目的设计一种穿戴式无线胸贴监护终端,实现心电、呼吸、体温信号的采集、处理和无线传输.方法采用集成呼吸阻抗和ECG前端的模拟前端ADS1292R来采集人体心电和呼吸信号,使用低功耗、高精度数字温度传感器MAX30208来采集体温.并通过带有Arm Cortex-M4F内核的低功耗nRF52840蓝牙SoC,设计滤波算法进行信号处理和无线传输.结果实验结果表明,所设计的监护终端能实时监测人体的心电、呼吸和体温参数,并通过蓝牙将监测结果发送出来,连续工作时间超过13 h.结论穿戴式无线胸贴监护终端便携性好、待机时间长,测量精度高,在家庭健康监护、移动医疗、智慧医疗领域具有较好的应用前景.

目的:本研究通过记录脑卒中偏瘫患者及健康人进行指定的运动想象(motor imagery,MI)及运动执行时的脑电信号,评估不同任务态初级运动区(motor area,M1)及运动前区(premotor area,PMA)相关节点的功能连接的差异,并探索其与共同运动、分离运动控制之间的关系.方法:共纳入10例脑卒中偏瘫患者及19例健康人,所有受试者根据视觉指令完成运动想象与运动执行任务,采集执行任务时的脑电信号,选取包括M1和PMA上的12个信道数据进行分析.对8-30Hz频带脑电信号进行滤波处理,采用基于改良S变换提取特征,并进行归一化处理避免个体差异,分别对左右手运动想象以及两种运动执行时12个节点的数据进行相关性分析(Pearson相关系数)以明确脑功能连接,并对节点度进行x2检验观察差异.结果:在脑卒中患者中,各节点关联度在运动想象及运动执行中的分布趋势与健康人类似;与运动执行相比,运动想象时各节点功能连接强度和密度都有升高趋势,与健康人结果类似.健康人在进行左手运动想象时,M1区的C4节点关联度明显高于对侧C3(P＜0.05),当右手运动想象时,在左侧PMA区FC3和FC1的功能连接总和明显高于对侧FC4和FC2总和(P＜0.05);当进行右上肢分离运动时,C3节点度明显降低(P＜0.05).结论:右手运动想象的功能连接的核心区域在左侧PMA区,且各信道节点关联度高于运动执行,而左手运动想象功能连接分布较平均.共同运动与分离运动模式所激活的主要脑区存在差异.

目的 脉象识别是中医客观化、智能化的重要组成部分,这种无创、快速的诊断方法具有巨大的临床价值,然而数据不平衡和特征提取繁杂仍是具有挑战性的问题.方法 利用tsfresh库对巴特沃兹带通滤波器后的一维脉象信号提取特征向量,并加入探索性数据分析所选出的9列医学辅助特征,共同进行特征筛选得出21列特征向量作为加权软投票融合模型的输入.通过边界合成少数类样本过采样技术,解决数据不平衡问题,构建基于XGBoost、随机森林、LightGBM、梯度提升决策树4种机器学习的加权软投票融合模型,最终模型将输出具体脉象类别,通过评价指标准确率、精确率、召回率和F1分数进行性能展示.结果 实验结果表明,所筛选出的21项特征向量共六类脉象信号测试集,在五折交叉验证中取得准确率90.04%,且仅耗时65.9466 s.结论 本论文能为脉象信号识别提供更精准、更智能的辅助参考,与常用脉象识别方法相比有更低的操作复杂性和更高的准确率,较短的训练时间也使其在多种类脉象信号识别中更具临床实用价值.

目的 对超声射频(Radio-Frequency,RF)信号实现超声B模式成像重建,供后续辅助诊断研究使用.方法 以一帧RF数据作为研究对象,使用MATLAB将从VINNO 70采集到的RF数据经过低频滤波、动态正交解调、带通滤波和下采样、动态显示范围压缩、扫描显示成像等步骤实现超声RF数据成像重建.结果 成功实现从RF信号到超声B模式成像重建.结论超声B模式成像成功重建对在病灶特征信号特征值提取与分析等方面具有重要意义.

为了满足POCT仪器体积小、操作简单、携带方便、结果报告及时化的检验模式新要求,设计并开发一款基于Y形光纤的便携式免疫荧光定量检测仪.该设备以恒流源驱动激光二极管作为激发光源,Y形光纤作为光信号传输介质,光电二极管作为荧光信号接收传感器,替代复杂庞大的传统共聚焦光学系统,使光路设计及信号采集模块小型化;设计Sallen-Key拓扑结构的二阶有源低通滤波器对信号进行放大滤波处理,以减少杂波干扰,提高系统灵敏度;采用STM32 F103微处理器为主控芯片,控制步进电机驱动机械扫描模块、光电信息采集模块、数据处理及显示模块完成免疫层析试纸条的荧光值定量检测.AD采集精度实验显示,该系统的AD采样偏差为10μV,标准差为1.91E-06;实测荧光微球实验表明,荧光微球稀释倍数和荧光强度信号之间的乘幂关系良好,相关系数为0.99,该系统检测灵敏度高,重复性好.

颅脑CT平扫是临床上最为常用的颅脑检查方法,应重视其带来的辐射危害,对于新生儿患者减轻辐射危害更是尤为重要.第3代双源Force CT具备的高级建模迭代重建(ADMIRE)技术能够降低噪声、减少伪影,部分学者已经在胸部、腹部、冠脉血管的低剂量研究中对之加以证实[1-3],然而颅脑CT平扫方面的应用报道相对较少.本研究采用犬颅脑模拟新生儿颅脑,通过大范围降低管电压,结合传统滤波反投影法(FBP)和ADMIRE技术重建,探讨80kV低管电压结合ADMIRE技术在颅脑低剂量的应用价值,提供一定的实验依据,以期进一步优化新生儿颅脑低剂量CT的扫描参数.

本文针对医疗设备的分类特性,在电源滤波器网络结构的基础上提出了单相三线低共模滤波电容和单相两线的电源滤波器的设计.本文介绍了如何选择和制作高频特性较好的电感,以及漏电流参数和插入损耗的计算方法.通过对网络分析仪测试的单个和多个电感串联医疗设备后的插入损耗和电容分布参量进行比较,得出共模电感的个数和电感之间的间距对滤波性能的影响,对医用电源滤波器的设计提供了一定的参考价值.通过测试对比传统滤波器与优化后滤波器相应的参数值,展示了优化后滤波器的优良性能,解决了宽带共模抑制问题,有效地抑制了医用超声设备的传导发射,具有一定的实用价值.

目前地震波在地质构造探测和结构损伤检测中具有广泛的应用.文中将EMD和EEMD算法建立的最优降噪模型应用于地震信号去噪中.首先通过低通滤波和带通滤波算法对比分析降噪效果.然后通过对光滑性系数α取不同的值比较信号的光滑性.并利用模拟信号添加高斯白噪声干扰,在同时考虑将信号光滑性和相似性的情况下用最优降噪光滑模型对数据进行处理,最后用实际地震波验证模型在地震波数据处理中应用的可行性.结果表明,EMD和EEMD最优降噪光滑模型都能对地震波进行降噪和光滑性处理,带通滤波与EEMD算法建立的最优降噪光滑模型效果较好.在实际应用中具有更好的效果.

目的:声学分析是对语音的一种客观评估方法,能够相对简单、直观地检测元音的发音情况.普通话是一种声调语言,同一音段在不同的声调下产生不同的意义.先前的研究已经检测分析了母语为英语的美国成年人的元音发音特征.通过检测23～33岁中国青壮年人群普通话元音产生的共振峰频率来确定普通话元音4个声调的共振峰特性.方法:在安静的环境下,记录11名以普通话为母语的青壮年6个元音(/a/、/?/、/e/、/i/、/u/、/y/)的声学信号,并指示参与者使用舒适的声音响度和语速阅读所有的语音样本.其中语音样本是随机产生.同时,使用专业的声学分析系统(Multi-Speech,KayPentax,美国)对第一、第二共振峰(F1、F2)进行分析,声学检测系统使用时域波形和频域宽带声谱图(滤波器带宽=300 Hz).结果:汉语元音/a/的F1均值最高,而汉语元音/i/的F1均值最低;汉语元音/i/的F2均值最高,而汉语元音/u/的F2值最低.汉语元音/?/和/e/在不同声调下,其F1和F2差异有统计学意义(P<0.05).而/a/、/i/、/u/、/y/4个汉语元音在不同声调下的F1和F2差异无统计学意义(P>0.05).结论:建立普通话的元音三角形模型,其中以/i/、/u/、/a/为角元音,/?/和/e/为中间元音,形成了普通话6个核心元音的三角形模型.不同声调下,元音/?/和/e的/F1和F2有显著差异.当元音/?/发第一声调时,舌头在口腔的位置与其他3个声调相比更加前伸和下沉.当/e/发第二声调时,舌头在口腔的位置与第三声调相比更加向后收缩.

目的 通过比较自适应统计迭代重建-V(adaptive statistical iterative reconstruction-V,ASIR-V)算法与常规滤波反投影(filtered back projection,FBP)重建算法之间的图像质量和辐射剂量,评价ASIR-V算法降低新型冠状病毒(coronavirus disease 2019,COVD19)肺炎患者胸部电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)的累积有效剂量(cumulative effective dose,CED)的可行性.方法 53例在作者医院隔离治疗且应用256排CT配合ASIR-V算法完成多次胸部CT检查的COVID-19患者纳入实验组,50例应用64排CT配合FBP算法进行常规胸部CT筛查患者纳入对照组.比较两组间单次胸部CT扫描的平均辐射剂量和图像质量.记录实验组中每一位患者的胸部CT检查次数,并计算CED.结果 实验组和对照组胸部CT图像的主观图像质量评分分别为(4.15±0.66)和(4.12±0.82),差异无统计学意义(U=-0.086,P=0.931).实验组患者单次胸部CT扫描的辐射剂量参数均显著低于对照组(P=0.000).其中,实验组和对照组的平均有效剂量(effective dose,ED)分别为(3.07±0.28) mSv和(5.36±0.75) mSv(t=-20.768,P=0.000),ASIR-V算法减少了43％的有效剂量.实验组患者解除隔离前的平均胸部CT检查次数和平均CED分别为(3.50±1.20)次和(10.83±3.85) mSv.结论 相比FBP算法,ASIR-V算法通过减少单次CT扫描的辐射剂量,可以显著降低COVID-19患者由于反复CT复查所带来的高CED,并且不损害图像质量.