“慢小波”形态恢复正常对肾动脉狭窄支架置入术后的疗效评价

目的:通过"慢小波"形态恢复正常对肾动脉狭窄支架置入术后的分析,评价其疗效。方法:采用超声多普勒技术诊断肾动脉起始段狭窄≥70%;肾内叶间动脉出现"慢小波"的患者103例(120支狭窄的肾动脉)作为研究对象,经肾动脉造影检查证实并行经皮血管内球囊成形支架置入术,于术后1周内行超声多普勒复查。观察术前及术后1周内肾动脉起始段收缩期峰值流速(PSV);肾动脉狭窄处与腹主动脉峰值流速比(RAR);肾内叶间动脉的收缩期峰值流速(PSV)、舒张期流速(EDV)、阻力指数(RI)、加速时间(AT)、加速度(AC)。结果:肾动脉起始段PSV由术前的(380.30±192.40)cm/s降为(116.20±47.60)cm/s(P<0.01);RAR由(3.87±0.71)降为(1.38±0.35)(P<0.01)。叶间动脉PSV和EDV由术前的(16.30±7.30)cm/s、(7.60±2.30)cm/s升为(25.90±7.40)cm/s、(9.10±2.70)cm/s(P<0.01);RI由(0.54±0.06)升为(0.68±0.07)(P<0.01);AT由术前的(0.10±0.03)s降为(0.05±0.02)s(P<0.01);AC由术前的(195.02±59.20)cm/s2升高为(392.01±63.30)cm/s2(P<0.01)。结论:肾动脉起始段支架术后,除了支架内流速减低外,肾内叶间动脉"慢小波"形态恢复正常也可以有效地评价肾动脉支架置入治疗术后疗效。     

PET/CT胸腹部图像配准算法及系统设计

本文主要从多层次变换和多层次优化策略两个方面对胸腹部联合扫描得到的PET/CT图像进行配准算法研究,重点在于校正因呼吸运动引起的图像形变和误配准,并在此基础上基于医学图像处理软件包(ITK)、可视化工具包(VTK)和面向对象开发框架(QT)设计并实现了一个交互性强、用户界面友好的医学图像配准系统。实验结果表明,本文提出的弹性配准算法能够对PET图像的形变和误配准进行校正,在准确性上比仅使用单一变换和单一优化的方法有较大改进。     

膝骨性关节炎运动质量评估系统设计

为膝骨性关节炎患者提供一种运动康复训练的监护系统,患者可以通过监护系统了解自身运动规范程度并作适当的调整.设计了一种基于ZigBee无线通信技术的人体下肢运动质量评估系统,以评估膝骨性关节炎运动理疗法的动作规范性.该系统将装有微型加速度传感器的ZigBee模块穿戴在人体的下肢,获取运动时的三维加速度信号,将加速度信号经过Haar小波变换后,采用粒子群算法提取小波特征值,将提取的特征向量应用神经网络分类器对动作质量进行识别评估.通过对20名年龄在24～30周岁的健康男性直腿抬高训练的动作质量评估测试,系统对规范抬腿、抬腿过高、保持时间太短和非平行抬腿这4类训练取真率的均值和标准差分别为(89.1±2.0)％、(93.4±1.7)％、(89.5±2.3)％、(90.1±1.8)％.实验结果表明,本系统能有效地识别训练过程中的不规范动作,较好地实现了对直腿抬高训练的运动质量监测与评估,满足健康监护系统的应用需求.     

基于局部场电位固有模态分量的响应调谐特性研究

局部场电位(LFP)反映了视觉刺激下大脑皮层局部区域神经元集群的响应.LFP响应特征的准确提取,对分析视觉信息的处理机制具有重要意义.本研究针对LFP的非平稳特性,采用具有自适应特征的希尔伯特黄变换,分解LFP固有模态分量,据此研究了大鼠Vl区对刺激光栅空间频率的响应调谐特性,并与多神经元锋电位(MUA)和小波分解提取的Gamma频带进行了对比.结果表明:LFP第二阶固有模态分量对刺激光栅空间频率的调谐特性最强,调谐指数的均值(0.795 1)高于MUA调谐指数(0.631 3)和小波分解调谐指数(0.6646),而且与MUA响应一致率达68.75％.所提出的方法在LFP响应频带特征提取上更有优势.     

构建基于小波熵的自训练半监督支持向量机分类模型评价老年人步态

研究应用半监督学习算法分析未标注步态数据评价老年人步态,提出基于小波熵的自训练半监督支持向量机步态分类模型,通过小波熵从未标注步态数据中选取为每次自训练步态分类模型所需最具信息量的标注样本,有效获取步态数据类别间和步态数据内在的“有价值”的步态变异信息,提高步态分类器的泛化性能.首先采用10名老年人和10名青年人步态数据构建支持向量机分类模型,然后对120名不同年龄组未标注步态数据分类预测,依据小波熵选取样本数据,逐步添加更新步态样本训练集,自训练支持向量机分类模型.实验结果表明,本算法较准确鉴别青年和老年人步态模式(分类正确率90％),比基于有监督学习的支持向量机步态分类算法正确率提高近5％,有效改善支持向量机步态分类算法性能,有望为临床提供一个评价老年人步态的新方法.     

基于经验模态分解-小波包变换的表面肌电信号手势识别

为了提高表面肌电信号（sEMG）手部运动识别的正确率,比较常规的sEMG预处理和特征提取方法,提出一种基于经验模态分解（EMD）和小波包变换（WPT）的sEMG手势识别模型。首先,使用EMD方法将sEMG进行平稳化,得到一系列的固有模态函数。其次,求取各个固有模态函数与原始信号的相关性,选取相关性较高的前4个分量作为有效分量。然后,采用Db3小波函数进行WPT,提取小波包系数中的平均能量、平均绝对值、最大值、均方根和方差等特征。分别采用线性判别分析和支持向量机对12种手部运动进行模式识别。结果表明基于EMD和WPT的sEMG手势识别正确率比直接提取小波包系数中的特征识别正确率高。     

结合小波变换和能量熵在膈肌肌电中去除心电干扰的应用

膈肌肌电(EMGdi)信号是一种由膈肌产生并蕴含着人体呼吸系统重要生理信息的生物电信号,该信号易受自身心电(ECG)信号的严重干扰。本文在小波变换的基础上,结合信息熵理论,提出了一种新的小波能量熵阈值去心电算法。该方法在对信号各层小波系数的分析基础上,将每层的系数信息量看成一个单独的信号源,将其分成N等份的小区间,通过系数能量熵的分布特性将其分成高能量熵和低能量熵两类分别进行绝对均值阈值处理,对阈值后的小波系数进行小波重构便得到降噪后的EMGdi信号。通过实验对比结果表明,该方法有效地去除了EMG-di信号的ECG干扰信号,更大程度地保留了EMGdi的信号特征。     

低场核磁共振信号降噪方法研究进展

目的:低场核磁共振技术是近年来迅速发展起来的一种新技术,被广泛应用在食品安全、油气勘探、纺织化工、生物医药等各种领域。但由于低场核磁共振背景磁场强度低,信号微弱,信噪比较低。本文目的在于抑制低场核磁共振中的噪声,提高信噪比。方法:目前用于低场核磁共振的降噪方法还不是很多,本文主要介绍了三种降噪方法,双边滤波、基于偏微分方程的各向异性扩散方法和基于平稳小波变换的阈值滤波。结果:双边滤波既考虑像素点的空间相近度又顾虑到亮度相似度,达到了平滑滤波和边缘保持的效果;偏微分方程各向异性扩散方法在图像平滑区域增大扩散系数,在边缘区域减小扩散系数,对边缘保留起到了很好的效果;平稳小波变换具有平移不变性,去除了伪Gibbs现象,边沿对齐和改进的阈值函数都提高了降噪效果。结论:本文的三种降噪算法都是在以前学者提出的方法基础上作出了改进之后用于低场核磁共振系统,并且都取得了很好的效果。本文又综述了评价降噪效果的客观指标PSNR,RMSE和SSIM。     

用于超小管径脉动流量的超声流量计新方法

目的:为了解决超声流量计在超小管径脉动流量测量中的测量精度不高的问题,研究一种新的解决方法及其技术方案。方法:分析了时差法超声流量计的原理,得出其技术关键在于时间的精确测量,对现有的几种时间测量方法进行了分析。针对超小管径脉动流量的特点,借鉴并改进了其中有参考价值的环鸣法和时间变换法。结果:提出了一种交替环鸣时间变换的新方法。给出了实现这种方法的系统硬件设计框图。同时对于系统中提高测量精度的关键技术进行了分析,诸如测量时间点的精确捕捉、时间-电压转换系数对称性措施、无关时间的抵消和电路非对称延时的调零消除等,给出了具体的方案措施。结论:该方法既克服了一般环鸣法的缺点,又结合了时间变换法的优点,可以提高超声流量计在超小管径脉动流量中的测量精度,提供了一种结构简单、易于实现的新的解决方案,拓展了超声流量计的应用范围。运用此方法成功地解决了在血液净化机中测量超小管径超低脉动的血流量的问题。     

基于小波变换的尿沉渣粘连细胞分割算法的研究与实现

目的:在尿沉渣有形成分识别过程中,细胞分割特别是粘连细胞的分割是其中关键环节之一,分割结果的好坏直接关系到后续识别的效果。为此,本文对一种有效分割尿沉渣图像中粘连细胞的新方法进行了研究。方法:本文通过对原始尿沉渣图像作灰度变换增强后,对其进行小波变换,实现细胞的初次分割,随之对其进行形态学处理以滤除随机干扰并运用二次剥离算法分割粘连细胞。结果:该方法对尿沉渣粘连细胞的分割有效且令人满意。结论:本文所提出的算法设计思想及实现对于尿沉渣有形成分图像自动识别系统的研究具有重要的意义和价值。