观看3D 电视前后的脑电变化与电极层次性布局

通过观看3D电视前后闭眼的脑电信号变化,寻找3D电视诱发的各脑区变化最明显的区域,由此研究3D电视健康评估体系专用的脑电极布局方法。选取40名身体健康,年龄在21～23岁的男性志愿者,按连续和间断两种实验模式平均分为两组,观看等长时间的3D电视,记录观看电视前后及整个过程的脑电信号;通过比较观看前后各通道间的闭眼脑电信号中α、β、θ波的3个波段相对能量、R值和A/B值的变化,统计各脑区具有统计学差异的通道数量,以分析各脑区变化的情况。由α、β、θ波的相对能量以及A/B值和R值对两组实验脑电信号分析,视觉区及其附近区域有统计学差异的通道有视觉枕区O1、O2通道及其附近的左顶P3通道、右后颞T6通道,额区及其附近有统计学差异的通道有前额FP2和左额F3通道,其余脑区中的中央区只有C4通道具有统计学差异。在3D电视诱发的脑区变化中,视觉区有最为明显的变化,额区有较为明显的变化,中央区局部略有变化。     

3D电视中不同图片的视觉诱发电位研究

目的使用不同参数的图片刺激志愿者以使其产生视觉诱发电位(visual evoked potential,VEP),通过分析其VEP的特征参数来探究3D图片的不同参数对人体的影响,以期解决3D电视引发的人体生理不适问题。方法以Neuroscan脑电仪为核心设备构建了实验测试系统,选取10名健康男学生,在接受图片刺激出现自身感觉不适时做出按键反馈。通过对整个实验过程中采集的脑电信号叠加平均的方法提取VEP,并用统计学方法分析不同参数图片与VEP之间的关系。结果所有图片均能刺激产生相似的实验波形和典型成分,但在不同亮度下P2成分的幅值出现明显差异,而在不同类型之间其潜伏期又有所不同。结论 P2成分可作为检测不同3D影像的特征参数。     

急性少量饮酒对P300参数的影响

为研究急性少量饮酒对认知功能的影响,对22名志愿者采集轻度饮酒前以及饮酒后两小时的脑电信号,利用事件相关电位技术提取P300电位,以P300峰值与潜伏期为指标对其进行研究。实验结果表明,志愿者饮酒后0.5 h到1.5 h内,P300峰值显著提高,其他时段无显著性差异,P300潜伏期各时段间均无显著差异。结合实验结果与神经行为认知状态测试(NCSE)得出结论,急性少量饮酒在短时间会提高大脑兴奋性,增强认知能力。     

多模态人体生理电信号的3D电视健康评估系统

为了满足3D电视健康评估多信号测量要求,应用高性能的生物采集芯片来设计可实时地采集所需人体电信号的硬件系统。该系统主要是采用ARM11微控制器S3C6410控制脑电/眼电采集芯片RHA2116和心电采集芯片ADS1298,并将芯片采集的数据通过控制芯片的USB口传至上位机软件,并可实时地显示和保存实验数据,再应用Matlab软件对各信号的数据进一步处理,进而做出健康评估。同时,针对观看3D电视脑区变化的不同设计出3D电视评估专用的脑电极放置方法和实验数据处理方式,可有效地对多信号的数据进行层次性分析。     

基于 P300的3D 影片背景视差过大对人体健康的影响

针对3D 影片中出现的背景视差过大是否会引起人体不适的问题，我们分析了20名志愿者先后观看明显含有背景视差过大的3D 片段和不含背景视差过大的3D 片段后 P300峰值和潜伏期的变化。发现志愿者在观看含有背景视差过大的3D 片段后 P300的峰值略高于观看相应不含该问题的3D 片段 P300的峰值，然而，观看含有背景视差过大的3D 片段后 P300的潜伏期略低于观看相应不含背景视差过大的 P300的潜伏期。结合志愿者的主观评价，可以得出短时间内出现的背景视差过大不会导致人体不适。     

肌电与血氧信号同步采集系统设计与实验研究

设计了表面肌电信号(surfaceelectromyography,sEMG)和血氧信号实时监测系统,用于探究肌肉疲劳过程中生理信号的变化,从而对肌肉疲劳进行检测。介绍了sEMG的分析方法,血氧检测的原理,阐述了系统方案。系统硬件部分以STM32为核心,目标肌群的sEMG采集由Ag/AgCl凝胶电极、三运放仪表放大器以及信号调理模块组成。血氧信号采集基于近红外光谱技术(near infrared spectroscopy,NIRS),包括光源、光源驱动、光电转换、信号调理等模块。系统软件部分基于实时uC/OS-Ⅲ的软件系统。通过等长收缩局部肌肉疲劳实验提取sEMG的特征参数;在前臂阻断实验中计算出氧合血红蛋白(oxyhemoglobin,HbO₂)和脱氧血红蛋白(deoxyhemoglobin,Hb)的相对变化,从而验证系统采集两种信号的有效性。     

一种便携式脑电与血氧同步采集系统设计

为了方便且实时获取全面的脑活动信息,设计了一种便携式脑电与血氧同步采集系统,用于实时监测脑功能活动.脑电电极将探测到的脑电信号滤波、放大,经蓝牙发送给微处理器,解析出脑电数据;光电探头将光信号转换成电信号,经放大分离、滤波和AD转换处理后,依据郎伯-比尔定律(Lambert-Beer law)计算出含氧血红蛋白(ΔHb...     

3D影片中深度信息与观看者疲劳度的关联研究

通过采集志愿者观看不同深度信息的3D影片时的脑电数据,来研究影片的深度信息对观看者疲劳产生的影响。本研究选取了10名健康的男性志愿者,分别观看5部不同深度信息的3D影片片段,记录其观看前后的脑电信号。通过计算观看前后各频带的功率谱,得出疲劳因子R=(P_α+P_θ)/P_β的比值变化情况。设计了问卷,定性了解志愿者的疲劳程度,并用统计学方法分析了深度信息和对应R值、主观疲劳值两者之间的关系。结果表明,在观看不同深度信息的3D影片后,全部志愿者主观反映眼部出现沉重、酸胀、刺痛等疲劳症状和其他不适,并且有14个导联的R值上升,在导联F4、C4、F7尤其明显。结论是：（1）深度信息与疲劳度有密切的关联性,平均深度信息和标准差越大,也越容易产生疲劳;（2）相同深度信息的交叉视差比非交叉视差更能引起疲劳;（3）疲劳因子R值与主观疲劳问卷可以作为观看3D影片疲劳评估的一个参考指标。、     

3D电视图片视差引发的EEG和VEP变化的研究

采集志愿者观看3D电视不同视差图片时的脑电信号,分析其在观看过程中产生的视觉诱发电位,计算各波段功率得到视觉疲劳因子R值,以此来探究3D影片中视差因素对人体健康的影响,为3D片源的制作提供一定的指标参考。基于Neuroscan脑电仪搭建实验系统,选取10名健康志愿者观看不同视差的3D图片,采集脑电信号的同时当其感觉不适时（刺痛感或者眩晕感）通过按键反馈。对采集的脑电信号中枕部视觉功能区的O1、Oz、O2等3个导联的数据采取叠加平均的方法提取其视觉诱发电位(VEP),得到N₁₃₅成分波和P₂₆₀成分波;将预处理后的脑电信号依照相同的图片刺激序号进行叠加,将结果用Matlab的EEG工具包进行相对功率计算,进一步得到疲劳因子R值。结果表明,不同视差图片诱发的VEP的电位幅值和潜伏期有所差异,潜伏期的差异尤为明显（不同分组的均值变化为30%）;志愿者观看只有负视差的3D图片时疲劳因子R值较大,即所有导联的均值比其他分组图片高10%。P₂₆₀成分的幅值和潜伏期可以作为评价3D片源的一个参考指标;负视差的图片更容易引起人眼的疲劳;正负视差都有的图片引起的疲劳度等级最低。     

生物医学工程专业科学实验探究课的探索与实践

目的:针对生物医学工程专业实验内容涉及动物生理参数采集、电路系统设计、信号处理等的特点,探索该专业科学实验探究课程的教学改革方法。方法:以引导学生观摩、实践、探究为出发点,从探究课的意义、课程设计的基本原则、课程教学的实施方案、课程持续改进建议、实际教学案例等方面进行论述。结果:提出了课程教学的4条基本原则,确定了"教材为引,理论为本,实践为主,讨论为上,探索为线"的实施方案,强调了以"探究"为要旨的课堂准则。同时重点围绕学生反馈、科研进展、实验平台更新等因素,给出了课程持续改进的建议。结论:实际教学案例表明,所提出的方案使学生对生物医学工程专业的探究实验有了更加深刻的理解,推动了多学科的融合和交叉研究人才的培养。该方案对同行具有重要的借鉴意义。