时频分析方法及其在医学信号处理中的应用

许多生物医学信号的频率分布随着时间迅速变化 ,传统的傅立叶谱分析技术显然不能满足对这类时变信号的分析。通过对一个一维时间或频率信号进行变换 ,其时频表示能够在时间 -频率平面上描述信号的能量分布。实际研究表明 ,时频分析方法能够解决很多生物医学信号问题。

小波变换在去除瞬态诱发耳声发射中刺激伪迹的应用

耳声发射（Ｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍ ｉｓｓｉｏｎｓ，ＯＡＥｓ）是目前对外周听觉系统是否完好无损评价的客观指标。在瞬态刺激诱发耳声发射（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｅｖｏｋｅｄ ＯＡＥｓ，ＴＥＯＡＥｓ）的初始部分通常混杂有刺激伪迹成分（主要指耳道对刺激声直接反射的回声），它阻碍了具有短潜伏期的高频耳蜗响应，这就使得ＯＡＥｓ的测量在临床使用中受到了很多的限制。我们提出了一种基于离散小波变换预处理的去除伪迹方法，该方法不仅能够有效地去除刺激伪迹，而且能够有效的提高耳声发射的信噪比。

瞬态刺激诱发耳声发射非线性特性的研究

耳声发射（ＯｔｏａｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎｓ，ＯＡＥｓ）是目前对外周听觉系统是否完好无损评价的客观指标。瞬态刺激诱发的耳声发射（ＴｒａｎｓｉｅｎｔＥｖｏｋｅｄＯＡＥｓ，ＴＥＯＡＥｓ）在初始部分通常混杂有伪迹成份（主要指耳道对刺激声直接反射的回声），这就使得ＯＡＥｓ的测量在临床使用中受到了很多的限制。因此，为了消除伪迹，一种称作“导出的非线性响应＂（ＤｅｒｉｖｅｄＮｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙＲｅｓｐｏｎｓｅ，ＤＮＬＲ）的非线性处理技术取代了传统的线性同步平均技术。本文的主要目的首先是根据听觉系统结构的特点建立了一个简单的模型，通过该模型解释了ＤＮＬＲ方法成立的第一个基本假设，然后根据对正常听力成年人耳朵的实测结果，计算了ＴＥＯＡＥｓ的输入／输出关系曲线，并证明了ＤＮＬＲ方法成立的第二个基本假设，最后对ＤＮＬＲ技术和同步平均技术进行了比较和分析，并且得到了一些有益的结论。

短纯音诱发耳声发射的指数方法时频分析

目的在于使用指数分布方法计算来自于正常人耳短纯音诱发耳声发射（Ｔｏｎｅ－ｂｕｒｓｔＥｖｏｋｅｄＯｔｏａｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎｓ，ＴＢＯＡＥｓ）的时频分布。对耳声发射的定量分析依赖于谱方法，而ＴＢＯＡＥｓ是非平稳信号，因此传统的谱分析方法已不能满足要求，指数分布能很好地给出ＴＢＯＡＥｓ的时频表示。我们根据对仿真信号及实测ＴＢＯＡＥｓ的计算结果，分析了其时频分布的特点，并对不同的频率成份与潜伏期的关系进行了描述。

瞬态诱发耳声发射的相关性研究

耳声发射是重要的人体生理声信号之一 ,主要用于听生理研究、听觉疾病诊断和新生儿听力筛选方面 .耳声发射具有很好的长期稳定性 ,但存在明显的个体差异 ,为了进一步研究其统计特性 ,以瞬态诱发耳声发射为研究对象 ,分别计算了不同个体之间、同一个体左、右耳之间以及同一只耳在不同刺激强度下所诱发耳声发射之间的相关系数 ,得到了不同的统计结果 .结果表明 :第一、二、三种情况下的相关系数平均值分别为 0 .1 3、0 .33和 0 .76。

广义时频分析方法在耳声发射研究中的应用 Ⅰ.仿真瞬态诱发耳声发射信号的时频分布

为了研究瞬态诱发耳声发射的时频分布， 寻找其时频分布的最佳计算方法， 首先系统地介绍了广义时频分析方法，并描述了其中二次时频表示方法的特点，然后用Ｗｉｇｎｅｒ 分布及其改进型分布计算了仿真的瞬态诱发耳声发射信号的时频分布，通过对不同分布计算结果的比较，得出了锥形核分布最适合用于描述瞬态诱发耳声发射的时频分布。

短声诱发耳声发射特性

介绍了耳声发射的产生机理和分类，论述了短声诱发耳声发射（ＣＥＯＡＥｓ）的实验及其提取方法．在锥形核时频分布方法的基础上，利用计算机及相应分析软件计算了来自具有正常听力人左右耳ＣＥＯＡＥｓ 的时频分布．根据试验和计算结果，讨论和分析了它们的时频分布特点及其相互关系，得出了对同一个具有正常听力人左右耳ＣＥＯＡＥｓ 的波形、主要发射频率的数目及持续时间具有相似性等结论．

广义时频分析方法在耳声发射研究中的应用 Ⅱ.短声与短纯音诱发耳声发射信号的时频分布

为了进一步探讨耳声发射的产生机制 ,需要研究不同类型刺激诱发的耳声发射之间的相互关系。主要研究短声与短纯音诱发的耳声发射 ,用广义时频分析方法中的锥形核分布分别计算了它们的时频分布 ,从其时频分布分析了它们之间的相互关系。结果表明 :具有不同中心频率的短纯音刺激诱发耳声发射的时频分布的迭加与短声刺激诱发的耳声发射的时频分布具有相似性 ,两者时频分布中的主要频率成分数目、潜伏期和持续时间完全相同 ,它们高度的相关性支持了短声与短纯音诱发的耳声发射具有共同的产生器的观点。

智能多参数存储监测仪的研制

本文介绍了一种用于监测工业锅炉运行参数的智能化多参数存储监测仪的基本功能、硬件和软件设计的基本思想。运用８０Ｃ３１ 单片机、ＬＥＤ显示器和轻触薄膜按键。

基于不同子集的OS-EM快速迭代重建算法研究

有序子集最大期望值方法 (OrderedSubsetsExpectationMaximization ,OS EM )具有较高的重建图像质量和较短的计算时间 ,正逐步应用在正电子发射断层扫描仪 (PositionEmissionTomography ,PET)图像重建过程中。通过研究仿真Phantom模型在不同划分子集下的重建结果 ,分析比较了不同子集的选取对重建图像质量以及重建收敛速度的影响。

视觉假体的发展与研究

目的:介绍国内外主要视觉假体研究小组的研究进展,讨论了视觉假体研究的重点与难点。方法:回顾并分析了植入在视皮层、视神经、视网膜的三种视觉假体的功能特点和其优缺点。结果:视觉假体在未来发展的最大障碍已不再是假体的设计加工和手术技术,而是如何在假体与大脑之间进行有效信息传递。结论:目前视觉假体仍未能满足失明患者日常需要,开发具有完整功能的视觉假体有着广阔的空间。

视觉修复系统模型建立与信息处理

针对客观世界的场景图像复杂,与视觉假体有限的微电极刺激阵列之间的矛盾,从视觉信息需求入手,开展了视觉假体装置建模与视觉信息的研究,设计了视觉假体装置眼动机构的生物、机械、电子一体化模型,并通过心理物理学实验进行评估验证.实验结果反映了视觉假体使用者的视觉效果和最小视觉信息需求.

基于小波变换的瞬态诱发耳声发射仿真信号研究

本文利用两类不同基本小波对仿真诱发耳声发射信号进行分析 ,比较两类小波的时间尺度分辨率 ,进而研究瞬态诱发耳声发射信号潜伏期与不同尺度下频率成份之间的关系。研究结果表明 :Proposed小波在 n=2的情况下 ,其时间尺度分辨率明显优于其它小波 ,用该小波分析仿真诱发耳声发射信号 ,得出了潜伏期与尺度之间的关系。仿真诱发耳声发射信号潜伏期与其小波变换不同尺度之间基本呈线性关系 ,所以对诱发耳声发射信号进行小波分析 ,可能会为临床提供很有价值的诊断信息。

可变约束OS-EM图像重建算法仿真研究

有序子集最大期望值方法 (OrderedSubsetsExpectationMaximization ,OS EM )具有较高的重建图像质量和较短的计算时间 ,正逐步应用在正电子发射断层成像仪 (PositionEmissionTomography ,PET)图像重建过程中。本研究提出了一种改进的OS EM图像重建算法可变约束OS EM迭代算法 (VariableConstraintOS EM ,VCOSEM) ,对仿真Phantom模型在不同测量条件以及不同子集划分情况下的研究结果表明 ,该方法具有分辨率高 ,噪声低的优点 ,能够提高重建图像质量。

心音信号的时频分析

首先对几种典型信号的计算结果进行了分析，并比较研究了短时傅里叶变换和连续小波变换在心音信号时频分析方面的性能差异．指出了应用这２种方法应该注意的问题。

基于点探测器和柱面源双位置扫描的直接体积CT的研究

目前直接体积CT主要存在两大困难 :一是如何获得三维图像精确重建所需的投影数据 ,包括扫描方式的可实现性 ;二是如何尽量避免康普顿散射对重建图像质量的影响 .针对这些问题 ,本文提出一种新型的直接体积CT成像模式 ,即采用X线栅形扫描的柱面源、一组分布在大圆和垂直圆弧上的多个点状探测器采集数据 ,通过柱面源的一次旋转即可得到完全的投影数据 .本文对该扫描装置的结构中X线柱面源的形状和尺寸、探测器的个数和位置分布进行了详细的说明 ,并对该装置的完全性条件进行论证 .然后结合此扫描结构的特点 ,给出一种三维图像重建算法 .计算机仿真实验的结果表明 ,该扫描结构在保证投影数据完全的条件下 ,实现了机械转动次数最少、有效抑制康普顿散射、提高三维图像重建速度和精度的目的 ,使直接体积CT的成像速度和重建精度比现有模式大大提高 .

耳蜗植入及其进展

耳蜗植入（ＣｏｃｈｌｅａｒＩｍｐｌａｎｔ，简称ＣＩ），又称电子耳蜗或人工耳蜗，是目前唯一能使全聋患者恢复听力的装置，它是当今康复医学工程中的重要课题之一。本文首先介绍了ＣＩ的发展历史及其基本原理，然后对几种主要的ＣＩ系统的工作原理以及其使用效果进行介绍与比较，最后展望其未来的研究方向。

锅炉多参数存储监测仪模拟通道接口的设计

本文介绍一种智能化的锅炉多参数存储监测仪模拟通道接口的设计,主要描述了测温接口电路、电流/电压转换接口电路和模拟信号隔离器等部分电路结构和工作原理。