采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性*

背景：文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性。目的：设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别。方法：根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量。结果与结论：所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50 Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求。肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作。     

基于ARM9的心电监护系统

背景：针对传统心电监护系统操作不便,成本较高,功耗较大的缺点,研制基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统。 目的：设计基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统硬件、软件平台。 方法：硬件平台方面,采用S3C2440处理器作为处理器,采用AD620作为信号采集放大模块,利用S3C2440内部集成的CMOS模数转换器实现A/D转换功能,人机交互界面采用TFT液晶触摸屏。软件方面,移植Linux操作系统并对心电信号按Mallat算法进行小波变换,实现QRS波识别。 结果与结论：基于S3C2440和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统,能够有效地降低成本,减小设备体积。良好的人机交互界面简单易学,能满足日常家庭使用需要。     

基于经验模式分解与独立分量分析的心电信号消噪方法

针对小波独立分量分析法(W-ICA)在心电信号消噪中小波变换缺乏自适应性，且较难选取最优小波基的问题，提出了一种将经验模式分解与独立分量分析相结合的小波独立分量分析法。该方法结合经验模式分解与独立分量分析各自的优点，利用经验模式分解对心电信号进行自适应分解，然后应用独立分量分析法对选取的本征模态函数进行分离，将分离后的分量进行两层重构，从而得消噪后的心电信号。通过利用MIT-BIH心率失常数据库中的数据进行仿真实验，结果表明该方法可以较好地消除心电信号中的噪声，消噪后信号与原信号的相关系数可达0.96。     

基于信息约简的脑电信号特征提取*

背景：脑机接口系统中,对大脑想象的反应速度是衡量脑机接口系统质量的一个重要标准,因此关于脑电信号的分析,对脑电信号特征进行筛选就显得尤为重要,尽可能少的特征来标示相应的动作是提高速度的一个重要途径。目的：利用约简方法对脑电信号特征进行特征筛选,降低脑电特征数目。方法：首先利用不同的脑电特征分析方法,提取特征,并进行分类;其次把连续的脑电信号离散化,利用脑电信号组建脑电信号信息表,最后利用约简理论,对脑电信号进行特征约简,并利用约简特征进行分类,验证分类准确率。结果与结论：利用信息约简的方法及特征标示,把连续的脑电信号特征离散化,利用离散化的脑电信号特征构建信息表,并进行特征筛选,在保证分类准确率的情况下降低了特征的数量。不足之处在于,该方法对分类特征进行标记只能在两类之间进行,对多类型分类特征进行标记和分类特征进行约简将是下一步工作的重点。     

基于现场可编程门阵列同步心电心音采集系统的设计

背景：基于现场可编程门阵列的信号处理方法综合了软件算法和专用集成电路的优点,将逐步取代专用集成电路(ASIC)和单片机应用于数字信号处理领域。 目的：介绍一种基于现场可编程门阵列的实时心电、心音同步采集系统设计,实现心电心音采集及其波形在LCD上实时显示,同时通过心音同步播放,提供一种观察心电心音和听诊相结合的诊断方式。 方法：该系统采用内嵌软核的FPGA作为硬件系统的核心,应用硬件描述语言进行了结构化设计,完成对心电心音信号的实时采集、数据处理、数据传送和显示。 结果与结论：与基于单片机的采集系统相比,不仅减少了外围电路复杂度,还提高了系统的集成度和性能。     

脑机接口在线识别左右手运动想象的脑电信号分析*

采用脑机接口2003竞赛中Graz科技大学提供的脑电数据,用小波包分解获取8~16 Hz脑电信号,计算C3,C4电极脑电信号的功率谱峰值和对应频率作为组合脑电特征向量,运用时变线性分类算法对运动意识任务运行分类。对140次实验的测试样本数据分析,最大分类正确率可达89.29%,最大互信息和信噪比分别为0.622 8 bit和1.371 3。提示C3,C4电极8~16 Hz脑电信号功率谱峰值和对应的频率能很好地反映左右手运动想象脑电特征的变化,与事件相关去同步/事件相关同步现象变化一致,可在线识别左右手想象运动。     

旋转式三维细胞培养装置的研制*

背景：内皮细胞体外培养形成的单层内皮细胞能否抵抗血流的冲击,如何实现细胞均匀分布生长是实验中的常见问题。目的：针对背景问题,研制一种细胞培养装置,可提供细胞生长的三维环境,实现细胞贴硅胶弹性腔管壁生长,改善细胞的分布不均。方法：从控制单元、机械单元和细胞培养单元介绍了该装置的结构与功能,并利用该装置进行一例脐静脉内皮细胞培养实验。结果与结论：旋转式三维细胞培养装置为细胞代谢提供了一定条件,该装置培养的细胞能贴壁均匀,生长良好。     

健康供者外周血造血干细胞动员后采集的最佳时机*

背景：外周血干细胞移植的首要条件是造血干细胞有效动员和采集,并能较快持久地重建造血。近年国内外不少单位已开展了此项工作,但平均每例供者采集次数较多,且造血干细胞的产率高低差别较大。 目的：探讨健康供者外周血造血干细胞动员后采集的最佳时机。 方法：2003-01/2008-12海口市人民医院进行异基因外周血造血干细胞采集的健康捐赠者16例,随机分为2组,单纯动员组6例,皮下注射粒细胞集落刺激因子5.0~10.0 μg/(kg•d),共5 d;联合组10例,在单纯动员组基础上,静脉推注地塞米松10 mg。每例供者均采集2次外周血造血干细胞,单纯动员组与联合组又各分为2 h,4 h两个亚组,即若在第4天动员后2 h采集,则第5天在动员后4 h采集;若在第4天动员后4 h采集,则第5天在动员后2 h采集。16例供者采集量为4.0~5.0 mL,推赶量3.0~5.0 mL,总循环血量6.7~10.1 L。 结果与结论：单纯动员组、联合组采集的单个核细胞数均达到(4.0~8.0)×108 kg-1。与2 h亚组比较,两组4 h亚组采集物的单个核细胞数均明显增加(P < 0.05)。提示粒细胞集落刺激因子动员后第4,5天进行采集,4 h采集物的细胞浓度明显高于2 h;供者采集时循环血量是其自身循环血量的1.8~2.2倍时已能一次采集足够量的细胞数,有较合理的采集时间-价值-效益的关系。     

p38MAPK信号通路与应力介导成肌细胞的凋亡*

背景：在体内条件下,细胞力学的功能研究因其所处生理环境的复杂性、实验条件的不易控制而很难得到满意结果。 目的：在成功构建成肌细胞体外培养-力学刺激模型的基础上,研究p38MAPK信号通路在成肌细胞凋亡中的作用及其机制。 方法：将体外培养的C2C12细胞分为对照组和SB203580组,SB203580组中加入 20 mmol/L的p38MAPK抑制剂SB203580。应用细胞应力加载装置Flecell Strain Unit-5000T给细胞提供15%的力值,分别施加0,6,12,24 h的周期性张应力。每分钟10个循环,每循环包括3 s牵张,3 s松弛。Hoechst 33258染色观察细胞的形态学变化;流式细胞仪检测细胞凋亡情况;RT-PCR法检测促凋亡基因bax mRNA的表达;Western blot检测信号通路中p38MAPK和p-p38MAPK蛋白的表达。 结果与结论：随着加力时间的延长,细胞逐渐出现核固缩及凋亡小体,凋亡率增加(P < 0.05),bax mRNA表达增多(P < 0.05);细胞p38MAPK和p-p38MAPK蛋白均在加力6 h达到最低,此后逐渐升高。p38MAPK抑制剂SB203580可抑制加力引起的细胞凋亡,减少bax mRNA及p38MAPK和p-p38MAPK蛋白的表达(P < 0.05)。说明p38MAPK信号通路在应力介导的成肌细胞凋亡中起到重要的作用。     

包裹转化生长因子β1壳聚糖缓释微球的研制*

目的：制备包裹转化生长因子β1的壳聚糖微球,并分析其各种特性。 方法：将壳聚糖溶解在2%乙酸中,利用吐温-80作为乳化剂,多聚磷酸钠作为交联剂,以乳化交联法制备载有转化生长因子β1的壳聚糖微球;同时制作空壳聚糖微球以及包裹牛血清白蛋白的壳聚糖微球作为空白对照和实验对照。对获得的3种冻干微球的形态,直径大小进行观察,对转化生长因子β1壳聚糖微球的分散情况及所载药物的体外释放情况进行检测,并测定空壳聚糖微球及包裹牛血清白蛋白壳聚糖微球的吸水膨胀率。 结果：冻干后的微球经过扫描电镜观察后发现：空壳聚糖微球直径约15 μm,表面光滑,有较多微小孔隙,而包裹了牛血清白蛋白及转化生长因子β1的壳聚糖缓释微球直径约为1 μm,大小较均一,表面光滑。包裹了转化生长因子β1的壳聚糖微球在释放实验中前12 h内释放速度较快,随后趋于平缓。6 d内微球的转化生长因子β1释放率为53.5%。壳聚糖微球及包裹了牛血清白蛋白的壳聚糖微球在1 h后增加的质量基本达到平衡,均超过700%,且发现微球越是在酸性环境中,吸水膨胀率越高。 结论：实验采用乳化交联法制备包裹转化生长因子β1的壳聚糖缓释微球的方法简单易行,成球性好,得率高,具有良好的缓释效果。且壳聚糖微球的超强吸水膨胀率对软骨组织工程支架提出了孔径大小及强度的要求。 关键词：壳聚糖;缓释微球;转化生长因子β1     

基于嵌入式Linux和GPRS远程心电监护的终端设计

实验设计了一种基于嵌入式Linux和GPRS的多任务远程心电监护终端，实现了心电信号的实时采集、显示、分析、存储及远程无线传输，同时实现了人机交互，扩展了终端的功能。硬件方面，采用ARM9核心的S3C2410A作为处理器，采用Q2403A作为GPRS通信模块，采用TFT液晶触摸屏作为人机交互界面。软件方面，移植了2.6.15版本内核的Linux操作系统，整个终端的软件设计基于嵌入式Linux。文章重点讨论了软件设计部分3个关键问题的实现方法。①任务模块的划分：根据心电监护终端的多任务要求和系统的结构化要求，将软件部分划分为6个任务模块。②多任务的实现及实时性的保障：终端多任务的实现运用了Linux的多线程机制；实时性的保障除了运用多线程外，还对Linux内核的时钟中断函数进行了一定的改造。③GPRS的实现：利用Linux本身的TCP/IP协议栈和其拨号程序完成GPRS网络的接入，之后通过Socket编程实现监护终端与远程心电监护中心的双向数据传输。     

组织工程生物反应器嵌入式实时检测控制系统的设计**

背景：组织工程生物反应器通过模拟体内环境,可为细胞或组织提供适宜的生长条件,并能培养出与体内结构和功能相似的三维细胞或组织。目的：对水平旋转生物反应器培养细胞或组织的环境需求进行分析,针对其特殊的环境需求提出了基于Linux和ARM9嵌入式处理器的生物反应器检测控制系统设计。方法：以系统对实验室自制的生物反应器进行控制监测。实验主要完成支架材料制备,实验用主要仪器(自动台式灭菌器,气液膜,液液膜电子分析天平等)准备,实验材料-骨髓间充质干细胞的原代、传代培养及制备,以及系统对反应器的转速和蠕动泵控制,温度,pO2,pH值的检测。结果与结论：与单片机控制检测系统相比,改进系统驱动控制方式,提高了控制精度,增强检测灵敏度。同时新设计增加了养分压以及pH值检测,进一步完善了反应器的功能。关键词：水平旋转生物反应器;嵌入式处理器;Linux系统;检测控制;组织构建     

Myelin acquisition in the central nervous system of the mouse revealed by an MBP-Lac Z transgene.

Myelin has pronounced effects upon the morphology, function, and growth of axons in the mammalian CNS. Consequently, oligodendrocyte development and myelination have been investigated using a wide variety of histological, immunocytochemical, ultrastructural, and biochemical techniques. While many of the spatial and temporal features of myelin appearance have been characterized, for any one species only limited regions of the CNS have been investigated. To address this limitation, we have derived transgenic mice in which the bacterial Lac Z gene is regulated by promoter elements of the myelin basic protein gene. When differentiating oligodendrocytes begin to elaborate recognizable myelin, they initiate expression of the MBP-Lac Z transgene and accumulate readily detectable levels of beta-galactosidase. Here, we exploit the sensitivity, resolution, and ease of beta-galactosidase histochemical assays to characterize the temporal and spatial patterns of CNS myelination in the mouse. Many features of the myelination program revealed by this approach were predicted by the immunocytochemical and ultrastructural data derived from other species. Nonetheless, previously undocumented patterns were also encountered. beta-Galactosidase was expressed first by oligodendrocytes in the ventral spinal cord, 1 d prior to birth. There, myelination proceeded in a strictly rostral-caudal direction, whereas in the dorsal cord, myelination initiated in the cervical enlargement and proceeded in both rostral and caudal directions. In the cerebellum, deep regions myelinated first, and in the optic nerve, myelination initiated at the retinal end. In contrast, the lateral olfactory tracts, pons, and optic chiasm initiated myelination along their entire course.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

Endovascular management of an embedded intracranial knife

BACKGROUND: Endovascular therapy (ET) is infrequently used in the setting of acute penetrating intracranial trauma. METHODS: We report a case where ET was used immediately prior to and following removal of an embedded intracranial knife, which was found to be disrupting the anterior cerebral artery. RESULTS: The proximal vessel was coiled and angiographically occluded and then the knife was removed with the microcatheter in place. Immediate angiography allowed us to see and quickly treat the contrast extravasation with further coiling. Despite full medical management, the patient died of elevated intracranial pressure. CONCLUSION: In this severely injured patient, endovascular therapy represented the most suitable means to attempt safe removal of the knife.     

The mouse Engrailed genes: a window into autism

The complex behavioral symptoms and neuroanatomical abnormalities observed in autistic individuals strongly suggest a multi-factorial basis for this perplexing disease. Although not the perfect model, we believe the Engrailed genes provide an invaluable "window" into the elusive etiology of autism spectrum disorder. The Engrailed-2 gene has been associated with autism in genetic linkage studies. The En2 knock-out mouse harbors cerebellar abnormalities that are similar to those found in autistic individuals and, as we report here, has a distinct anterior shift in the position of the amygdala in the cerebral cortex. Our initial analysis of background effects in the En1 mouse knock-out provides insight as to possible molecular mechanisms and gender differences associated with autism. These findings further the connection between Engrailed and autism and provide new avenues to explore in the ongoing study of the biological basis of this multifaceted disease.     

Insights into pathophysiology and therapy from a mouse model of Dravet syndrome

Mutations in voltage-gated sodium channels are associated with epilepsy syndromes with a wide range of severity. Complete loss of function in the Na(v) 1.1 channel encoded by the SCN1A gene is associated with severe myoclonic epilepsy in infancy (SMEI), a devastating infantile-onset epilepsy with ataxia, cognitive dysfunction, and febrile and afebrile seizures resistant to current medications. Genetic mouse models of SMEI have been created that strikingly recapitulate the SMEI phenotype including age and temperature dependence of seizures and ataxia. Loss-of-function in Na(v) 1.1 channels results in severely impaired sodium current and action potential firing in hippocampal γ-aminobutyric acid (GABA)ergic interneurons without detectable changes in excitatory pyramidal neurons. The resulting imbalance between excitation and inhibition likely contributes to hyperexcitability and seizures. Reduced sodium current and action potential firing in cerebellar Purkinje neurons likely contributes to comorbid ataxia. A mechanistic understanding of hyperexcitability, seizures, and comorbidities such as ataxia has led to novel strategies for treatment.     

脉搏波形采集与辅助诊断系统的设计

在分析现有脉搏信号测量技术及其处理方法的基础上，设计了以AT89S52单片机为下位机，PC机为上位机的脉搏信号采集装置。利用Delphi强大的数据库支持特性和Delphi与Matlab混合编程技术，开发了脉搏信号辅助诊断系统。该系统界面友好，操作简单，数据处理能力强，实现了脉搏信号的采集，脉搏波形的实时显示、回放等功能。通过对临床患者脉搏数据的实际采集和处理，验证了该系统的有效性和实用性。