一种独立成分分析的鲁棒算法及其在脑磁图数据分析中的应用

独立成分分析是一种新的信号处理统计方法。被广泛用于各个领域。在信号分析中面临的难题是：源信号的不同特性（既包括超高斯信号又包括亚高斯信号）；未知的独立源数目；传感器信号受到较大的加性噪声污染。针对以上难题，本文提出了一种独立成分分析的鲁棒算法。该方法先对观测数据作预处理，将包含噪声的高维传感器观测信号降维分解到信号子空间和噪声子空间。利用交叉验证法估计出独立源的数目（解决了独立成分分析本身不能确定源数目的缺陷）；然后利用快速稳定的FastICA算法分离独立成分。通过人工合成的数据和实际的脑磁图数据分析。验证了这种方法的功效。     

微血管红细胞流动的数值化仿真

目的研究微血管中红细胞特性,为治疗微血管疾病和研究微流体提供依据。方法采用计算流体力学方法(CFD)来研究微血管中血液流动的特性,用连续介质方法仿真微血管中红细胞之间以及红细胞和血管壁的相互作用;用流体体积法(VOF)仿真微血管中红细胞的变形和聚集。结果通过仿真结果得出微血管中红细胞在血浆中流动特性的数值化结果。结论数值化仿真微血管中红细胞的变形,能够部分得出导致微血管疾病的原因,可对日常保健和临床诊断起到指导作用。     

光在生物组织中传播的蒙特卡罗模拟

光在生物组织中的传播是一个复杂的过程,研究组织中光分布对于医学诊断、治疗有很重要的意义.本研究用蒙特卡罗方法模拟了高斯光束和平圆光束入射生物组织,计算了漫反射率、漫透射率及光吸收能量密度和光能流率随组织厚度和半径的变化情况.结果表明:入射的平圆光束的漫反射率和漫透射率比高斯光束变化慢,透射出组织的光子比反射出去的光子沿半径方向扩散更远,高斯光束能量分布更为集中,中心位置处能量吸收密度和光能流率均高于平圆光束,光能流率比光吸收能量密度变化平滑.     

基于小波变换的自适应滤波器消除脉搏波基线漂移

脉诊仪的研制中,由于呼吸运动和身体移位导致脉搏信号的基线漂移是必须克服的.本文提出了一种新的基于Meyer小波变换的自适应滤波器,其参考输入选择原始信号经小波分解后的高频分量.通过仿真和实际测量实验表明,该方法能有效消除脉搏波的基线漂移.     

用于睡眠呼吸暂停检测的心电特征稳定性分析

基于心电信号(electrocardiogram,ECG)的睡眠呼吸暂停检测具有十分重要的意义,很多研究致力于提高检测的准确率却忽视了特征的稳定性。本研究对用于睡眠呼吸暂停检测的心电特征进行稳定性分析,并建立呼吸暂停事件检测模型。基于集成稳定特征选择策略,将最小冗余最大相关(minimal-redundancy-maximal-relevance,mRMR)特征选择方法与稳健排序聚合(robust rank aggregation,RRA)方法结合,对45个心电特征进行稳定性分析。使用10折交叉验证及支持向量机(SVM)进行特征验证及检测模型建立。最终使用14个特征建立分类模型,在独立测试集上实现Acc=90.03%,Se=86.71%,Sp=91.73%,所选特征在稳定性及检测准确率方面有明显提高。     

随动坐标系在生物组织中光传播方面的应用

应用一种新的随动坐标系转换方法,给出用于转换生物组织中光子空间传输坐标的矩阵方程。该方程具有递推的形式且只涉及乘法运算,避免了传统算法中的计算溢出。将其用于光在生物组织中传播的蒙特卡罗模拟,表明可以有效节约机时,提高模拟效率,得到与传统坐标系相一致的结果。     

自动监护与无痛分娩闭环系统的设计与实现

目的设计并实现自动监护与无痛分娩闭环系统,用于胎儿监护和无痛分娩,以保障产妇和胎儿安全。方法该系统由监测系统、计算机系统、乳房按摩仪及笑气吸入装置等4部分组成。结果系统通过分析胎儿电子监护仪获得的胎心音信号、宫缩压力信号、胎动信号,用于控制乳房按摩仪和笑气吸人装置,在异常情况下自动报警、停止乳房按摩仪、关闭笑气吸人装置。结论该系统的使用,可实现产妇在意识清醒状态下的自动化监护与控制以及无痛分娩。     

前列腺特异抗原(PSA)启动子组织特异性鉴定

目的构建前列腺特异的PGL3-LUC表达载体,观察报告基因的表达情况以验证其组织特异性。方法经过改造的高效前列腺特异抗原(PSA)启动子全序列经酶切亚克隆入pGL3-basic荧光素酶报告基因载体,重组载体pGL3-psa转染前列腺癌细胞(Du-145)和肠癌细胞(HT-29),并应用双荧光素酶检测系统检测荧光素酶活性,排除转染过程误差。结果转染重组载体pGL3-psa诱导前列腺癌细胞荧光素酶活性明显增强,而空载体pGL3-basic和肠癌细胞的荧光素酶表达处于基础水平,比较差异有显著性意义P<0.05。结论构建的经过改造的高效前列腺特异抗原(PSA)启动子的荧光素酶报告基因载体,转染前列腺癌细胞后能够表达荧光素酶蛋白,具有组织特异性。     

基于CNN和频率切片小波变换的T波形态分类

心电实时监控是心血管疾病防治的重要手段.心电图中T波的变化是心肌缺血和心脏猝死等疾病的重要表征,T波形态自动识别是心电远程监控中一个重要问题.由于实时监护用心电的强噪声背景影响,传统的T波特征提取与分类算法遭遇瓶颈.提出一种结合切片频率小波变换和卷积神经网络的T波形态识别算法,包括:自动定位R波波峰位置与T波终点位置,...     

一种模拟三维红细胞变形的前向跟踪式格子B0ltzmann方法

将前向跟踪法与晶格波尔兹曼法相结合,研究三维双凹碟形胶囊式红细胞的变形.将红细胞模拟为内含牛顿流体的双凹碟形弹性薄膜胶囊,将薄膜内外的液体看做是具有不同物理特性的流体;使用晶格波尔兹曼方法的多块策略,改善细胞模型附近的网格,增加三维计算的准确度和效率.使用的细网格仅覆盖每个计算轴的40%,较同时选用离散为连接4 098个点的8 192个三角元的细胞薄膜模型,这不仅可以提高网格分辨率,而且还能节省计算时间.从理论上证明,在雷诺数不大于0.25的剪切流中,惯性作用对细胞变性的影响很小,同时得到无因次参数为0.05、细胞内外黏度比为0.2时三维健康红细胞的360.稳定坦克履行为.不仅成功模拟了惯性作用下典型的三维红细胞坦克履行为,而且使用的细网格仅占整个计算区域的6.4%,在保证计算准确度的同时,提高了计算效率,为模拟三维红细胞变形提供了一种更加可行的途径.