基于USB接口的心音信号检测系统的研制

介绍了一种基于通用串行总线（USB）接口的心音信号采集、分析和处理系统。该系统包括高性能的心音传感器、预处理电路、A／D转换电路和与PC机通信的USB高速接口电路。心音信号经过传感器采集，通过预处理电路的放大、滤波，再经过A／D转换电路送到单片机，单片机把现场采集到的数据及时可靠地传递给PC机。通过实验表明，该系统能无创、快速、廉价和客观量化地对心血管病人和健康人的心肌收缩能力进行检测和评估，并为心力储备的评估提供了一个可靠的技术平台。     

基于蓝牙的心音采集系统中串行数据通信的研究和实现

研究心音可宏观认识心脏的健康水平和运动潜能,通过蓝牙技术将心音研究领域从静态拓展到动态检测领域,能获取更多研究信息.根据ACL蓝牙链路对心音信号采集和传输的有效性,本文使用串行数据采集和串行数据传输技术,实现了心音信号采集到PC机显示和保存,为后续分析评价工作奠定了基础.相应介绍了硬件接口电路及单片机C8051F000编程实现方法,并在上位机中讨论如何使用C Builder和Windows API函数进行串行接口编程.     

基于样本熵与决策树的麻醉意识深度评价指数的研究

麻醉意识深度监测是临床中保证全身麻醉(全麻)手术顺利进行的关键手段之一,脑电图(EEG)作为检测大脑皮层活动的主要信号,是评价麻醉意识深度的重要工具。本文根据脑电信号随麻醉意识深度变化的趋势,提出结合脑电分析中的时域、频域及复杂度方法,采用决策树分类器与最小二乘拟合法计算麻醉深度指数(DOAI)。利用临床采集的40例丙泊酚全麻手术患者的脑电信号和麻醉专家对信号的分类、评分对此方案进行验证,实验结果与目前临床上广泛使用的BIS指数进行对比,结果显示DOAI与BIS指数的Pearson相关性可达0.89,从而证实此方案的可行性与准确性,为麻醉监护工作者提供了一种思路。     

阳极经颅直流电刺激对脑卒中患者脑功能网络的影响

经颅直流电刺激(tDCS)在脑卒中治疗中应用潜力巨大,但其作用效应仍不明确。本研究基于脑电图(EEG)和图论分析探讨阳极tDCS干预对脑卒中患者的作用效应。对15例脑卒中患者施加阳极tDCS真刺激和伪刺激,以随机顺序间隔一周进行两次刺激,每次采集刺激前和刺激后静息态EEG信号。对每次采集的EEG信号,采用皮尔逊相关系数等分析方法研究各个导联间的关联性特征参数。基于分析结果,构建患者刺激前、后的脑功能网络,并分析网络特征参数的变化。结果显示,真刺激后脑功能网络的平均度、平均聚类系数、全局效率以及“小世界”属性值较刺激前均显著增大(P<0.05),特征路径长度显著减小(P<0.05),而伪刺激组相关参数变化未见显著差异(P>0.05)。结果表明,阳极tDCS干预对卒中后恢复性治疗具有积极影响,为其临床应用提供了实验依据。     

EEG非线性特征参数的研究

脑电图(EEG)记录了神经元群的电活动,为脑信息处理特征的研究提供重要的信息.基于相空间重构思想的时间序列分维算法(G-P算法)提取EEG信号的特征参数,讨论了G-P算法的三个重要参数,即无标度域、嵌入维数和延时的确定规则,记录大脑在不同状态下的EEG信号并计算其关联维数.实验结果表明,EEG关联维数可以有效地区分大脑不同状态的特征,关联维数可以作为脑信息处理的非线性特征参数.     

基于Labview的脑机接口实时系统

目的在Active One生理信号采集系统基础上实现脑机接口实时系统。方法系统利用瞬态视觉诱发电位来实现脑机接口,软件采用Labview7.1编程实现。设计四个刺激模块的脑机接口人机界面,采用同频次复合刺激方式实现多模块视觉刺激。应用累加平均与FIR滤波器提取视觉诱发电位信号,再通过计算相关系数实现信号识别。结果10名受试者参加了脑机接口实验。实验结果表明,基于Labview设计的视觉刺激器能够产生有效的视觉刺激。结论本文提出的实时信号处理方法提高了信噪比,实现了视觉诱发电位的提取与识别,能够判断出受试者所注视的目标,并将结果实时反馈到人机界面,实现了脑机接口实时系统。     

变参数混沌信号应用于经皮神经电刺激的探索研究

为了降低人体适应性对电刺激效果的影响,介绍了一种基于混沌信号的电刺激系统设计方法。首先在PC机上采用MATLAB软件构建混沌模型,经迭代运算产生混沌信号。用NI公司的数据采集卡USB-6251将信号输出到外部设备,再用LM3886模块对信号进行功率放大。经粘贴或绑缚在人体皮肤上的电极,传入信号以刺激内部神经。通过改变混沌模型的参数可获得不同的刺激效果,从而降低了因生理电刺激适应性而导致的电刺激效果变差的影响。测试结果表明:混沌信号的随机性增加了电刺激波形的多样性;混沌信号的规则性保证了电刺激过程的舒适感,提出的方法为电刺激仪器的设计提供了一个新的方向。     

视体联合刺激双模增进作用的研究

研究了视体单模靶刺激(V,S)与视体双模联合靶刺激(Sv)条件下大脑认知作用的差异及双模增进作用的神经机制.采用64道脑电(EEG)信号采集系统,记录了14个被试在视觉、体感觉和视体联合靶刺激条件下的脑诱发电位和行为学数据,检测了单模与双模间行为学(反应时间和错误率)和ERPs(P2,P3)数据的差异,并分析了行为学与...     

基于变频原理的超声波治疗仪设计

介绍一种新颖变频超声波治疗仪的设计方法.针对常用超声治疗仪存在的问题,提出了变频超声的学术思想,用不同频率的超声信号产生不同刺激深度的信号.采用MSP430系列超低功耗单片机作为控制芯片,压控振荡器作为产生可变频率的核心模块,配有显示模块、键控模块等.整机结构新颖,体积小,智能化程度高,操作方便,使用安全可靠.     

基于VS2010动态血压监测系统的设计

目的：伴随着生活水平的提高、生活节奏的加快、工作压力的增大,高血压疾病呈现出年轻化的趋势,因此近年来便携式、家庭化的动态血压监测系统成为研究热点。本文即阐述一种动态血压监测系统的设计,该系统能实现对患者血压24h的动态监测,且能将监测到的数据在PC机上显示,为高血压疾病的预防、诊断、治疗及治疗效果提供重要参考信息。方法：该系统由全自动充气放气袖带、压力传感器、信号调理电路、AD转换器、单片机控制模块、按键、存储卡、显示器件及PC机监测软件等部分组成。其中,该系统采用MSP430449单片机作为下位机,实现血压的检测、采集、存储及充放气模块电机的控制;PC机作为上位机,采用VS2010实现该系统监测界面的设计,采用Access作为数据库;单片机和PC机之间通过RS232实现数据通信。结果：该系统能实现对血压的动态监测,监测界面可以设置病人信息,设置通信协议,以柱状图、饼图、拟合线、数据报表等形式显示被测试者的测量数据,界面生动形象。结论：该监测系统能够有效的实现对血压的24h动态监测,监测到的数据能够以图表的形式显示,显示界面简洁友好,便于操作,因此该系统既可用于医院病房,亦可用于家庭,通用性较强。     

利用排列小波熵评价脑电信号中的爆发抑制水平

为了评价脑电信号的爆发抑制水平，本文从非线性动力学的角度出发，通过计算脑电信号的排列熵，再计算排列熵的小波熵，得到一种新的参数排列小波熵（PEWE）于量化脑电信号的爆发抑制水平。结果表明，在4例数据的测试中，PEWE与双谱指数模块输出的爆发抑制比指数的相关系数达0.942 5，因此，PEWE可以作为一种新参数来量化EEG信号的爆发抑制水平，为评价EEG信号的爆发抑制水平提供了新思路。 【关键词】脑电信号；爆发抑制水平；排列熵；小波熵     

Neuro-fuzzy closed-loop control of depth of anaesthesia

The utility of the auditory evoked potential (AEP) is under investigation as a feedback signal for the automatic closed-loop control of general anaesthesia using neural networks and fuzzy logic. The AEP is a signal derived from the electroencephalogram (EEG) in response to auditory stimulation, which may be useful as an index of the 'depth' of anaesthesia. A simple back-propagation neural network can learn the AEP and provides a satisfactory input to a fuzzy logic infusion controller for the administration of anaesthetic drugs, but the problem remains that of reliable signal acquisition.     

功率谱熵在局灶性缺血性脑损伤无创检测中的应用

为了对局灶性缺血脑损伤的程度进行无创诊断，并对损伤区域进行定位，用SD(Sparague—dawley)实验大鼠建立了一个局灶性缺血脑损伤的动物实验模型，采得缺血前到缺血30min时的缺血区域与正常区域的EEG(Electroencephalogram)信号，并采用功率谱熵对EEG信号进行了分析。结果发现局灶性脑缺血导致EEG信号的功率谱熵发生了明显的变化。缺血侧的EEG信号的功率谱熵在缺血15min时已经明显低于缺血前的正常值，在整个缺血过程中缺血侧的EEG信号的功率谱熵小于正常区域的功率谱熵。这表明EEG信号的功率谱熵是一种很好的表征脑缺血损伤的参数，具有计算简便、有效的优点。     

Measuring the hypnotic depth of anaesthesia based on the EEG signal using combined wavelet transform, eigenvector and normalisation techniques

This paper presents a new index to measure the hypnotic depth of anaesthesia (DoA) using EEG signals. This index is derived from applying combined Wavelet transform, eigenvector and normalisation techniques. The eigenvector method is first applied to build a feature function for six levels of coefficients in a discrete wavelet transform (DWT). The best Daubechies wavelet and their ranking value p are optimally determined to identify different states of anaesthesia. A statistic normalisation process is then carried out to re-scale data and compute the hypnotic depth of anaesthesia. Finally, a new function ZDoA is proposed to compute a DoA index which corresponds one of the five depths of anaesthesia states to very deep anaesthesia, deep anaesthesia, moderate anaesthesia, light anaesthesia and awake. Simulation results based on real anaesthetised EEGs demonstrate that the new index generally parallels the BIS index. In particular, the ZDoA index is often faster than the BIS index to react to the transition period between consciousness and unconsciousness for this data set. A Bland-Altman plot indicates a 95.23% agreement between the ZDoA and BIS indices. The ZDoA trend is responsive, and its movement is consistent with the clinically observed and recorded changes of the patients.     

小波分析理论在脑电分析中的应用

小波变换是一种把时间、频率（或尺度）两域结合起来的分析方法。它具有：（１）多分辨率；（２）相对带宽恒定；（３）适当地选择基本小波，可使小波在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力的特点，被誉为“分析信号的显微镜”。本系统以Ｗｉｎｄｏｗｓ为操作系统平台，将小波变换用于脑电信号分析，实现病历管理，１００Ｈｚ脑电信号采样，１０分钟脑电数据存储等功能，是一个在Ｗｉｎｄｏｗｓ３．１下开发的脑电分析系统。从脑电信号小波变换后的波形可以看出，各尺度信号不仅反映信号的频率信息，同时也反映信号的时间信息，意即反映此时ＥＥＧ的状态。而传统的傅里叶分析只能获得信号的整体频谱，不能反映时域信息     

近似熵在脑电监测麻醉深度中的应用

目的:探究脑电近似熵在麻醉深度监测中的应用。 方法:以2017年1月~2018年1月择期行全麻手术的80例患者为研究对象,测定所有患者麻醉前、麻醉诱导5 min、术中60 min、麻醉苏醒时脑电双频指数（BIS）、脑电近似熵,且观察不同丙泊酚血浆浓度、改良镇静/警觉评分（MOAA/S）BIS值、脑电近似熵值的变化情况,Pearson相关性分析BIS、脑电近似熵值与丙泊酚血浆浓度的相关性。 结果:麻醉诱导5 min、术中60 min BIS值、脑电近似熵值比麻醉前均显著降低（P<0.05）,且术中60 min的值显著低于麻醉诱导5 min时的值（P<0.05）;BIS值、脑电近似熵值随丙泊酚血浆浓度上升而下降,均呈显著负相关（P<0.05）;脑电近似熵在MOAA/S评分0~1分变化中有显著差异（P<0.05）,而BIS值无显著差异（P>0.05）。 结论:脑电近似熵对丙泊酚药效变化评价效果与BIS相当,但其相对在麻醉镇静深度判断上有优势。     

脑电生物反馈系统设计

脑电生物反馈仪是治疗儿童注意缺陷多动症很有效的工具.本文介绍了一套用于治疗注意缺陷多动症的脑电生物反馈仪的设计方法.该系统选用了已商品化的LQWY-N型脑电信号采集仪采集脑电数据,通过USB接口将数据传输给电脑进行信号处理,并在此基础上开发了系统软件,实现了脑电生物反馈功能.经过测试证实该系统具有很强的稳定性和可靠性,近期有望进一步用于临床实验.     

基于32位Windows的双泵复苏装置的控制系统

本文介绍一种新型双泵复苏装置的控制系统。此控制系统采用了上下位机结构，上位机采用奔腾以上的PC机，32位Windows操作系统为工作平台；下位机采用16位的80C196KC单片机，并由两片82C55实现上下位机之间的并行通讯。上位机主要是设置和调节双泵复苏的控制参数，并把设置好的参数通过并行通讯传递给下位机，以实现对下位机的控制，同时对下位机产生的控制脉冲波形进行监测；此外还具有心电等生理信号进行实时的采集、监测、存储和波形回放等功能。下位机主要是根据内置的或上位机传递下来的控制参数，以特定的算法产生双泵复苏所需的控制脉冲序列，去控制气阀的动作实施双泵复苏术。     

一种基于脑电信号的疲劳驾驶状态判断方法

通过研究疲劳驾驶时脑电信号的特征,提出了一种基于独立分量分析（independent component analysis,ICA）的脑波疲劳状态判断方法.利用模拟驾驶系统,采用NT-9200动态脑电仪采集驾驶员在清醒和疲劳状态下（连续驾驶4h以上）的脑电信号,对采集的多导信号进行独立分量分析,去除EEG信号中的眼电、肌电及工频等干扰,经过快速傅里叶变换（fast fourier transform,FFT）后计算出脑波中多种功率谱密度,求得疲劳指数F.实验结果表明,在疲劳状态下的疲劳指数F明显高于清醒状态下的F.本文提出的脑波疲劳状态判断方法可有效用以判断驾驶员的疲劳程度.     

Short-term habituation of auditory evoked potential and neuromagnetic field components in dependence of the interstimulus interval

Repeated auditory stimulation results usually in a response decrement of event-related potential components. In the current study, we investigated the impact of the interstimulus interval (ISI) on the response decrement. Healthy subjects were stimulated with trains of five tones, with an ISI of 600, 1,200, or 1,800 ms within the trains. Auditory evoked potentials (AEP) were recorded from the vertex, as well as neuromagnetic auditory evoked fields (AEF) from the left temporal region. Stimulus repetition led to a response decrement for the studied AEP components (N100 and P200) and AEF components (N100m and P200m). However, for all used ISIs, there was no further response decrement after the 2nd stimulus. The ISI affected only the magnitude but not the kind of the response decrement. No evidence for a gradual response decrement was revealed at any used ISI. This finding indicates that the response decrement is probably due to the refractoriness of cell assemblies involved in the generation of AEP and AEF components, rather than the result of a genuine habituation process. The finding questions habituation as the mechanism behind short-term decrements of AEP/AEF components.