目的:基于成像式光电容积描记(imaging photo plethysmography,IPPG)技术,提出一种在不同光照条件下依然拥有较高准确率的非接触式血氧饱和度检测方法.方法:首先,通过摄像头采集人脸感兴趣区域的图像;其次,使用自适应伽马校正和欧拉视频放大算法对图像进行预处理;再次,将视频信号转化为数字信号,提取IPPG信号,并使用经验小波变换进行滤波去噪;最后,利用二次函数拟合得到血氧饱和度公式,从而计算出血氧饱和度.结果:相较于其他文献算法,该方法具有更强的抗光照变化干扰能力,在不同光照条件下的平均误差均不超过1.5％,最大误差在2％左右,且与指夹式血氧仪的检测结果具有较好的一致性.结论:该方法在不同光照条件下测量血氧饱和度均具有较高的准确率,能够达到实际测量的要求.

为提高外周血氧饱和度(SpO2)的测量效率与准确率,本研究提出了一种基于手背视频的非接触式SpO2 测量方法.通过欧拉视频放大中的高斯金字塔与放大因子的组合改进,减少光线噪声的干扰,有效放大手背视频中的感兴趣区域.然后,提取放大后视频帧的红、蓝通道,并采用吸光度比值法计算SpO2 值.最后,在自制数据集上进行了两种呼吸状态下的实验验证.实验结果表明,所提方法SpO2 测量的平均均方根误差(RMSE)可达 0.48%,与指夹式脉搏血氧仪相比,表现出较高的一致性,且发现性别对SpO2 的测量误差有一定影响.该方法可便捷地移植到智能手机等简易视频设备,对SpO2 的日常监测具有良好的应用前景.

肌束震颤是指肌肉的一部分出现无规律、不随意地收缩和颤搐,亦称"肉跳"[1].由于运动神经元及其所支配的神经兴奋性增高,运动单位自发放电形成束颤电位,当束颤位置较表浅或束颤电位出现频率较多时便可肉眼观测到肌束震颤[2-3]. 束颤实际上是一种肌肉失神经支配的表现,当单个肌纤维受累时则表现为肌肉纤颤,即神经支配轴突损伤导致单个肌纤维无规律收缩而形成的自发性电活动[4].目前肌束震颤主要检出手段除肉眼观察外,主要包括肌电图和肌肉超声. VAN HILLEGONDSBERG等[5]认为,欧拉视频放大技术(eulerian video magnification,EVM)是一种可以检测肌束震颤的新方法,相对肉眼观察可提高肌束震颤检出率. 由于单个肌纤维产生的运动有限,肌肉纤颤对检出手段有一定要求. 肌肉纤颤在肌电图上表现为纤颤电位,高频超声对肌肉纤颤有一定价值, 但诊断敏感性较低,影响因素较多,研究之间尚存争议[6-8]. 由于肌束震颤和肌肉纤颤由运动神经元自发放电产生,因此束颤和纤颤最常见于运动神经元病变,也可见于其他以神经兴奋性增高为表现的疾病,包括遗传性和非遗传性疾病,如家族性肌萎缩侧索硬化症(familial amyotrophic lateral sclerosis, FALS)、脊髓性肌萎缩症(spinal muscular atrophy,SMA)、周围神经兴奋过度综合征、Rett 综合征、Gerstmann-Str?ussler 病等[2, 9].肌束震颤也可肉眼见于部分正常人, 属于良性肌束震颤.目前,在神经系统疾病中,肌束震颤和肌肉纤颤最主要应用于肌萎缩侧索硬化 (amyotrophic lateral sclerosis,ALS)的辅助诊断.本文主要围绕肌电图和肌肉超声下肌束震颤和肌肉纤颤在ALS中的诊断价值作一综述.

欧拉视频放大技术常被应用在光电容积脉搏波信号增强过程中,脉率测量是需要经常进行的处理,为明确脉率在经过此放大以后是否受到影响,本研究对放大前后信号的峰值关键特征进行比较和研究.由于熵被广泛用来表征信号的复杂性,其通过计算信息的平均产生率来进行检测和分析,且由于多尺度样本熵的计算不依赖数据长度并具有良好的一致性,所以本研究基于多尺度样本熵对脉搏的瞬时心率进行比较.试验结果表明:脉搏信号放大前后保持基本脉率,但放大后样本熵数值比放大前略低,说明欧拉视频放大技术对数据的复杂度方面有减弱作用,同时使其信号结果更加稳定.

目的:提出一种非接触式血氧饱和度检测的新方法,以提高血氧饱和度的检测精度.方法:该方法基于成像式光电容积描记(imaging photoplethysmography,IPPG)原理提出,采用多任务卷积神经网络的算法进行人脸检测,采用欧拉视频放大中的运动放大和颜色放大相结合的算法实现视频图像放大的功能,使用集合经验模态分解和小波变换联合滤波的方法完成降噪滤波,最后使用经验公式计算血氧饱和度.开展"金标准"(指夹式血氧仪检测)对比实验,以验证该方法的检测准确性.结果:该方法检测血氧饱和度精度高,多次实验的平均误差均不高于2％,与指夹式血氧仪的检测结果有较好的一致性.结论:提出的方法可以完成血氧饱和度的非接触检测,且误差较小,能够达到预期要求.