呼吸信号检测技术研究现状

呼吸检测方法主要分为接触式和非接触式2大类.接触式检测方法包括容积式呼吸检测法、速度式呼吸检测法、温度检测法、位移检测法、阻抗检测法、可穿戴技术和睡眠床垫等.这些方法属于无创检测且技术成熟,但都需要电极或传感器直接或间接接触人体,使人体受到一定的约束或限制,不适合用于严重烧伤患者和新生儿的呼吸监测.非接触式检测利用电磁波、光等媒介,使用无需与人体接触的电极或传感器,可在人体自然状态下对呼吸信号进行非接触检测,特别是基于红外线和生物雷达的非接触检测方法,已成为国内外研究的热点,可用于临床、社区医疗及家庭监护.     

基于足底压力的步态识别研究进展

步态识别作为一种新兴的生物识别技术,通过对人体走路等活动姿态的数据收集、分析对个体进行识别,从而达到精确定位个体或进行医疗诊断、有效康复、运动锻炼等研究。该文阐述了基于足底压力的步态识别研究的背景,分析了其主要方法及影响因素,并对其存在的不足进行讨论,提出其未来的发展方向。     

生物雷达信号处理方法研究进展

生物雷达是雷达技术与生物医学工程技术相融合、可在较远距离探测生命信号的特殊雷达,是近年来国外提出的一种新概念雷达.该技术可用于生命体征探测以及非接触临床监护领域.生物医学信号处理方法是该技术得以实现的重要条件.生物雷达信号容易受到检测对象及环境的干扰,特别是呼吸运动回波信号较强,对心搏信号产生混合干扰,使其无法独立检出.因此大量信号处理方法运用在该技术的各个方面.介绍了生物雷达技术进展,以及当前主流信号处理方法的应用情况.     

生物雷达技术的研究现状

利用生物雷达技术检测人体生命体征信号(呼吸、心率等)成为生物医学工程研究中产生的一个崭新的领域,其主要任务是间隔一定的距离、穿透一定厚度的介质对人体的生命体征进行非接触检测,该技术可以广泛应用于军事医学、灾害医学、城市反恐等领域。     

基于多参数模型结合的步态特征提取新方法

为弥补单一模型识别能力的不足,削弱因步速、衣着、光照等变化的影响,提出小波分解(WD)、不变矩(IM)并结合骨架理论(ST)提取步态特征参数的新方法.其技术流程为:先分割出人体目标轮廓,并将其规格化叠加处理,获取步态特征图;再将小波分解与不变矩结合,提取含人体整体模型信息的矩参数;同时将步态特征图骨架化,提取含人体简化模型信息的骨架特征参数;最后将矩参数与骨架参数作为识别参量,输入支持向量机(SVM)进行步态识别.使用自建的天津大学红外步态数据库(TIGD)进行试验,其正确识别率为84%～92%.表明多参数模型相结合的方法有利于提取步态的本质结构特征.     

生物雷达技术的研究现状

利用生物雷达技术检测人体生命体征信号(呼吸、心率等)成为生物医学工程研究中产生的一个崭新的领域，其主要任务是间隔一定的距离、穿透一定厚度的介质对人体的生命体征进行非接触检测，该技术可以广泛应用于军事医学、灾害医学、城市反恐等领域。     

基于微波非接触式呼吸检测系统设计

本研究采用微波雷达法研制出基于微波非接触人体呼吸检测系统对人体呼吸进行检测,并设计了两种测试方案。第一种方案与权威商用呼吸设备做同步数据采集比较;第二种方案在不同人群及人体不同体位情况下进行呼吸检测,体位分为平躺、侧躺、坐立。通过系统测试,验证了该微波系统检测信号的唯一性,即检测出的信号就是真实呼吸信号;同时验证了微波系统具有较高的鲁棒性。说明基于微波非接触呼吸检测系统可对人体呼吸进行有效检测,进一步为临床医学提供一种非接触检测设备。     

多视角步态识别新算法的难点与动向

步态识别是一种具有远距离非侵犯性特点的生物特征识别技术,它根据人们走路姿态的不同,从步行运动图像中提取特征进行身份的识别。一个完整的步态识别过程通常包括:步态序列获取、步态检测、步态提取和分类识别。本文简要介绍了这四个过程的常用方法,针对特征提取方法,从视角数目的不同进行了分类,重点介绍了近几年多视角步态识别的新算法,并总结了当前步态识别研究中存在的问题,展望了未来的发展趋势。     

步态识别研究现状与进展

步态识别是生物特征识别技术中的一个新兴领域，它旨在根据人们的行走方式进行身份识别或生理、病理及心理特征检测，具有广阔的应用前景，因此引起了国内外许多研究者的浓厚兴趣，成为近年来生物医学信息检测领域备受关注的前沿方向。本文主要介绍了利用步态特征进行身份识别的基本原理与方法及其潜在的应用前景，分析了其国内外研究现状与存在的关键技术难点，并展望了其可能的发展趋势。     

心冲击图的雷达式非接触检测技术研究

本文介绍了一种检测人体心冲击图的全新技术。该技术运用多普勒雷达原理 ,采用低功率 (P <1mW)毫米波 (λ =8mm)为探测信号 ,探测距离S >10m。在检测对象着各类衣服 ,处于不同姿势、不同的天线照射角度等情况下 ,该技术均可较高质量的非接触、无约束检测到人体心冲击图。该研究为临床监护、家庭保健监护、灾害救护提供了诱人的前景。     

基于视频图像边缘检测的人体下肢运动步态

背景：步态规律主要应用人体行走的运动学、动力学等参数进行描述。目前在运动医学、康复工程和仿生学等领域,步态分析可为确定疾病诊断、康复和治疗方案提供重要依据。 目的：应用基于人体运动图像的测量装置系统,采集人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频,分析人体步态运动规律。 方法：采用基于双摄影机的人体运动图像捕捉系统,在人体的左右髋关节、膝关节、踝关节及脚板设置标识点,对人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频进行采集。应用图像边缘检测的原理,对测量数据进行了图像处理和分析,得到人体正常步速行走时,左右大腿与竖直方向夹角、小腿与竖直方向夹角、脚板与竖直方向夹角及膝关节、踝关节标识点的关节角度变化规律。 结果与结论：基于视频图像边缘检测人体下肢的运动步态,成本相对低廉,数据误差较小,精度与进口设备较接近。应用该测量结果初步构建了人体步态行走数据库,为建立步态评定标准、异常步态判别以及进一步的康复治疗提供了依据。     

Multispectral optical imaging device for in vivo detection of oral neoplasia

A multispectral digital microscope (MDM) is designed and constructed as a tool to improve detection of oral neoplasia. The MDM acquires in vivo images of oral tissue in fluorescence, narrow-band (NB) reflectance, and orthogonal polarized reflectance (OPR) modes, to enable evaluation of lesions that may not exhibit high contrast under standard white light illumination. The device rapidly captures image sequences so that the diagnostic value of each modality can be qualitatively and quantitatively evaluated alone and in combination. As part of a pilot clinical trial, images are acquired from normal volunteers and patients with precancerous and cancerous lesions. In normal subjects, the visibility of vasculature can be enhanced by tuning the reflectance illumination wavelength and polarization. In patients with histologically confirmed neoplasia, we observe decreased blue/green autofluorescence and increased red autofluorescence in lesions, and increased visibility of vasculature using NB and OPR imaging. The perceived lesion borders change with imaging modality, suggesting that multimodal imaging has the potential to provide additional diagnostic information not available using standard white light illumination or by using a single imaging mode alone.     

A vision based proposal for classification of normal and abnormal gait using RGB camera

Human gait is mainly related to the foot and leg movements but, obviously, the entire motor system of the human body is involved. We hypothesise that movement parameters such as dynamic balance, movement harmony of each body element (arms, head, thorax…) could enable us to finely characterise gait singularities to pinpoint potential diseases or abnormalities in advance. Since this paper deals with the preliminary problem pertaining to the classification of normal and abnormal gait, our study will revolve around the lower part of the body. Our proposal presents a functional specification of gait in which only observational kinematic aspects are discussed. The resultant specification will confidently be open enough to be applied to a variety of gait analysis problems encountered in areas connected to rehabilitation, sports, children’s motor skills, and so on. To carry out our functional specification, we develop an extraction system through which we analyse image sequences to identify gait features. Our prototype not only readily lets us determine the dynamic parameters (heel strike, toe off, stride length and time) and some skeleton joints but also satisfactorily supplies us with a proper distinction between normal and abnormal gait. We have performed experiments on a dataset of 30 samples.     

基于LMCD的步态信号复杂度分析

目的步态信号的研究是现今生物医学研究的重点。对不同步态信号的分析,有助于进行临床诊断和医学研究。方法采用Lopez—Mancini—CalbetDivergence（LMCD）的复杂度分析方法,对老年人、年轻人和帕金森患者各10例的步态信号分别计算复杂度,并对实验数据进行方差分析。结果3种步态信号的复杂度差异显著性,年轻人的步态信号复杂度最大,老年人次之,帕金森患者的复杂度最小。结论基于LMCD的步态信号复杂度分析可以得出人的步态信号随机性的强弱。     

Effect of noise on the contrast detection threshold in visual perception

It has recently been shown that noise can improve the detection of stimuli in several sensory modalities. We herein investigated whether visual contrast detection sensitivity can be improved by adding a certain amount of noise. The contrast detection thresholds of a light changing brightness periodically were measured either with or without overlapping noise in 22 normal participants. Sinusoidal modulating light at 1 or 15 Hz was used as a signal. White noise was used to produce random flickering light as the noise. Participants were required to detect any changes in the brightness of the signal with or without noise. The contrast detection threshold, which was measured using a psychophysical method, decreased at around the threshold level of the noise intensity. The maximum facilitatory effect was obtained at a noise intensity of 5 dB. This effect was consistently observed regardless of the frequency of the signal (1 and 15 Hz). These findings indicate that noise can improve the signal detection in human visual perception.     

基于无线传感器技术的人体步态跟踪系统研制

设计了一套基于无线传感器网络技术的人体步态跟踪系统。首先在测试者腿部佩戴传感器节点实时采集运动加速度数据,通过传感器网络将数据发给PC机进行数据处理。PC机上采用卡尔曼滤波算法估计腿部运动状态向量(弯曲角度、摆动速度、水平/垂直加速度),从而建立运动模型实时跟踪人体步态运动。初步试验结果表明,系统能够准确地跟踪人体运动步态,具有准确性高、使用方便、可扩展性好和性价比高等优点,可广泛应用于人体运动功能康复评价等领域。     

人体通信技术研究进展

人体通信是一种利用人体作为信号传输途径的新型非射频无线通信技术,被设计用于进行医疗传感器网络间的通信。在2012年批准的无线体域网标准IEEE802156中,人体通信与窄带通信、超宽带通信一同被规定为搭建无线体域网的三种方法。人体通信依据耦合方式的不同可分为两种基本类型：电容耦合和电流耦合。文中首先对这两种类型的人体通信原理进行了介绍;之后详细说明了人体通信技术的产生、发展及现状,并通过与其他技术的对比总结了其优势与不足;最后指出了其未来发展的3个重要方向：植入式设备的人体通信、人体通信无线供能和磁场耦合式人体通信。     

Healthy humans use sex-specific co-ordination patterns of trunk muscles during gait

Human gait patterns differ considerably between the sexes. Therefore sex specific trunk muscle activation patterns can be expected. Healthy volunteers of both sexes (51 women, 55 men) walked on a treadmill at speeds from 2 to 6 km/h. Surface electormyography was recorded from five pairs of trunk muscles. Grand averaged root mean square (rms) curves and amplitude normalised curves were calculated. Mean amplitudes and relative amplitudes were calculated as well. Mean amplitudes as well as relative amplitude levels were not generally sex specific, but differed for single muscles. Grand averaged rms curves of all investigated muscles differed between sexes. At low walking speeds, differences mostly originated from mean amplitude level differences, alternating between sexes. At higher walking speeds, amplitude curves became more phasic, differences again alternated between sexes. Therefore, trunk muscle co-ordination during gait is sex-specific. Any interpretation of trunk muscle co-ordination patterns during gait requires sex specific normatives.     

上转换荧光材料的化学修饰及在免疫检测的应用

上转换纳米材料是近年来发展起来的新兴稀土荧光材料。在近红外光的激发下可将其转变成可见光这一光学特性,使其具有抗光漂白能力强、宽的反斯托克斯位移、低毒性以及无自体荧光干扰等优点,在免疫检测中可提高灵敏度和信噪比。上转换稀土纳米颗粒水溶性和分散性较差,因此要通过化学修饰成水溶性和分散性较好的上转换稀土颗粒,以进一步与生物分子偶联。本文主要在合成上转换纳米颗粒的基础上,对化学修饰的方法及荧光共振能量传递机制、基于磁分离富集的免疫检测技术、固相微孔板荧光标记技术、免疫传感技术和免疫层析技术的应用研究做一综述。上转换技术的成功应用解决了传统的纳米材料应用中低灵敏度的问题,在医学检测领域具有很大的应用潜力。