目的 听觉稳态诱发响应(auditory steady state response,ASSR)对大脑的听觉系统研究有重要意义,但传统的用于ASSR实验的刺激设备较为昂贵且使用不便,本文给出一种便携式听觉刺激器的设计方案.方法 以TI的TMS320C5515芯片作为核心处理器,利用SD卡存储用于声音刺激的配置文件以及声音数据,通过主芯片提供的SD卡接口及DMA通道读取声音数据,然后经过I2S总线,传递数据至音频编解码器中,后完成声音的播放.该系统提供可视化的界面,供用户选择配置文件.同时提供一个基于MATLAB的工具包,用于将普通的音乐格式转化为系统兼容的声音数据格式.结果 本系统支持8～ 192 kHz的声音采样率,支持单声道和立体声,支持声音位宽包括16位和32位,且允许输出声压级在87.5 dB的动态范围内变化,变化的步长为0.5dB.为验证本系统的实用性,4个受试参与了一系列ASSR实验,获得了预期的实验结果.结论 本系统可用于ASSR实验中,且系统可保证长时间稳定频率的声音输出,因系统功耗小于200 mW,如果使用1000 mA·h的3.7V的锂电池供电,则系统可持续工作超过18.5 h.
作者：郑璞洁；应俊；高小榕 刊期： 2014年第04期
目的 QRS波群的检测是心电图分析的核心技术之一.本文在嵌入式QT环境下实现了一套QRS波群实时检测与分析系统.方法 系统采用四点平均对ECG信号进行滤波,再对ECG信号的一二阶差分值进行平滑处理,然后在较短时间窗内实现QRS波的实时精确定位.后采用MIT-BIH标准数据库对算法效果进行分析.结果 对于MIT-BIH标准数据库中的绝大部分心电数据,改进后的算法有96％以上的准确率,运行时间在1ms左右.结论 改进后的算法能够满足远程终端对准确率和运行时间的要求.
作者：赵冲；杨恋；何爱军；张广法 刊期： 2014年第04期
目的 为了降低荧光显微图像的噪声和离焦平面的信息,提高图像清晰度,并评价去卷积成像方法的性能,本文进行显微荧光去卷积成像评价方法的研究.方法 首先,将测得的系统点扩散函数作用于共聚焦显微镜采集的endoG-GFP标记的人乳腺癌细胞MCF-7图像,得到模糊图像,然后采用Richardson-Lucy(R-L)算法对模糊的荧光图像进行去卷积运算,并对去卷积成像方法的性能进行了分析和评估.结果 显微荧光去卷积成像方法可有效去除焦平面外荧光信息,显著提高荧光图像的清晰度.结论 显微荧光去卷积算法结合有效的评价方法在未来有望用于微流控细胞培养的成像,对活体细胞和组织的三维结构的研究有一定的参考价值.
作者：孔艺颖；钱翔；方滨；叶大田 刊期： 2014年第04期
目的 利用神经网络建立有效的基于运动量的心率预测模型,分析运动量与心率变化之间的关系.方法 通过对运动量信号进行不同分析(预处理),并采用不同的神经网络的结构及学习算法,单步或多步预测方式建立了6个预测模型,然后利用采集到的真实数据进行测试,并对各模型结构框架及预测结果进行了对比.结果 建立的模型平均预测误差均保持在一个很小的范围内.结论 利用神经网络建立心率预测模型可有效地反映运动量如何影响心率变化.对比结果表明,在单步预测中,利用神经网络拓扑增强技术(neuro-evolution of augmenting topologies,NEAT)建立的心率预测模型可达到佳的预测效果,而多步预测利用Adams-Bashforth技术得到的预测结果是好的.
作者：肖峰；丁明跃；尉迟明 刊期： 2014年第04期
目的 变压吸附(pressure swing adsorption,PSA)设备制备的富氧空气主要用于临床治疗,必须通过质量控制以保证患者安全,但目前行业标准“YY 0298-1998”中对PSA制氧设备制备的氧气的部分理化指标的检测方法描述并不清楚.本文针对PSA设备制备的富氧空气的理化指标中,CO含量、CO2含量、固体物质含量和固体物质粒径4个项目的检测方法做了适当调整并进行验证.方法 通过优化气路解决了现行标准中无法同时检测CO和CO2的问题,提高了检测效率.采用注射器滤头替代粉尘捕集器进行固体物质含量的检测,并结合倒置显微镜对其粒径进行了考察.结果 CO小检出限为0.1 ×10-6(体积分数),CO2小检出限为0.08×10-6(体积分数),能够满足标准中对CO和CO2含量检测的规定,符合方法学验证的要求.样品中固体物质含量为小于0.1 mg/m3、大固体物质粒径为4.00 μm,均符合YY 0298-1998中的要求.结论 本文在现行标准的基础上优化试验方案并对PSA设备制备的富氧空气进行检测,得到了较为满意的结果,对评价PSA设备质量具有重要的实际意义.
作者：孙雪；黄元礼；冯晓明 刊期： 2014年第04期
目的 针对微软发布的体感捕捉设备Kinect开展精度测试实验,检测系统定位的位置误差及其空间分布,为基于Kinect体感交互的生物医学工程应用提供参考.方法 本实验利用Kinect和高精度运动捕捉设备NDI Optotrak同时进行人体运动捕捉,并采用Kinect和NDI进行测量,结果取相对位移值进行比较.以NDI的测量数据作为真实数据的有效近似,评估Kinect的测量精度.结果 本实验终测得Kinect识别精度误差为(0.0 283±0.0 186)m,均方根误差为0.0 303 m,水平角度识别范围为51.49°.结论 Kinect的精度和稳定性在cm级,可应用于康复训练、手术室设备控制等生物医学工程领域,但对于精度要求更高的领域,如智能手术机器人的控制等,其精度和稳定性还有待提高.
作者：吴玮莹；王豫；李秦；攸兴杰；陈天远；蒲放；樊瑜波 刊期： 2014年第04期
目的 应用程序基于特定的成像算法将硬件电路采集到的电信号计算成一系列二维静态图像,研究如何将静态图像序列转换成实时动态显示视频.方法 采用具有毫秒级精度的多媒体定时器产生时钟信号触发图像序列间的切换,利用多线程优化程序设计节省总的成像时间,基于DirectDraw双缓冲技术实现图像的快速显示.结果 基于以上软件技术将数据传输、图像计算和图像显示环节有效地结合,实现静态图像序列到实时动态成像的转换.结果显示视频帧速率达到预定的每秒25帧,图像序列间的切换显示所需要的时间远小于1 ms.结论 基于多媒体定时器、多线程和DirectDraw双缓冲技术,可将静态图像序列以特定的帧速率显示出来,从而实现静态图像到动态视频的转换.
作者：殷银锁；张仁诚；王东辉 刊期： 2014年第04期
目的 功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)在采集图像数据时,有两种同步信号输出方式:其一,每采集一层图像输出一个同步信号;其二,采集一幅脑图输出一个同步信号.由于第一种输出方式中同步信号过于密集,导致刺激计算机无法及时记录同步信号,从而失去同步.为此本文设计出一种基于复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic devices,CPLD)的单参数(同步参数)同步器.方法 采集一幅脑图时,该同步器对第一种同步信号的上升沿进行计数,计数期间输出维持高电平,直到后一个同步信号到来,才把输出拉低为低电平,从而实现第一种同步信号到第二种同步信号的转换.然后用Quartus 9.1对信号转换进行仿真以验证其功能.结果 经过CPLD处理器后,第一种同步信号被处理成第二种同步信号.此外,基于本设计做出的同步器亦成功应用于GE Sigma3.0T.结论 本文设计了具有同步信号转换能力的同步器,成功实现了输出方式的转变.该同步器达到同步信号转换要求,并具有较好的兼容性.
作者：眭建锋；梁振；胡孝朋；周小强；何珊；陈月明；何文胜 刊期： 2014年第04期
目的 本文对小儿脑瘫患者行走过程中下肢主要肌肉表面肌电信号进行基于多变量AR模型的相干性分析,以探索脑性瘫痪对下肢肌肉活动的影响.方法 利用多变量自回归模型的方法计算正常组和两组不同级别脑瘫组儿童在行走过程中下肢胫前肌、腓肠肌、股直肌和股外侧肌两丽之间的相干系数进行统计学分析,比较不同组之间的差异性特征.结果 股外侧肌与股直肌信号相干系数在3组之间具有显著性差异(P＜0.05),其中Ⅰ-Ⅱ级脑瘫患者相干系数高于正常组,Ⅲ-Ⅳ级脑瘫患者低于正常组,而其他肌肉间的相干性在不同组之间无显著性差异(P＞0.05).结论 相干性系数可作为一种探索肌肉活动相互间关系的手段,从神经控制的角度为研究小儿脑瘫患者异常步态的形成原因提供参考.从相干性分析中还发现中枢神经系统对肌肉活动的控制存在差异性.
作者：冯辉；王乾；吴德；陈香 刊期： 2014年第04期
目的 通过从脂肪组织中提取脂肪间充质干细胞,并进行培养鉴定、定向诱导,再联合皮肤扩张器在小型猪腹部皮下塑造乳房重建模型,探讨脂肪间充质干细胞用于乳房重建的可能性.方法 取小型猪颈背部皮下脂肪组织,用胶原酶消化法获得脂肪间充质干细胞,结合免疫荧光法,将所培养细胞用流式细胞技术分析细胞表面抗原,体外诱导其向脂肪细胞、成骨细胞分化,油红O染色、茜素红染色等方法检测细胞诱导分化结果.筛选脂肪间充质干细胞,将脂肪间充质干细胞联合扩张器注射于小型猪乳房模型观察.结果 流式细胞技术检测CD34、CD45阴性表达,CD44、CD105阳性表达,油红O染色可见细胞内有脂滴形成,茜素红染色发现细胞出现钙结节.动物模型发现与对照组相比较,注入干细胞组局部细胞数目增多.结论 猪脂肪间充质干细胞可在体外培养,并可定向诱导成脂肪细胞、成骨细胞,在动物体内可向局部组织分化,引起局部细胞数目增多.
作者：喻兰雅；张晨芳；寇晓梅 刊期： 2014年第04期
目的 研究人脑胶质瘤的电阻抗特性并建立其等效电路,可为进一步区分人脑胶质瘤和正常脑组织的阻抗特性差异提供依据.方法 利用英国Solartron公司的阻抗分析仪(1260),采用四端法,在10 Hz ～ 10 MHz范围内,对4例体外人胶质瘤组织进行电阻抗测量.通过分析其频率特性并结合已有的人脑组织的等效电路,建立了体外胶质瘤的等效电路,利用阻抗分析软件Z-VIEW对其进行仿真.结果 体外人脑胶质瘤的阻抗模值在10 Hz～10 MHz范围内随频率的增大而下降,相位角在该范围内随频率的增大而增大.体外人脑胶质瘤组织在10 kHz ～ 10 MHz范围内电阻抗实部比较稳定,其中在10Hz～ 10 kHz范围内,实部随频率的增大而减小.电阻抗虚部在20 kHz ～ 10 MHz范围内较稳定,而在10Hz ～ 20 kHz范围内,虚部随频率增大而增大.样本的等效电路仿真曲线与实际曲线相比较,等效电路模型能较好地反映体外人脑胶质瘤的电阻抗特性.结论 体外人脑胶质瘤与已知的正常脑组织的电阻抗特性及等效电路差别明显,这为探索生物电阻抗技术应用于区别胶质瘤与正常脑组织的临床应用提供了研究基础.
作者：金定毅；钱晋武；沈林勇；张煜辉；毛光金；曹依群 刊期： 2014年第04期
目的 缺氧是人类进入高原生活和工作面临的严峻的挑战之一,因此需要适量的低氧训练以减轻因缺氧引发的高原反应.本文设计了一种新型常压低氧舱模型的控制系统,使舱内氧浓度能够模拟不同海拔高度高原的氧浓度,用于低氧训练和低氧研究.方法 控制系统采用模糊自适应算法,该算法结合专家算法与PD算法,能进行参数自我调整以适应环境的大时滞性和不稳定性.结果 经过12d低氧训练的检验,该控制系统使舱内海拔高度维持在目标范围以内,舱内环境在出现干扰后能及时恢复稳定.结论 该控制系统能克服低氧舱复杂多变的环境特性,鲁棒性强,精度较高,为长时间的低氧训练和低氧实验提供了重要平台.
作者：王偲宇；俞梦孙；王彬华；吴锋 刊期： 2014年第04期
目的 建立一种更为高效安全的三维耳模制作方法.方法 耳背式助听器使用时,需配上按患者耳朵外形制作的耳膜.利用MIMICS医学影像三维重建软件和Solidworks三维建模软件对患者耳部CT图像进行处理,建立耳模实体模型.结果 与传统方法制作的耳模相比,计算机辅助设计制作的耳模更加符合人体结构.结论 计算机辅助设计制作方法可更加安全、方便、快捷地制作耳模.
作者：穆晨；吴涛；潘江莉；曹海丰；钱秀清 刊期： 2014年第04期
抗体是生物传感器中主要的检测探针,因此抗体的固定对传感器性能有重要影响.高效固定抗体并大限度地保持抗体的活性,有利于提高传感器的灵敏度、稳定性和特异性.生物传感器中常用的抗体固定方法有共价偶联法、直接吸附法、生物素-亲和素法、金属螯合法和A蛋白法等.共价偶联法固定抗体有较高的稳定性、重现性与较低的非特异性结合率,是抗体固定中常用方法之一.利用蛋白质工程在抗体分子的恒定区引入功能蛋白,有利于抗体的定向固定.
作者：谭瑞芬；马雪梅 刊期： 2014年第04期
超声诊断是产科临床上应用广泛的医学成像方式,与之相应的自动医学图像处理是提高诊断准确率与客观性的重要手段.本文首先介绍超声医学图像处理方法的原理及特点,讨论了若干技术及其涉及的算法,包括图像滤波、图像分割及机器学习技术等,浅析了设计可靠的超声医学图像处理方法的要点.其次,以产前超声医学为背景介绍了这些技术的应用,主要包括标准切面自动提取和生物学参数自动测量.后,讨论了产前超声智能化诊断的发展方向.
作者：李静立；张灵；江少锋；李胜利；汪天富；陈思平 刊期： 2014年第04期
热消融技术已成为肿瘤治疗的重要手段之一,影像导航是热消融治疗精确定位的必要保证.本文就近年来国内外关于肿瘤热消融治疗中影像导航关键技术的研究进展进行综述,主要包括多模态影像配准与融合技术、电磁/光学跟踪技术、导航系统和消融机器人技术.多模态影像配准技术的未来发展方向是精度高、鲁棒性好、速度快、全自动的非刚性配准,而定位精度更高、作用范围更广的电磁跟踪将是肿瘤热消融影像导航中跟踪系统的发展方向.商业化电磁/光学跟踪系统和导航系统主要为国外厂商垄断,国内需加大研究力度,争取自主研发出具有竞争力的产品.国内对消融机器人系统的研究已具备一定基础,下一步需提高精度和安全性,争取早日应用于临床.
作者：周著黄；吴薇薇；盛磊；吴水才；高宏建 刊期： 2014年第04期
肾动脉交感神经消融术治疗顽固性高血压已应用于临床,国内外学者对该方法的操作步骤、疗效、并发症已进行了一系列研究.运用肾动脉交感神经消融术治疗顽固性高血压,创伤小,成功率较高,有一定疗效.但是在治愈率、术后并发症、温度场的预测等方面尚存在不足.因此,要在术前制定合理的手术规划系统,以保证交感神经的彻底消融,避免并发症的产生.
作者：郭雪梅；南群；翟飞；张会娟 刊期： 2014年第04期
1 原理分析XT-4000i五分类血球分析仪采用了半导体激光的核酸荧光染色流式细胞技术来进行白细胞计数及分类.当激光照射到细胞后可以得到前向散射光强度(细胞体积大小信息)、侧向散射光强度(细胞内部信息)和侧向荧光强度(细胞所含核酸量)三个信息,利用这些信息对白细胞进行计数以及对单一核细胞和多核细胞进行分化,在DIFF通道中,使用Stromatolyser-4DL试剂中的界面活性剂溶解红细胞,同时在白细胞膜上打出小孔,在Stromatolyser-4DS中的聚次甲基染料可以通过小孔进入细胞,与核酸以及细胞内器官结合,染色后经波长为633 nm的激光照射,核酸含量越多的细胞得到的侧向荧光强度就越强,同时,侧向散射光强度可以捕捉到细胞内部信息,如单核是否分叶、是否含有颗粒情况等;RBC通道采用液体动力聚焦DC鞘流方法进行红细胞和血小板的计数;血红蛋白是采用SLS十二烷基磺酸钠无氰无毒的溶血素进行光电比色的方法进行测量.
作者：宫波 刊期： 2014年第04期
目的 左心室磁悬浮辅助装置是治疗心力衰竭的有效工具,其中转子是辅助装置的核心部件,其运行状况及稳定性是评价辅助装置的重要指标,因此加快转子运行状况测量系统的设计和降低开发成本也就至关重要.方法 本文采用现代电子设计自动化(electronic design automation,EDA)技术和计算机虚拟仿真技术辅助本系统的设计.在系统中采用ATmegal6单片机作为主控制器,采用自带的AD实现多路数据的采集,且把采集到的数据实现实时多路显示,并通过LCD显示的图形判断转子运行情况的好坏.结果 设计了一套基于AVR单片机的转子稳定性测量系统.结论 该测量系统能够实时监测转子的运行情况.
作者：刘晓军；蔡玉文；蔡玉武；刘信；吴强；夏甜 刊期： 2014年第04期
目的 探究如何利用红外热像仪显现经络和气(能量).方法 经络是生命信息能量的谐振通道,信息能量的传播不需要有形管道,可以用探测能量的仪器探测显现,热像仪通过温度监视,可检测出物体传热、温升的情况.结果 利用热像仪显现了针刺足三里穴时胃经的经络线、针刺合谷穴时大肠经的经络线以及针刺后溪穴时小肠经的经络线,探测显现结果和中医学理论完全相符.结论 用热像仪把不具解剖意义的经络显现让人可见,证明经络是生命信息能量的谐振通道,实验探测结果和中医学完全相符,证明中医经络学说是科学的理论.
作者：王汇成；郭霞珍；王而刚；张葆荣 刊期： 2014年第04期
