了不受限制地在三维空间中直接观测体数据三维可视化结果，并且进行非接触式交互，提出了一种空中显示和虚拟交互的体绘制方法，将空中显示和虚拟交互结合应用到光线投射体绘制算法中，并在此基础上设计了一种体数据空中显示和虚拟交互的系统.实验结果表明医学影像体数据绘制图像能够很好在空中显示，而不依赖于任何的显示载体，空间真实感强烈.同时，能够通过体感感知检测手势实现非接触式交互，交互方式灵活自然，对观测者限制小.

基于三维图像的髓内针钉孔定位方法

栾宽, 王琭璐, 刘小龙, 袁浩, 李金

2019, 39(S1): 71-76. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.014

摘要(4207) PDF(343)

摘要:
研究基于三维图像的髓内针钉孔定位导航方法.首先，使用CT扫描髓内针，获得其三维图像.其次，在髓内针尾部安装空间定位传感器，通过坐标系配准使得髓内针三维图像模型注册到空间定位仪所在坐标系，实现空间中的髓内针与导航系统中的髓内针的联动.最后，使用安装有定位传感器的骨钻来对准钉孔.两个阈值用于判断骨钻与钉孔间的位置关系：距离阈值用于判断骨钻尖端与髓内针钉孔中轴线之间的距离，角度阈值用于判断骨钻轴线与髓内针钉孔中轴线之间的角度.两个阈值全部满足时，按照导航指示骨钻钻入骨壁.仿真结果表明，该方法在髓内针钉孔不可见情况下，能够准确定位钉孔位置及方向，导航用于判断可定位器械与钉孔的空间位置，以不同颜色标识引导骨钻到达钉孔，能够满足髓内针整复手术的要求.

空间点集配准算法研究

丛洋, 梁洪, 栾宽

2019, 39(S1): 77-82. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.015

摘要(4201) PDF(336)

摘要:
研究不同坐标系下空间点集的配准算法.所提出的算法分为粗配准和精配准两个阶段.粗配准是利用主成分分析方法对每个点集计算其3个主轴.然后通过空间变换将两个点集的主轴一一对应，使得两个点集大致对齐.精配准利用改进后的最近点迭代方法对两个点集进行局部优化，最终达到初始方向相差较大的两组点集在同一坐标系下的精确配准.模型实验验证了该方法的有效性和精度.实验结果表明，算法通过粗配准有效地将两组点集的主轴对齐，同时，精配准对粗配准的结果进一步优化，使得初始方向相差较大的点集间实现精确配准，提高了配准的精度.

一种混合变差肺部电阻抗成像算法研究

张帅, 郭云鸽, 赵明康, 尹宁, 许家悦, 徐桂芝

2019, 39(S1): 83-89. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.016

摘要(4237) PDF(534)

摘要:
采用混合变差算法进行图像重建既能保持重构结果的连续性又可保持图像重建过程中的非连续性.建立基于有限元方法的二维EIT肺部模型，对模型进行离散，定义模型和各离散对象的物理特性，施加边界条件，计算边界电压，进行正问题仿真，确定算法的目标函数，进行图像重建并对混合变差算法的性能进行评估.在合适的权重值条件下采用混合变差算法重建的图像的结构相似度比采用吉洪诺夫算法和总变差算法重建的图像的结构相似度在无噪声时分别提高了约5.1%和9%，在含噪声时分别提高了约2.7%和6.3%.既可用于仿真研究与实验中，也可用于临床实测数据的图像重建.

COX-2靶向的近红外分子影像探针用于炎症和肿瘤的监测

张奇, 顾月清

2019, 39(S1): 90-96. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.017

摘要(4009) PDF(326)

摘要:
环氧化酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）是一种在炎症和肿瘤部位高表达的蛋白酶，因此能够用作分子影像学炎症和肿瘤监测的靶标.本文基于COX-2的小分子抑制剂（塞来昔布，Celecoxib）和水溶性近红外染料染料（ICG-Der-02，MPA）的COX-2靶向近红外探针（CMP），通过分子对接、动力学模拟和蛋白抑制实验验证了其对COX-2蛋白的结合能力.在细胞水平，CMP选择性积累在COX-2阳性细胞的细胞质中.动物炎症和肿瘤模型的荧光成像证实，CMP可以结合局部内源性COX-2并且表现出强烈的荧光.在此基础上，通过用塞来昔布预注射阻断COX-2活性位点可显着降低荧光，进一步证明了CMP的靶向特异性.因此，探针CMP具备优异的近红外光学成像能力和深层组织穿透，能够特异性地靶向COX-2高表达的炎症和肝癌移植瘤部位，具备炎症与肿瘤活体监测的应用前景.

经颅磁声电刺激感应电场聚焦度评价方法

张帅, 周振宇, 刘亚泽, 赵明康, 张航, 徐桂芝

2019, 39(S1): 97-101. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.018

摘要(4219) PDF(352)

摘要:
经颅磁声电刺激（transcranial magneto-acousto-electrical stimulation，TMAES）通过超声波和静磁场共同作用产生感应电场以调节相应脑区神经元的放电活动，感应电场的聚焦性能是决定调控精度的关键因素.探索了感应电场聚焦度评价方法，包括建立模型、仿真分析、评价指标的选取和电场聚焦度分析.确定了刺激深度、刺激强度、聚焦面积、焦域长度以及电场强度梯度系数作为感应电场的评价指标，用来衡量电场聚焦水平.结果表明TMAES具有良好的刺激深度以及较高的分辨率，通过以上指标可以准确描述感应电场的分布特征，建立的评价方法可以实现对TMAES感应电场聚焦性能的有效评价.

UVC LED的杀菌特性研究及应用

郭玮宏, 袁士东, 杨锐, 张涛

2019, 39(S1): 102-107. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.019

摘要(4175) PDF(342)

摘要:
为了研究UVC LED杀菌能力的影响因素和应用条件，在不同作用时间和作用距离下使用UVC LED对大肠杆菌进行灭菌处理，并计算杀菌率.实验结果表明，UVC LED的杀菌能力随紫外辐射剂量减小呈指数减小，受到紫外辐射通量、辐照时间、辐照距离三者影响；以本实验光源为例，当辐照时间与辐照距离平方之比大于20/10^-2s/cm²时，UVC LED的杀菌率能够达到99%以上；UVC LED不能通过产生臭氧起到杀菌作用，因此只适用于表面杀菌.通过经验公式，可对UVC LED的使用条件进行估算.基于此，设计了一台紫外杀菌装置样机.

基于适配体的胶体金色谱层析试纸条快速检测肌酸激酶同工酶

李永瑞, 姚梦迪, 冯薇, 吕雪飞, 邓玉林

2019, 39(S1): 108-115. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.020

摘要(4604) PDF(474)

摘要:
研究基于适配体的胶体金色谱层析试纸条快速检测肌酸激酶同工酶，用于揭示长期飞行下航天员潜在的心肌和肌肉损伤.利用SELEX方法筛选得到的肌酸激酶同工酶适配体，并优选出与肌酸激酶同工酶有较强亲和能力的核酸适配体应用于胶体金免疫层析试纸条，通过优化胶体金颗粒大小、缓冲液浓度等条件，成功建立了一种基于适配体的胶体金试纸法用于CK-MB的快速检测.实验结果表明，通过基于磁珠的核酸适配体筛选方法筛选出的与肌酸激酶同工酶有亲和力的核酸适配体，能够用于构建适配体-适配体夹心胶体金免疫层析试纸条并成功应用于82 nM以上的肌酸激酶同工酶的快速、可视化检测，同时，该免疫层析试纸条具有良好的特异性和稳定性，可用于未来空间医学即时检测.

铁死亡在胶质瘤治疗领域的作用

张鹏, 裴思竹, 马宏

2019, 39(S1): 116-121. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.021

摘要(4157) PDF(408)

摘要:
爱拉斯汀（Erastin）通过抑制SLC7A11摄取胱氨酸/谷氨酸的能力引起铁死亡（一种非细胞凋亡，坏死性凋亡和自噬形式的细胞死亡方式）.然而，铁死亡调节的分子机制仍然很大程度上未知.研究铁死亡对胶质细胞的影响对胶质瘤的治疗具有重要作用.本文利用MTS法和细胞计数器分别对加药组细胞和辐照后的细胞进行计数.加入不同浓度的Erastin培养野生型胶质瘤细胞U87MG和P53突变型胶质瘤细胞U251MG，本文发现U87MG对Erastin敏感.伽马射线不能进一步促进Erastin引起的铁死亡.具有抗氧化作用的传统中药龙血竭能有效抑制Erastin引起的铁死亡.总之，本文发现Erastin在胶质瘤化疗领域的重要作用，同时龙血竭在抑制铁死亡和保护健康细胞方面具有重要作用.

微流控芯片加工工艺及生物相容性探究

周迪, 李瑞, 邓玉林

2019, 39(S1): 122-125. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.022

摘要(4266) PDF(301)

摘要:
本文就实验室微流控玻璃芯片湿法刻蚀加工工艺进行了研究，并对加工后芯片表面的生物相容性进行了评估.结果该工艺展宽100μm，H₂SO₄处理后的基质生物相容性更好.所以在涉及具体的操作前，有必要进行相应的清洗以及包被处理，以便后续实验顺利开展.对于微流控芯片相关实验具有借鉴与指导意义.

基于近场通信传输的腕式体征参数监测装置

庞宇, 罗国庆, 王慧倩, 周兴悦, 袁鹏飞, 阳妙

2019, 39(S1): 126-131. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.023

摘要(4086) PDF(314)

摘要:
针对现代战场装甲救护车内缺乏便携式医疗设备的情况，本文设计一种适用于装甲救护车的腕式体征参数监测装置.装置采用基于反射式原理的MAX30102生物传感器获取光电容积脉搏波（photo plethysmo graphy，PPG），利用低通滤波器、最小二乘多项式拟合去除PPG信号的高频噪声和基线漂移，通过STM32单片机完成信号处理以及计算血氧饱和度、脉率参数，体征参数不仅实时显示在OLED屏幕上，也写入近场通信（near field communication，NFC）标签，通过近场通信阅读器传输至终端供医疗人员参考.经测试装置血氧误差为±3%，脉率误差为±5次/min，近场通信成功率97%.

可穿戴式低强度聚焦超声治疗康复贴

庞宇, 勾俊全, 张诚, 侯虹宇, 王慧倩

2019, 39(S1): 132-135. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.024

摘要(4135) PDF(297)

摘要:
本文为治疗人体软组织损伤，减轻疼痛，加快病情的好转，而设计一款可穿戴式低强度聚焦超声治疗装置.该设备采用QI标准无线充电模块为整个装置提供能源，经高转换率的集成升压电路将3.3 V转为5 V，为驱动电路提供电压，再由采用nrf24l01模块传输的遥控器控制超声发生康复贴，即STM32L151单片机结合PID算法产生1 MHz PWM波，控制驱动电路驱动压电陶瓷片产生频率为1 MHz，强度为100 mW/cm²、132 mW/cm²、150 mW/cm²三档位超声波.该装置具有体积小，充电快，重量轻，成本低，无需耦合剂，可穿戴，电-声转换效率高的特点.

基于1/f特征的生物电刺激仪研制

庞宇, 侯虹宇, 王慧倩, 张诚, 勾俊全, 袁鹏飞

2019, 39(S1): 136-140. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.025

摘要(3898) PDF(291)

摘要:
为了使人在电疗过程中避免对刺激的易受性以及能够获得使人感到舒适的"自然"电刺激，提出了基于"1/f波动"理论的电刺激参数设计方案，设计出一种可以与智能终端设备进行无线通信的便携式电刺激仪.分别从电脉冲频率、波宽、幅度、波形等方面进行设计，同时设计3组对照组实验，通过语义分析和方差分析法评估电刺激仪的体验感和疗效性.实验结果表明，采用1/f波动理论设计的电刺激仪各测试因素较其对照组在体验感上均F>F_{0.01（1，22）}，在疗效性上均F_{0.05（1，22）}<F<F_{0.01（1，22）}.

一种计算机数控的医用呼吸模拟平台设计

邱志强, 吴开志, 廖晶, 代少飞

2019, 39(S1): 141-146. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.026

摘要(4114) PDF(338)

摘要:
为了给呼吸补偿方法的验证提供数据，设计了一种计算机数字化控制的医用呼吸模拟平台.本文将拟合的呼吸运动曲线映射成三维运动坐标数据，以ATmega2560单片机为核心，采用42BYGH34两相步进电机设计了一种模拟人体呼吸运动的三维运动平台.该平台利用单片机解析来自上位机发送的三维运动曲线数据，然后转换成驱动信号并结合驱动芯片对两相步进电机进行驱动，进而带动与皮带相连夹具上体模的周期运动，从而模拟人体器官的运动.经测试，该运动平台性能稳定，可以为模拟呼吸运动数据的采集提供硬件平台.

手语的视觉语义-结构化解析方法研究

杨全, 薛方, 卢佳蕾, 陈欣, 梁恒

2019, 39(S1): 147-152. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.027

摘要(3956) PDF(280)

摘要:
人类用视觉认知手语，是通过不变的结构来描述物体各部分及其关系，实现从整体到部分的拆解或各部分的重新组合.本文通过模拟听障人对手语的认知方式，先计算其视野中的视觉显著区域，再将注意力焦点种子集中于手部提高其有效性，将生成的语义超像素作为部分，再把部分映射为手指骨架或将手掌缩为一个关节点，而得到子手语集.按解剖结构拆解手语图像（状态），初步实现了对一组相似手语的视觉语义-结构化解析.

一种复合营养素制剂的毒理学研究

路子佳, 谢瑶

2019, 39(S1): 153-158. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.028

摘要(4018) PDF(221)

摘要:
通过小鼠急性经口毒性试验、遗传毒性试验（Ames试验、小鼠骨髓细胞微核试验、小鼠精子畸形试验）和大鼠30 d喂养试验，对以番茄红素油树脂、葡萄籽提取物为主要原料制成的复合营养素制剂进行毒理学研究.结果表明，样品对小鼠的最大耐受剂量（MTD）大于20 000 mg/kg BW，急性经口毒性属无毒级；3项遗传毒性试验结果均为阴性；30 d喂养试验中，各剂量组大鼠生长良好，血液指标、组织学检查等均未见与样品有关的异常改变.在试验剂量下，该复合营养素制剂是安全的.

基于生成对抗网络的海马子区图像分割

程坤, 时永刚, 李依桐, 刘志文

2019, 39(S1): 159-163. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.029

摘要(4273) PDF(381)

摘要:
海马子区体积很小且结构复杂，传统分割方法无法达到理想分割效果，为此引入生成对抗网络模型用于海马子区图像分割.该方法构建一个生成对抗网络模型，通过构建生成网络和对抗网络并对其进行交替对抗训练实现对脑部海马子区图像的像素级精确分割.实验选取美国旧金山CIND中心的32位实验者的脑部MRI图像进行海马子区分割测试，在定性和定量方面分别对比了所提方法基于稀疏表示与字典学习方法和传统CNN的分割结果.实验结果表明，该方法优于基于稀疏表示与字典学习和CNN方法，海马子区分割准确率有较大提升.该方法提升了海马子区的分割准确率，可用于大脑核磁图像中海马子区的分割，为诸多神经退行性疾病的临床诊断与治疗提供依据.

基于小波变换的离子迁移谱信号处理技术

张志广, 李宁, 包云肽, 张阳天

2019, 39(S1): 164-167. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.030

摘要(4081) PDF(285)

摘要:
针对离子迁移谱信号受到噪声干扰的现状，本文提出利用小波阈值降噪的方法对离子迁移谱原始信号进行降噪处理.建立了基于小波变换的阈值降噪模型，以图谱中的1ng TNT信号为实验对象，对阈值计算原则、阈值处理方法以及小波基的选择进行了优化.结果表明：采用sym5小波，将原始信号进行3层分解后，根据固定阈值原则（Universal）获得的阈值，按照软阈值方法对小波系数进行处理并重构，原始信号中的噪声可以得到有效抑制.

有限视角感应式磁声成像方法仿真研究

张帅, 李子秀, 李文龙, 周振宇, 赵明康, 徐桂芝

2019, 39(S1): 168-175. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.031

摘要(3872) PDF(340)

摘要:
感应式磁声成像（MAT-MI）是一种融合了磁感应成像技术和超声断层扫描成像技术的新型成像手段.针对现有感应式磁声成像的研究工作几乎全部基于全视角超声扫描数据进行图像重建，在没有完整数据可以使用的情况下，重建过程可能会引入较大误差和生成图像伪影的局限性.提出有限视角MAT-MI重建方法，以不同半径的声学均匀同心球模型为研究对象，仿真出样本内涡流、声源、声压的分布，并利用快速分裂Bregman法重建出了有限视角声源图像，进而重构出电导率分布.仿真结果表明：所提出的成像方法能够准确地重建有限视角声学均匀介质中的声源与电导率分布，有助于感应式磁声成像向临床应用迈进一步，具有重要的科学研究意义与实际应用价值.

基于生理信号的实时情感识别系统设计与实现

刘鑫, 钟曼莉, 林艳飞, 刘志文

2019, 39(S1): 176-180. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.032

摘要(4202) PDF(381)

摘要:
设计并实现基于生理信号的实时情感识别系统.以视频为刺激材料诱发受试者高兴、惊奇、悲伤、愤怒、恐惧、平静6种情感，通过MP160生理信号记录仪采集受试者相应情感下的心电、呼吸、脉搏波、皮肤温度、肌电、皮肤电导6种生理信号，采用PCA和SVM结合的算法实现情感的实时分类.最后，系统对4名在校学生进行了实验，6种情感的平均识别率为70%.

语言刺激对镜像神经系统激活情况的研究

郭苗苗, 齐志光, 王磊, 金铭, 徐桂芝

2019, 39(S1): 181-185. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.033

摘要(4015) PDF(437)

摘要:
镜像神经元在人类的动作理解，言语与语言，共情等方面都有深刻的影响，言语知觉的运动理论更是验证了镜像神经系统在人体中的重要作用.本文通过图片、音频、有声嘴部动作视频作为实验刺激，采集被试默读不同汉字时的脑电，进行预处理与时频分析，采用共空间模式生成脑电地形图，利用支持向量机得到3种刺激材料下不同状态的分类正确率.结果表明：随着刺激针对感官维度的加深，被试大脑运动皮层有明显激活，且激活范围更加集中明显，分类正确率也相应提升.音频刺激相对于图片刺激，两字的分类正确率总平均提高2.5%.视频刺激相对于图片刺激，两字的分类正确率总平均提高4.3%，为以后应用于临床脑损伤治疗做准备.

快速序列视觉呈现任务下的脑电分类算法

李博闻, 刘志文, 高小格, 林艳飞

2019, 39(S1): 186-190. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.s1.034

摘要(4095) PDF(365)

摘要:
提出了一个在快速序列视觉呈现任务下的脑电信号分类算法.将图片序列快速呈现给受试者并将同步采集脑电信号，将脑电信号截取分段作为样本集.通过约束有监督降维后样本与样本中心差值的趋近方向，使用训练集脑电数据训练得到映射矩阵；通过特征提取函数将训练集和测试集的脑电数据样本变换为特征矢量，使用支持向量机对样本进行分类.实验结果表明，算法对24名受试者的脑电信号分类的平均正确率为91.5%，平均AUC达到了0.95，证明脑电分类算法具有良好的分类性能，可以在快速序列视觉呈现任务中准确地识别目标图片.

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2019年第39卷第S1期

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