高海拔潮气量双环PID控制系统研究

为解决高海拔地区气压降低导致急救呼吸机潮气量控制精度下降的问题,提出了双环PID潮气量控制系统。该系统采用气压补偿型PID控制器调整风机转速,并辅以积分分离式PID控制器,以实现对气流速度的精确控制。在实际海拔4370 m、大气压59 kPa的环境中,系统性能测试表明,相较于单环PID控制,双环控制系统在高海拔条件下表现出快速响应和无超调的卓越性能。平均气流速度输出误差为3.19%,最大误差为4.1%,优于现有临床设备的准确性。这一技术突破不仅提供了高海拔急救呼吸机潮气量控制的有效解决方案,也为特殊环境下的通气控制技术发展贡献了重要参考。

经颅直流电刺激–经颅磁刺激–音乐融合刺激对脑力疲劳干预效果的研究

目的评估经颅直流电刺激(tDCS)、经颅磁刺激(TMS)和音乐(Music)多物理场融合刺激方案对脑力疲劳的干预效果。方法疲劳诱发后,10名受试者分别接受空白(静息态)干预、音乐干预和tDCS-TMS-Music多物理场干预。tDCS刺激部位位于受试者双额区,TMS刺激部位为后脑双侧枕部。每次刺激干预前后统计受试者主观疲劳量表、测定心率变异性和被试反应绩效,研究不同干预方案对脑力疲劳的缓解效果。结果与音乐组和空白组相比,tDCS-TMS-Music组干预后脑力负荷程度、反应绩效和心率变异性指标改善效果更好。结论tDCS-TMS-Music融合干预方案能够有效缓解长时间认知操作任务诱发的脑力疲劳,干预效果优于相同时间的音乐干预和静息态缓解。

基于光电容积脉搏波描记法可穿戴血管僵硬度检测技术的临床应用研究

目的建立基于光电容积法的便捷血管僵硬度检测技术,并评估临床诊断效能。方法采用光电容积脉搏波描记法,结合便携式掌式12导联心电信号采集终端,建立动脉脉搏波传导速度的简便检测技术,应用于55例中国人民解放军总医院心血管内科住院患者,与现有动脉硬化检测技术比较,计算灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值等指标以及一致性检验。结果可穿戴动脉硬化检测装置对动脉硬化检测的灵敏度、特异度及准确性分别为85.7%、95.2%、91.4%,且具有较好的一致性(Kappa值>0.80)。结论可穿戴动脉硬化检测装置具有便携、操作简单、快速测量的优点,在居家和社区中具有较好的应用前景。

选拔运动员的标准及其测试结果助力科学训练的研究

目的:对运动员进行各项生理生化指标的调查与研究,建立健康评估体系。方法:使用SPSS26.0软件,通过双样本t检验、独立样本非参数检验、百分位数法、卡方检验和回归分析等方法分析运动员的数据。研究结果表明:①根据体检数据所划定的标准从一般人群中筛选出233人合格,合格率为27.87%;骨密度数据中394例骨质密度增加,68例骨质密度下降,通过率85.30%;运动能力数据中140人达标,合格率29.91%;②综合问卷中,疲劳与睡眠、情绪的相关性较高,患有颈肩疼痛、支气管炎是导致疲劳状态更为显著的影响因素;③心理问卷结果显示运动员的心理状况普遍较好,对有心理问题的运动员及时进行心理疏导。根据各项指标筛选标准,将结果作为选拔运动员的标准及运动员潜力大小的评定,有助于运动员进行科学训练并改进训练方案,从而提高训练效果,促进运动员的长远发展。

基于近似匹配模型的电网数据隐私防护建模研究

为保证智能电网隐私数据不会被恶意入侵,基于近似匹配模型,提出电网数据隐私防护建模方法。通过匹配结构的代价函数,得到无标签节点的语义匹配值,计算隐私防护近似匹配代价;结合近似匹配模型制定访问控制策略,分别构造数据源文件、认证机构、授权机构的子函数,得到访问过程中数据源文件加密与解密的模型。对多维数据进行加密聚合,建立公共参数,得到数据加密的密文格式,从而实现电网数据的隐私防护。实验结果表明,方法对于数据隐私的防护效果好。

基于无创生理参数的家用慢阻肺疾病分类方法

为实现居家环境下慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者的病期监测,本研究设计了不同病期患者呼吸波形的采集实验,探究了基于呼吸波形提取的16个无创生理参数(non-invasive physiological parameters, NPP)及13个呼吸机统计参数(statistical parameters, STA)在COPD不同病期的分类效果,并基于支持向量机建立病期分类模型。结果表明,在NPP中,从压力波形中提取的峰值间隔序列一阶差分序列的标准差、均方根、方差和峰值间隔序列的变异系数对模型分类效果的贡献度最大。在三种输入不同特征参数的分类模型中,NPP、STA和NPP-STA的平均准确率分别为82%、67%和89%,AUC值分别为0.90、0.80和0.95。NPP-STA分类模型更适用于居家环境下COPD患者的病情分类,可用于日常疾病状况筛查,辅助医生对COPD患者进行诊断和管理。

基于单通道心电信号的家用睡眠分期方法

为了实现居家环境下的睡眠健康监测,提出基于可穿戴式单通道心电的不同睡眠阶段识别分析方法,研究了心电信号的27个心率变异性(HRV)特征分别在序列前向选择(SFS)、序列后向选择(SBS)和浮动序列前向选择(SFFS)3种不同方式下最优特征集的选取,设计了以堆栈式自编码器(SAE)建立的睡眠分期神经网络模型系统。结果表明:基于SFS-SAE的睡眠分期模型方法的分类效果最好,且相邻RR间期序列差值大于50 ms百分比(pNN50)、相邻RR间期序列差值的绝对中位差(MADRR)和庞加莱散点图中椭圆短轴(SD1)3种HRV特征都能在此模型系统中有效用于各睡眠阶段的识别,在清醒-睡眠(WAKE-SLEEP)分类、非快速眼动-快速眼动(NREM-REM)分类和浅睡-深睡(N1N2-N3)分类下的平均准确率分别为82%、80%和81%,基本满足家用睡眠分期判别,可用于睡眠疾病的日常筛查,是对多导睡眠图睡眠分析方法的有效补充。

计算机断层扫描与核磁共振成像引导的新型脑出血连续监测方法

为实现对患者脑出血量的持续监测,本研究提出一种由计算机断层扫描(computed tomography,CT)和核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)引导的新型脑出血连续监测方法。该方法应用栈式自编码算法解决磁感应断层成像技术(magnetic induction tomography,MIT)逆问题,对不同出血量大小的不规则脑出血进行预测,并采用面积估算法估算脑出血量面积。将脑出血面积变化趋势与CT进行对比,结果显示,其趋势与同等状态下CT图像所示的脑出血量变化趋势相同,表明MIT对临床脑出血量的连续监测具有可行性。

一种精确监测低灌注下无创血压的前端采集设计

本研究针对现有无创血压监测设备采集前端无法实现低灌注信号准确监测的情况,提出一种基于恒定容积法的低灌注血压精确监测的指尖前端采集方案,并基于动物实验,研究了低灌注情况下光电脉搏波及压力脉搏波信号精确采集对血压准确检测的关键影响。6个动物(猪)实验样本的数据分析结果显示,本研究设计的采集前端在低灌注状态下,连续无创血压监测精度可控制在±10 mmHg内,且血压波动追踪相关性大于80%。基于本研究进行低灌注下的无创血压监测在重灾现场、重症临床监护、慢病监护等方面具有重要意义。

便携式掌式12导联心电信号采集装置在老年心血管疾病中的诊断效能

目的探讨便携式掌式12导联心电信号采集装置(PH-ECG)在老年心血管病患者中的诊断效能。方法选择2020年2月至2022年12月就诊于中国人民解放军总医院第二医学中心血管内科,明确诊断心肌梗死、房颤(AF)等不同心血管疾病的315例门诊和住院老年患者为研究对象,对患者分别进行标准12导联心电图(CL-ECG)及PH-ECG检查,统计PH-ECG在不同心血管疾病诊断中的灵敏度、特异度、阳性预测值(PPV)及阴性预测值(NPV)。采用SPSS 26.0统计软件进行数据分析。计数资料组间比较采用χ^(2)检验。检查结果一致性使用Kappa和配对χ^(2)检验进行评估。结果PH-ECG检测ST段改变的灵敏度、特异度及准确度分别为75.0%、98.6%及97.1%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.754,P=0.000;PH-ECG检测T波异常的灵敏度、特异度及准确度分别为75.0%、97.9%及95.6%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.750,P=0.000;PH-ECG检测房颤的灵敏度、特异度及准确度分别为95.5%、99.1%及98.1%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.949,P=0.000;PH-ECG对心肌梗死、室性早搏等其他心血管疾病诊断的灵敏度及特异度均在90%以上,与CL-ECG结果进行一致性检验,具有较好的一致性(Kappa值>0.800)。结论PH-ECG具有便携性、实时性、操作简便等优点,在院外心电图检查中具有重要前景。

高性能微机械陀螺接口电路研究

微机械陀螺输出信号非常微弱,从系统角度对其接口电路进行研究,采用闭环驱动,通过改善驱动信号稳定性及陀螺输出端接口电路,系统性能得到较大提高,改善后系统灵敏度9.8mV/(o).s-1,非线性度0.43%,分辨率达180°/h。

基于rPPG的脉搏波提取及心率测量方法研究

为了从图像中快速获取准确稳定的脉搏波信号,提出一种通过肤色空间转换提高视频提取抗干扰性的方法。基于rPPG(remote photo plethysmo graphy)原理研究,对原有提取算法进行改进并设计测量实验。结果表明,该方法具有较明显的抗光线干扰能力,与接触式设备平均误差为2.3 bpm,95%数据点落在一致性界限区间内,满足医药行业标准要求,实现了微弱脉搏波信号的稳定获取,具有稳定、快速、便捷等特点,在远程医疗及家庭医疗中具有广泛的应用前景。

传感器电路中乘法器噪声模型分析

本文对两输入端都带噪声情况下乘法器的响应进行了理论推导,得到其噪声模型:乘法器输出噪声包括载波携带信号噪声项、信号携带载波噪声项以及噪声相乘项。设计传感器电路时,通过提高载波纯度及其幅度、在信号输入端加性能优良的带通滤波器,可以得到优异的噪声性能。本文用实验验证了该模型的正确性。

基于BOE硅腐蚀现象的硅纳米线制作

介绍一种硅纳米线制作方法.在SOI顶层硅上制作硅纳米梁,通过离子注入形成pnp结构,利用新发现的没有特殊光照时BOE溶液腐蚀pn结n型区域现象,结合BOE溶液氧化硅腐蚀,实现硅纳米线制作.制作完全采用传统MEMS工艺,具有工艺简单,成本低,可控,可靠性好,可批量制作等优点.利用该方法制作出了厚50nm,宽100nm的单晶硅纳米线,制作的纳米线可用于一维纳米结构电学性能研究、谐振器研究等.

无线遥控电路的原理与应用

介绍了基于PT2272/2262芯片的无线遥控电路原理,分析了信号接收和发射电路,并给出一些电子制作中的常用遥控驱动电路设计。

基于差分光密度差异的组织内异质体的快速定位方法

基于近红外光谱法对组织内的异质体进行无创检测时,光源-探测器(S-D)相对于异质体的位置对检测效果有着重要影响。为实现对组织内异质体的快速定位,该研究基于一源多探的检测结构针对不同水平位置、不同深度和不同直径的异质体进行光密度分布有限元分析,计算各探测器之间的差分光密度差异。仿真实验结果表明,根据多探测器形成的差分光密度差异曲线可快速定位组织内异质体的水平位置。曲线的高斯拟合特征量与异质体的水平位置、深度和直径有着强相关性。基于差分光密度差异曲线可以实现组织内感兴趣区域的快速定位,对采用近红外光谱法的组织肿瘤检测、光学脑功能成像等领域的源-探位置放置提供重要参考,提高其检测精度。

BOE溶液腐蚀PN结N型区域现象

通过选择性离子注入，在硅片表面形成P区、N区紧密接触的PN结结构．实验发现，在黑暗条件下，PN结N型区域可被HF酸或BOE溶液选择性腐蚀；该腐蚀速率与HF酸溶液浓度有关，随环境温度升高而加快，腐蚀速率范围为0．25～3．5nm／min；腐蚀后硅片表面平整．对腐蚀机理进行了初步讨论．结合氧化硅蚀刻缓冲液（BOE溶液）氧化硅牺牲层腐蚀技术，发展出一套硅纳米线加工工艺；利用该工艺，加工出特征尺寸小于100nm的硅纳米线．

换流阀水冷回路PVDF材质水管老化分析

针对换流站中换流阀水冷回路PVDF(聚偏氟乙烯)水管损伤导致漏水问题,首先采用红外吸收光谱与差示扫描量热法检测了冷却水管内外侧样品的化学成分,分析换流阀运行条件下老化作用对PVDF水管的影响,相较于低氧环境的内侧,暴露于空气中的外侧样品分子中有含量不高的羰基(C=O)和羟基(-OH);这些极性基团的引入使得内外侧PVDF结晶度与晶片厚度产生差异,但并未对水管机械性能等方面造成明显影响,建议后续对水管材质作进一步质量测评。

穗东换流站阀冷系统水管损伤分析及改进

换流阀冷却系统对交直流混联电网的安全稳定运行起着至关重要的作用,本文研究了发生在穗东换流站的一起水管损伤后漏水致使系统停运的事故,对损伤部位根据检修及水管表面的损伤情况,分析得出:水管损伤由均压电极线接触水管表面并且在运行过程中发生电晕放电电化学腐蚀引起;同时根据抑制电晕放电的经验,提出了改进措施并进行了理论验证,为事故的解决提供了合理方案。

微机械振动式陀螺接口电路设计与实现

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。