医用传感器的发展

传感器技术的发展随着信息技术的发展日新月异,而医用传感器技术也在近些年取得了巨大进展,逐渐向智能化、微型化、多参数、可遥控和无创检测等方向发展。现就医用传感器的技术现状和未来发展方向加以综述。

睡眠剥夺对脑认知和脑电复杂性的影响

为研究睡眠对大脑功能的影响,考察了正常睡眠与睡眠剥夺情况下脑认知能力的变化,分析了两种状态下自发脑电和事件相关电位复杂性的差异.通过事件相关电位P300的潜伏期与幅度反映不同状态下的脑认知能力,采用小波熵方法分析其复杂性.实验采用数字脑电图仪记录19导脑电信号,用OB序列诱发视觉事件相关电位.结果发现,睡眠剥夺组的靶刺激反应时间明显增长,而P300幅度显著降低、潜伏期明显增加;小波熵分析结果表明,与正常睡眠组比较,睡眠剥夺组自发脑电的256点小波熵和事件相关电位的32点小波熵均值都显著降低.故得出结论:睡眠剥夺对人的认知和脑电复杂性均产生了负向影响.因此,睡眠对维持大脑的功能具有重要作用.

单个汉字认知过程中事件相关电位的特征表现

通过分析单个汉字结尾笔画匹配与非匹配事件相关电位(ERP)的差异,探讨汉字与英文在认知过程中的差异以及汉字认知的特点．研究结果表明,结尾笔画匹配和非匹配时的ERP波形存在着明显的差异：其一,非匹配的ERP波形中出现了明显的P300,这是匹配组中大多数电极位置上没有出现的成分(P＜0．05)；其二,汉字结尾笔画非匹配N400的波幅明显高于匹配组(P＜0．05),N400分布在除右侧颞叶以外的大脑其余各区,左侧波幅偏高．但是,由单个汉字非匹配组与匹配组的ERP相减所得的差异波N400的波幅并无大脑半球之间的明显差异,进一步证实了汉字的认知是左右脑半球并用的认知加工过程,与英文认知加工过程中的左半球优势存在着差异．同时,还发现在所有的电极上,非匹配组N400以后的其他负性成分的波幅比匹配组N400以后的相对应的负性成分的波幅都要高,提示N400以后的其他负性成分也可能与汉字词汇后水平的整合加工过程有关．

在单一模式和双模式刺激下gamma节律与ERP的同步效应

探讨视觉单一刺激、听觉单一刺激和视听双模式刺激的情况下,诱发脑电中的gamma节律的活动与刺激和ERP成分的同步效应.利用小波变换提取EEG诱发电位中的gamma节律成分,并用Gabor变换对其进行时频分析,结果发现gamma节律的活动不仅与外源性的刺激信号有关,而且与ERP的内源性成分(如N2b、P300)也具有明显的同步关系.同时,通过gamma节律在视听交叉模式下的活动规律也体现了人脑在多感觉模式下感觉的交叉与综合.根据在听力信号刺激后100～200 ms左右出现的gamma活动增强,认为gamma波活动可能与大脑对声音信号的感知有关.

事件相关电位的刺激方式及最新进展

总结了事件相关电位(ERP)的研究现状,并针对其关键问题即刺激方式的编制进行了详细地概括和评述.就国内外事件相关电位的最新研究内容和热点问题,指出了交叉刺激下的事件相关电位已成为国内外事件相关电位研究的发展趋势.同时,对这种交叉刺激形式的事件相关电位的研究方法进行了介绍,尤其对其刺激的编制做了详尽地论述,并举例说明.

显微图像分析技术在赤潮生物识别中的应用

为克服人工识别赤潮生物种类和数量时的困难,基于图像分析法对赤潮生物图像进行自动分析.针对赤潮生物显微图像的特点,研究图像的预处理、分割、特征提取和分类的处理过程.结合理论分析和实验结果,与其他自动分割方法进行比较,证明采用类别方差法可以有效进行赤潮生物图像的自动阈值分割,解决了赤潮生物显微图像自动分割的难题.采用形态学的方法,解决相连赤潮生物的分割问题,对获得的轮廓和灰度特征进行选择,作为分类器的测试和学习数据使用.建立分类树结构,采用树状判别机制实现几类赤潮生物的识别分类,实验结果表明,与人工识别相比,其识别正确率大于90%.

数字血管减影系统的研究

在对有关减影技术及成像过程中各种可能对图像质量产生影响因素分析的基础上 ,设计了微机化的数字减影血管造影系统 .设计了包括视频匹配放大器、数字量输入输出接口板等硬件电路 ,将来自 X光设备输出的视频信号 ,经 A/ D转换、量化 ,通过 PCL 总线移入计算机的内存 ,转换成可为计算机直接处理的数字信号 .在研究中 ,利用直方图均衡、灰度的线性和对数拉伸、模糊增强及数学形态学滤波、递推滤波技术等处理 ,较大程度上提高了影象对比度 ,提高了图像信号的信噪比 ,增强了感兴趣区信号 。

利用低频脉冲磁场诱导入眠的实验研究

经皮磁刺激是近几年来新兴的一个研究领域。本研究试图通过自行设计的磁场发生装置将模拟脑电节律的外界低频脉冲磁场耦合入实验动物猫的脑内，由感生的电信号影响其脑电活动，并诱导其入眠。实验结果表明：该磁场能够耦合入动物脑内并有效地影响了脑电活动。这种诱导磁刺激有显著的促进入眠作用。

穴位刺激家猫大脑皮层温度的红外探测

目的利用红外热成像技术监测相关穴位刺激家猫大脑皮层血晕图的变化,找出刺激穴位与大脑皮层血晕图变化位置的对应关系。方法选择健康成年家猫,观察电针刺激相关穴位前后大脑皮层的温度反应,研究针灸在穴位刺激中的作用。结果电针刺激穴位后大脑皮层的反应以温度升高为主要趋势;刺激不同穴位对应的皮层升温部位也不相同。结论验证了红外热成像技术应用于针灸经络研究的可行性;有效证明了针灸穴位在临床应用中的意义。

不同时变磁场对神经纤维的诱导刺激作用的仿真研究

利用神经纤维的无源电缆模型描述神经纤维在磁刺激下的阈下行为,通过数字仿真得出了神经纤维在不同频率的磁刺激感应电场作用下阈下膜电位的时间特征包括波形和幅度,发现高频的感应电场诱导作用下得到的膜电位幅值小于低频电场的性质。同时采用积分变换频域分析的方法,得出了在不同空间分布的感应电场诱导刺激作用下神经纤维的响应特性,发现和低频比较,高频的空间分布函数频率成分的感应电场诱导得到的膜电位幅值较低。计算出在刺激线圈中采用典型刺激电流作用下在神经纤维响应得到的膜电位的特征。从时空两域阐述神经纤维对不同时变磁场诱导作用下的阈下响应行为,对磁刺激仪中刺激线圈的刺激电流的选择和线圈尺寸的设计都具有指导意义。

磁刺激促进睡眠方法研究

提出一种磁刺激促进睡眠的方法,据此进行的动物实验表明:与对照组比较,这种磁刺激能有效地影响、调节脑电活动,促进睡眠(P<0.01)。

山芝麻内酯化学结构的测定

从梧桐科植物山芝麻(Helicteres angustifolia L.)中又分离出一新型香豆素类化合物,命名为山芝麻内酯(Heliclactone).其化学结构经波谱和X衍射推定为6,7-二羟基-3,8,11-三甲基环己烷嵌[d,e]香豆素(1).

白质纤维重建过程中像素内交叉问题解决方法

由部分体积效应引起的像素内交叉现象一直是利用扩散张量图像(DT-MRI)数据重建脑内白质纤维过程中的一个主要问题,而区分交叉区域和非交叉区域是解决这一问题的难点和关键．为此,提出了一种新的方法试图定义“交叉像素”和“非交叉像素”,并设计了一种改进的优化算法来恢复交叉像素内的多纤维取向信息,从而使纤维跟踪过程在交叉区域和非交叉区域分别采取各自最优的方向依据．模拟数据和真实扩散张量图像数据跟踪实验显示,该方法首先判断了交叉区域,然后纤维沿恢复后的方向通过了交叉区域,从而解决了白质纤维重建过程中的像素内纤维交叉问题,提高了跟踪精度,并减少了计算量．

电刺激对前庭系统异常运动知觉抑制作用的临床实验研究

提出一种电刺激治疗动晕症的新方法．使用特殊设计的电刺激器，对２０例有动晕症病史的受试者进行自身对照实验研究．统计结果表明，对受试者双侧乳突穴进行与加速度方向相对应的电刺激，能有效地抑制前庭的敏感性，眼震角速度有显著性差异，动晕症状有明显的改善．

人脑不同计算思维方式的功能定位研究

本研究的目的是标定大脑在进行计算时其相应功能区域的解剖位置 ,并比较和探讨在执行连续默算减法和重复默读乘法表过程中在大脑中的激活模式。实验采用 14个右手习惯志愿者 ,在进行上述两种思考过程中 ,通过多断层回波技术 T2加权功能磁共振成像观察中枢激活反应。处理连续默算减法和重复默读乘法表这两种问题时的脑反应模式的截然不同证明 :大脑在处理连续默算减法和重复默读乘法表这两种任务时采用了完全不同的处理途径。连续默算减法的 (P<0 .0 1,T=5 .4 1)功能定位在额叶上、中回后部和顶叶后部小叶 ,证明了在计算和暂存记忆操作中 ,这些功能区域起着重要的作用 ;重复默读乘法表的 (P<0 .0 1,T=4 .77)功能定位仅在侧枕回两侧的一组激活簇。

脊柱侧弯患者背部肌肉肌电图中心电干扰消除技术的一种新方法

针对脊柱侧弯患者背部肌肉肌电信号中心电干扰问题 ,提出一种小波信号分解与重建和自适应谱线增强技术相结合的去噪方法。并与常用的修剪和门限技术两种方法作比较。仿真实验结果表明 :对于脊柱不同位置的模拟肌电信号 ,本文方法和修剪、门限除噪比较 ,输出信号的信噪比明显提高。这种方法用于临床采集的背部肌电信号 ,很好地实现了心电噪声抑制。

基于PDA的心电无线远程监护系统

为了使患者能够不受时间、地点的限制,随时接受实时远程心电服务,本文研制了基于PDA的心电无线远程监护系统。由多个便携监护终端与医院监护中心组成的心电远程监护系统可以实现远程会诊和远程监护。移动监护终端由心电采集模块和PDA组成,心电采集模块负责心电的采集、滤波及A/D变换,PDA负责心电波形的显示、心电数据的存储和心电信号的无线远程传输。通过对该系统的功能测试表明,该系统较好的满足了预定要求。

磁刺激场中传感器的设计

目的:设计可用于磁刺激场分布的准确测量的传感器。方法:实验于2005-03/04在天津大学精仪学院电磁屏蔽室内完成,以法拉第电磁感应原理为基础,对直径为1.0mm规格的线圈进行了绕制和磁场的测量、分析。绕制产生磁场的线圈时所用到的工具和器材包括:漆包线、绕线机、绝缘骨架、绝缘胶条。提出一种用于磁刺激场测量的新型点磁场测量传惑器的设计,并从理论上加以论证。结果:通过对有解析表达式的刺激磁场实际测量和理论计算比较,传感器对点磁场测量误差小于±5%。结论:按照此种方法设计的传感器可用于磁刺激场分布的准确测量。

模拟脑电节律的调制磁场对中缝核神经元放电影响的研究

用数值计算和动物实验的方法研究模拟脑电节律的调制磁场对与睡眠有关的中缝核神经元放电的影响 ,从而探讨其对睡眠的影响。通过数字仿真 ,研究了神经纤维对调制磁场刺激作用的响应特性 ,发现了神经纤维具有对低频调制包络信号响应敏感 ,对高频载波不响应的特性。依据睡眠全过程脑电节律的变化 ,研制了模拟 EEG信号发生器。采用高频磁脉冲作为载波调制模拟脑电节律信号 ,用所得的调制磁场诱导兔脑 ,观察磁刺激对中缝核5 -羟色胺能神经元放电的影响。动物实验结果表明 ,中缝核经磁刺激后放电频率发生显著改变 ,其放电变慢。这说明磁刺激能抑制 5 -羟色胺能神经元神经电活动水平 。

祖师麻化学成分的研究(第三报) 止血成分紫丁香甙的鉴定

作者在一报中报道分离出三种单体,即祖师麻甲、乙、丙素,甲素确证为7,8-二羟基香豆素,乙素确证为7,8-二羟基香豆素-7-β-D-葡萄糖甙。丙素结构尚未确证。本文介绍了作者对丙素化学结构的鉴定工作。祖师麻丙素为紫丁香甙（syringin）,熔点191～193℃,[α]D20-12（H2O）,分子式C17H24O9·H2O。据文献报道紫丁香甙具有止血作用。