马尉腾；吕勇
针对变精度粗糙集在高维特征选择过程中对分类错误率β的过分依赖问题,结合遗传算法提出一种基于贝叶斯粗糙集的肺部肿瘤CT图像高维特征选择算法.首先提取3000例肺部肿瘤CT图像ROI区域的104维特征构造决策信息表;然后从全局相对增益函数的角度分析属性重要度,结合属性约简长度、基因编码权值函数三者的加权和构造一个适应度函数框架,提出以此为启发式信息的属性约简算法;后利用支持向量机进行分类识别.实验结果表明,本研究算法摆脱了阈值人工设置的束缚,并且在很大程度上提高整体性能,对肺部肿瘤计算机辅助诊断具有积极的推广价值.
作者：张飞飞；周涛；陆惠玲；梁蒙蒙；杨健 刊期： 2018年第04期
当前运动员上肢表面肌疲劳特征分析方法直接采用肌电图时间序列信号作为分析依据,忽略了时域与频域相关参量的计算,分析结果与实际情况吻合度较低、分析能耗高.针对该问题,提出基于表面肌电的运动员上肢肌疲劳特征分析方法.对运动员上肢肌肌电信号进行采集记录,采用Mega Win软件将采集的肌电信号传输至计算机.根据计算机计算分析得出一维肌电图时间序列信号,据此对时域分析中的积分肌电、均方根振幅和频域中的平均功率频率、中心频率进行计算.将计算结果作为运动员上肢肌疲劳特征分析依据,利用统计分析法得到时域和频域所包含的参量间关系以及参量与运动员上肢肌疲劳间关系,同时使用SPSS软件统计分析时域参数和频域参数间差异性,完成运动员上肢肌疲劳特征分析.实验结果表明,运动员上肢肌大肌力不同负荷下手腕屈肌和伸肌表面肌电(surface electromyography ,sEMG)的平均功率频率和中心频率随时间的增加,下降趋势明显;所有上肢肌未出现负荷减少的状况.本文方法分析结果与实际情况吻合度高、分析能耗低.
作者：王蒙；姚海霞 刊期： 2018年第04期
针对传统血压计袖带使用给患者带来的不便以及现有的利用单一脉搏波传导时间( pulse wave translation time,PWTT)进行无创血压监测稳定性较差等问题,本研究提出基于心电信号(electrocardiograph, ECG)－电容积脉搏波信号( photoplethysmo graphy ,PPG)多特征参数融合的无创血压监测、检测方法,并设计相应的血压监测系统.系统通过采集ECG和PPG提取特征并建立血压计算模型.模型以PPG传导时间PWTT、PPG上升支时间与PPG周期之比λ和PPG峰峰值φ为自变量,实测血压值为因变量进行回归分析,得到收缩压(systolic blood pressure ,SBP)和舒张压( diastolic blood pressure ,DBP)回归方程,实现无袖带血压连续监测、检测.利用该方法对30名志愿者进行验证实验,结果显示,本系统所测SBP与实测SBP绝对误差均值Ed＝2.3067 mmHg,标准差SD＝1.4633 mmHg;DBP绝对误差均值Ed＝2.4133 mmHg,标准差Sd＝1.9894 mmHg,符合AAMI推荐标准.通过Bland－Altman一致性分析,本系统与水银血压计所测SBP、DBP相关系数分别为0.9878、0.9730,一致性界限分别为(－4.9300,5.6770)、(－6.1950,6.0620).实验结果证明,通过本方法可以实现无袖带血压的连续监测、检测,为便携式可穿戴设备血压实时监测及临床无袖带血压检测提供了可参考的实施方法.
作者：张大可；刘立红；王钢；蔡靖；胡新蕾 刊期： 2018年第04期
本研究基于Python语言开发了一款针对海马形态学分析的软件,该软件具有结构磁共振图像可视化、预处理、海马自动分割、构建海马结构共变网络、统计分析等功能,实现对海马形态学的系列分析.基于该软件,采用ADNI数据库中AD和NC 组数据进行了海马分割及分析,均得到显著性差异结果,并与Freesurfer和FSL－FIRST进行分割结果对比实验,证明该软件具有分割准确性高,速度快的优势.本研究成果为海马的形态学分析提供了集成化、自动化的工具.
作者：牛敏；李淑宇；李琼玲；李欣蔚；王雪彤 刊期： 2018年第04期
脑机接口(brain－computer interface,BCI)作为一种新型的通信和控制方式,实现了人脑与外界之间的交互,近年来应用于康复领域取得了很大进展.很多肢体运动障碍的患者思维仍然是正常的,BCI通过对患者运动想象或诱发产生的脑电信号进行识别,控制外部设备实现相关功能.本研究主要基于运动疗法、物理疗法、作业疗法三个方面,对BCI在各方面的研究情况分别总结,包括了将BCI与虚拟现实、功能电刺激等其他技术结合的应用情况,并总结了仍待改进的地方,表明BCI应用于肢体障碍患者的康复潜力巨大.
作者：姜月；邹任玲 刊期： 2018年第04期
针对目前临床手臂静脉辅助穿刺研究较少的情况,提出一种改进种子算法提高识别效率.首先通过红外摄像头获取静脉图像进行预处理操作,提取特征并二值化,然后进行细化操作并获得所有分支点和端点,在此基础上利用改进的种子生长法对细化图像标号和剪裁,后通过斜率等条件建立标准模板进行模板匹配,从而提取出佳穿刺部位.实验结果显示该方法能够对适合穿刺的静脉部位实现较高识别率.
作者：马尉腾；吕勇 刊期： 2018年第04期
为了辅助医生对肿瘤治疗方案和靶区形状的设计,我们研究了PET／CT图像联合自动分割,将计算机自动分割的结果作为一个较客观的依据.传统的测地线活动轮廓模型( GAC)具有边缘演化迅速,对弱边界也能准确分割的优点,但是该算法只能利用一种模态的图像信息进行分割.本研究算法在传统的测地线活动轮廓模型基础上进行改进,重新设计其边缘函数,综合利用了CT信息与PET信息,使算法利用两种模态的医学图像信息进行联合分割.由于边缘函数中结合了两种信息,所以算法的演化收敛速度有一定的提升,分割出的边缘也更加合理,较单一PET图像分割算法具有更准确的边界.
作者：郑翰艺；邱天爽 刊期： 2018年第04期
利用Bayesian估计的小波自适应阈值方法对图像进行去噪处理.通过高斯滤波和小波变换的三种方法(传统的硬阈值、传统的软阈值去噪、基于Bayesian估计的自适应阈值去噪)分别同时对加不同标准差σ的Rician噪声信号进行消噪处理,对比验证高斯滤波和传统小波阈值去噪的优劣,以及新的Bayesian估计自适应阈值小波去噪在磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI)图像信号去噪方面的优越性.小波去噪后的信号信噪比比高斯滤波去噪后信号的信噪比高,且均方根误差要低.采用基于Bayesian估计的自适应阈值小波去噪方法比采用的高斯滤波保留了更多有用信号,优化后的氧摄取分数( oxygen extraction fraction,OEF)值有一定程度增大,使结果更接近正电子发射型计算机断层显像( positron emission computed tomography,PET)测量金标准.成功完成信号和噪声分离优化,将一种新的基于Baysian估计的自适应小波阈值去噪应用到了功能核磁共振成像的降噪分析上,取得了不错的效果.
作者：曾艺辉；高鸣 刊期： 2018年第04期
气道平滑肌肥大、增生、力学性质和排列方向改变发生于许多慢性呼吸系统疾病中,引起气道内应力环境发生变化,成为导致气道狭窄的重要原因之一.本研究基于人体气道解剖结构,构建带有螺旋平滑肌层结构的气道三维有限元模型,并采用数值模拟的方法来研究平滑肌性质和排布变化对于气道在收缩过程中力学行为的影响.结果表明,气道内壁和平滑肌层在气道收缩过程中承受较大的应力;病理条件下平滑肌细胞数量和质量增加都将直接导致平滑肌层受力增大;平滑肌刚度的增加同样会引起该层组织承受更大应力;而在同等条件下,平滑肌细胞排列角度增加则会降低平滑肌层的应力值.
作者：周圣叶；石晓灏；邓林红 刊期： 2018年第04期
本研究提出了一种基于机器人操作系统( robot operating system ,ROS)的机械臂辅助超声扫描系统,旨在减轻超声医生的劳动强度,降低对操作者的依赖,标准化扫查流程,提高扫描操作的准确度和效率.系统由ROS、Kinect V2视觉传感器、六轴机械臂和超声采集装置等硬件平台组成.本系统首先利用 Kinect V2实时获取场景的RGB彩色和深度图像,经内外参标定、配准后形成RGB－点云数据用以充分描述三维空间信息.通过对点云进行去噪、分割、表面法向量分析和运动轨迹提取等系列处理,再经由坐标系统转换,本系统即可进行机械臂坐标系统下的路径规划,进而引导机械臂持超声探头到指定区域的表面实施扫描动作,完成超声影像的实时采集.结果表明,基于ROS搭建系统平台,结合Kinect V2视觉导航,本系统可引导机械臂夹持超声探头较快速、较准确、较稳定地到达待扫查区域,实现自主的超声图像采集.
作者：张娟；李锐；程威；秦浩；吴诗尧；刘立；倪东；陈思平；钱建庭 刊期： 2018年第04期
整理归纳医院现有医疗设备档案信息,与其中医疗设备全生命周期过程管理信息、医院信息系统(HIS)中涉及医疗设备的诊疗信息相结合,运用数据挖掘方法,建立医疗设备购置前既往设备数据层次比较回归模型,建立了一种可量化的增置同类医疗设备的指标评估体系,整合档案资源,提高档案管理水平.
作者：吕恒勇；李心蕊；朱宏亮；王慧泉 刊期： 2018年第04期
本研究建立了测定环己酮的气相方法,利用浸提及模拟滴注法对输液器中的环己酮进行迁移研究.色谱柱为GsBP－5毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm),载气为氮气,进样口温度200℃,氢火焰离子化器(FID),检测器温度250℃,柱温90℃,分流比5∶1,进样量1.0 μL.结果显示环己酮浓度在0.98～97.91 μg／mL范围内线性关系良好( r＝0.9999 ),平均回收率为99.80%,RSD为0.87%.该方法简单、快速、准确,可用于一次性使用输液器中环己酮的迁移测定.
作者：李永贵；尹弢；张锡霞；徐伟娜；王晶 刊期： 2018年第04期
传统CT图像分割在进行为重要的边缘分割时,复杂空洞和非血管区域特征运用单一约束条件,缺少持续性操作过程,降低了分割精度.提出一种约束持续的CT图像特征的高精度区域分割方法,通过灰度腐蚀运算和滤波处理,获取灰度直方统计结果,据此确定种子点选取原则,实现对血管的初步分割,在此基础上采用更新均值和种子点持续分割作为约束条件,更新均值和种子点持续分割直至无满足灰度区间像素点,实现对CT图像特征的高精度区域分割.以肝脏CT图像为例的分割实验结果说明,所提方法可降低肝脏分割时产生的空洞和非血管信息的提取概率,相较于手工方法与传统方法,本研究所提方法的分割精度较高.
作者：李定丽；蒋霜霜；周丹 刊期： 2018年第04期
针对基于范数优化的多目标动态荧光分子重建稀疏性不足、定位精度低的问题,本研究提出了基于块稀疏贝叶斯学习的重建方法.该方法利用多观测动态荧光信号共享相同稀疏结构的特点,充分挖掘了信号的时空相关性信息和分块稀疏特性,将多观测模型联合稀疏重构问题转化为块稀疏贝叶斯学习问题,通过稀疏贝叶斯框架下的相关向量机稀疏学习模型获取稀疏解.实验结果表明,本研究算法相较于传统压缩感知算法具有更高的稀疏度和定位精度.
作者：臧青杨；陈春晓；杨俊豪；李东升 刊期： 2018年第04期
生物特征信号在频域内很容易受到干扰,固定阙值的提纯算法在实际应用中,受到多类干扰信号影响,导致提纯困难.本设计基于自适应时频分解的生物特征信号提纯算法,构建生物信号采集模型,对生物信号在时域和频域内进行特征分解,得到单分量特征.设计匹配滤波检测器估计出生物信号频域特征系数,将解析信号代入滤波器中,进行实时滤波处理,得到生物特征信号的基本分量.用提取出的信号分量的时频分布进行时域信号的重建,获得提纯后的生物信号分量.实验结果表明,在强噪声干扰下,所设计的提纯算法具有较好的去噪和检测性能.与传统提纯算法相比,检测效率提高了8.5%以上,为生物复杂信号的研究奠定了理论基础.
作者：孙湘；华钢 刊期： 2018年第04期
癫痫发作预测的主要研究为检测发作前期状态.尽管癫痫发作预测研究众多,其准确率也在不断提升,但其应用于临床分析还为时过早,主要原因在于缺乏令人信服的统计检验和实验可重复性.基于此,本研究回顾了癫痫预测算法研究框架,从信号采集到性能评价等,着重于信号处理和信号识别,讨论提出优化癫痫预测模型框架,用于实现更准确可靠的发作预测.
作者：韦晓燕；周霖；周毅 刊期： 2018年第04期
硅橡胶的凝胶速率往往决定着硅胶产品的生产效率,因此我们特别针对硅橡胶双组分的配比及环境温度对凝胶速率的影响进行了定量化地研究.结果表明,A:B＝1:1时凝胶速度快;环境温度的升高可提高凝胶的速率.我们发现,钠基蒙脱土的加入能够加快硅橡胶的凝胶速率,而且有机蒙脱土具有较好生物相容性,因此,加入钠基蒙脱土的硅橡胶将在3D打印生物医用材料中将得到广泛地应用.
作者：张翼飞；周超；张治国；邓林红 刊期： 2018年第04期
传统使用脉搏波测量血压的方法存在准确率较低和特征点难以提取的问题.针对这些问题,本研究首先提出脉搏波分解算法,将脉搏波分解为三个钟型波复合的形式,由此获取到准确的脉搏波传播时间;之后提出混合特征卷积神经网络模型ABP－net,该模型将脉搏波传播时间特征和使用一维卷积自动提取的脉搏波波形特征相结合对动脉血压进行预测.后使用ABP－net对MIMIC III中15个患者的血压进行预测.实验结果表明,ABP－net能够有效地提取脉搏波波形特征而且对血压的预测精度更高.
作者：张佳骕；顾林跃；姜少燕 刊期： 2018年第04期
为了对不同内固定系统参数在不同愈合时期下对内固定系统的影响进行评估,本研究通过对一名健康志愿者胫骨进行CT扫描,利用Mimics、Geomagic studio、Abaqus等软件建立胫骨骨折钢板内固定实体模型,采用正交试验设计的方法对不同因素水平进行组合,观察加载后不同组合的接骨板、螺钉上的大等效应力及内固定系统的大轴向位移.结果表明,内固定系统在愈合初期与愈合后期的力学环境差异较大,愈合初期过早负重易导致强度失效而造成断裂,愈合后期的断裂是由于疲劳所引起的;不同愈合时期,不同因素对不同评价指标下的影响主次顺序也不同,接骨板及螺钉的尺寸对内固定系统的影响大,螺钉布局中螺钉数量及接骨板工作长度也产生较大的影响.
作者：方润心；纪爱敏；龙登燕；盛伟；陈长胜 刊期： 2018年第04期
为了解决表面肌电信号混迭导致的手部运动意图识别率较低的问题,提出了一种基于改进的人工蜂群优化盲源有序分离算法.本算法以表面肌电信号的规范四阶累积量作为代价函数,使用改进的人工蜂群优化算法代替传统的梯度算法对代价函数进行优化,并以代价函数绝对值的降序逐次提取出源信号;对于肌电信号的非平稳性及易受干扰的问题,采用一种基于小波包变换和样本熵的特征提取方法,并与表征肌电信号细节和强度的特征峰度、偏度、肌电积分值组合构建特征向量,训练二叉树支持向量机分类器.实验结果表明,采用表面肌电信号的盲源分离预处理与组合特征提取的方法识别六种手部运动意图,平均准确率达到93.33%.
作者：石军梅；王从庆；左超 刊期： 2018年第04期
生物医学工程研究杂志
主管:山东省科学技术协会
主办：山东生物医学工程学会 山东省医疗器械研究所 山东省千佛山医院
