检索结果-内蒙古大学图书馆

生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 90-95页

作者：杜义浩孙梦雨李菁金王孝冉曹添福燕山大学电气工程学院、河北省智能康复及神经调控重点实验室、智能控制与神经信息处理教育部重点实验室河北秦皇岛066000

为实现手功能康复中肌力的量化评估,进而制定科学有效的康复训练策略,本文构建了多尺度卷积神经网络(MSCNN)—卷积块注意力模块(CBAM)—双向长短期记忆网络(BiLSTM)肌力预测模型,以充分挖掘数据的空间和时间特征,同时抑制无用特征,最终... 详细信息

为实现手功能康复中肌力的量化评估,进而制定科学有效的康复训练策略,本文构建了多尺度卷积神经网络(MSCNN)—卷积块注意力模块(CBAM)—双向长短期记忆网络(BiLSTM)肌力预测模型,以充分挖掘数据的空间和时间特征,同时抑制无用特征,最终实现提高肌力预测模型的准确性。为验证本文所提模型的有效性,将本文模型与支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、卷积神经网络(CNN)、CNN—挤压激励网络(SENet)、MSCNN—CBAM和MSCNN—BiLSTM等传统模型进行对比;考察将手部施力从40%的最大自主收缩力(MVC)变成60%的MVC时模型肌力预测的效果。研究结果发现,随着手部施力的增大,肌力预测模型的效果变差;再利用消融实验分析各模块对肌力预测结果的影响程度,发现CBAM模块在模型中起着关键作用。综上,利用本文模型能够有效提高肌力预测的准确性,深入了解手部肌肉活动的特征和规律,为进一步探索手部功能的机制提供帮助。

关键词：肌力预测卷积块注意力模块多尺度卷积神经网络手部施力消融实验

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动作捕捉数据驱动的神经退行性疾病运动评估研究进展

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 396-403,408页

作者：吴均浪郭威罗可欣何玲(综述) 杨观赐(审校) 贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵阳550025 贵州省职工医院贵阳550025

神经退行性疾病(NDDs)是一组异质性神经系统疾病,可引起中枢神经系统或外周神经系统中神经元的进行性损失,继而造成肢体运动能力的下降。动作捕捉作为一种高精度、高分辨率采集人体运动数据的技术,其驱动的NDDs运动评估可以有效提取运... 详细信息

神经退行性疾病(NDDs)是一组异质性神经系统疾病,可引起中枢神经系统或外周神经系统中神经元的进行性损失,继而造成肢体运动能力的下降。动作捕捉作为一种高精度、高分辨率采集人体运动数据的技术,其驱动的NDDs运动评估可以有效提取运动特征,进而评估患者运动能力或疾病严重程度。本文围绕动作捕捉数据驱动的NDDs运动评估最新研究进展,在扼要介绍NDDs运动评估数据集的基础上,根据特征提取和处理的方式将评估方法分为三类:基于统计分析的NDDs运动评估方法、基于机器学习的NDDs运动评估方法和基于深度学习的NDDs运动评估方法。然后,从数据构成、数据预处理、评估方法、评估目的与评估效果方面对比分析了三类方法的技术要点和特点。最后,讨论并展望了NDDs运动评估的发展趋势。

关键词：神经退行性疾病动作捕捉运动特征运动评估

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呼吸机关键性能参数自动化测试系统的设计与验证

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 164-173页

作者：李咏臻王伟张春元张夏陈正龙胡兆燕上海健康医学院医疗器械学院上海201318 上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 上海市医疗器械检验研究院上海201318

以传统人工方式检测呼吸机通气性能,工作量巨大、检测周期长、数据记录繁琐易错,难以满足当下呼吸机研发制造对检测效率的要求,因此本研究设计了一套呼吸机关键性能参数自动化测试系统。该系统主要包括呼吸机气流分析仪、模拟肺自动切... 详细信息

以传统人工方式检测呼吸机通气性能,工作量巨大、检测周期长、数据记录繁琐易错,难以满足当下呼吸机研发制造对检测效率的要求,因此本研究设计了一套呼吸机关键性能参数自动化测试系统。该系统主要包括呼吸机气流分析仪、模拟肺自动切换模块和测试控制平台三部分。在测试软件的控制下,该系统能够实现呼吸机关键性能参数的自动化测试,并生成最终的测试结果报告。为验证本文设计系统的有效性,使用该自动化测试系统和传统人工检测方法,分别对两种不同品牌的呼吸机在四种不同工况下的潮气量、氧浓度和呼气末正压精度进行测试。布兰德—阿尔特曼(Bland-Altman)统计方法分析表明,上述所有呼吸参数的自动化测试精度与人工测试精度二者具有良好的一致性;在检测效率方面,自动化测试系统检测用时约为人工检测的1/3。研究结果表明,本文设计的自动化测试系统为呼吸机的质量检测和计量校准提供了一种全新的方法与手段,具有广泛的应用前景。

关键词：呼吸机自动化测试潮气量氧浓度呼气末正压

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啮齿类动物经颅时间干涉电刺激定量分析:针对电极排列的仿真研究

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 280-287页

作者：刘小玺于洪丽垢福帅杜博爱卢鹏屹王春方河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300130 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 天津市人民医院康复医学科天津300121 天津市康复医学研究所天津300121

经颅时间干涉电刺激(tTIS)是一种新型经颅电刺激方式,通过多个电极施加不同频率的电场实现无创深部脑刺激。目前,关于tTIS作用效应机制的研究多是基于啮齿类动物,但实验结果受电极排列方式的影响较大。为进一步提升tTIS在啮齿类动物有... 详细信息

经颅时间干涉电刺激(tTIS)是一种新型经颅电刺激方式,通过多个电极施加不同频率的电场实现无创深部脑刺激。目前,关于tTIS作用效应机制的研究多是基于啮齿类动物,但实验结果受电极排列方式的影响较大。为进一步提升tTIS在啮齿类动物有限的头部空间中的效果,本文提出了多种tTIS电极排列方式,并利用真实小鼠模型进行了有限元仿真。结果显示,腹背排列、4通道-双端排列、2通道排列分别在聚焦性、激活脑区的扩散、对头皮的影响程度评价指标中表现最佳,与传统经颅直流电刺激(tDCS)相比分别提升了94.83%、50.59%、3 514.58%。本研究为后续啮齿类动物tTIS研究中电极排列方式的选取提供了参考。

关键词：经颅电刺激时间干涉电极排列

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病程相关的精神分裂症患者大脑灰质体积发展轨迹

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 293-299,307页

作者：常鑫杨智欢唐英杰孙小滢罗程尧德中电子科技大学生命科学与技术学院神经信息教育部重点实验室、成都脑科学研究院临床医院成都611731 中国医学科学院神经信息创新单元2019RU035 成都611731 电子科技大学四川省高场磁共振脑成像重点实验室成都611731

不同疾病阶段的精神分裂症患者灰质体积的改变往往受到不同病理机制的调控。相对于分析患者阶段性变化,本研究联合多元结构协变模型和滑动窗方法,探究了病程相关的精神分裂症患者大脑灰质体积发展轨迹。该轨迹被定义为稀疏化有向矩阵表... 详细信息

不同疾病阶段的精神分裂症患者灰质体积的改变往往受到不同病理机制的调控。相对于分析患者阶段性变化,本研究联合多元结构协变模型和滑动窗方法,探究了病程相关的精神分裂症患者大脑灰质体积发展轨迹。该轨迹被定义为稀疏化有向矩阵表征的一系列病程顺序激活的脑区。将该方法应用于145例精神分裂症患者的结构磁共振影像数据,观察到精神分裂症灰质体积从皮层到皮层下的连续发展轨迹,平均每0.208年变化一次,时间窗口覆盖了20.176年,起点广泛分布于除腹侧注意网络外的所有其他网络。该研究结果有利于加深对精神分裂症神经病理机制的理解,且有助于根据灰质体积异常起点脑区开发辅助临床诊断及干预的方法。

关键词：精神分裂症灰质体积结构协变网络发展轨迹

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基于霜冰算法优化变分模态分解的电阻抗断层扫描中肺通气和肺灌注信号分离方法研究

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 228-236页

作者：高国斌李坤李俊瑶朱明旭王煜闫孝姮史学涛辽宁工程技术大学电气与控制工程学院空军军医大学军事生物医学工程学系西北工业大学医学研究院

胸部电阻抗断层扫描(EIT)测量中实时获取肺部通气和灌注信息具有重要的临床意义,故本研究提出了一种胸部EIT中基于霜冰(RIME)算法优化变分模态分解(VMD)的分离肺通气和肺灌注信号的新方法,能从EIT重建图像前的原始电压数据中直接分离肺... 详细信息

胸部电阻抗断层扫描(EIT)测量中实时获取肺部通气和灌注信息具有重要的临床意义,故本研究提出了一种胸部EIT中基于霜冰(RIME)算法优化变分模态分解(VMD)的分离肺通气和肺灌注信号的新方法,能从EIT重建图像前的原始电压数据中直接分离肺通气和灌注的相关信号,并可分别进行成像。为验证该方法的有效性,本研究招募了16名健康志愿者,采集其正常呼吸以及吸气屏息两种状态下的EIT数据,同时基于RIME算法,以最小包络熵为适应度函数寻求VMD法的最优参数组合,利用优化后的VMD对EIT全部测量通道的原始数据进行分离,并通过频谱分析识别相关分量重构出新的肺通气与灌注信号。研究结果显示,将分离的正常呼吸状态肺灌注图像与吸气屏息状态的肺灌注图像进行相似性对比,16名志愿者的结构相似性系数(SSIM)平均达到84%左右,相较于传统频域滤波方法(FDFM),肺灌注成像的准确性得到显著提升。本研究提出的方法有望为实时肺部通气和灌注监测提供更精准的技术手段,对推动EIT在呼吸系统疾病诊疗中的临床应用具有重要价值。

关键词：电阻抗断层成像血流灌注肺通气变分模态分解霜冰算法

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重症监护病房医疗设备物联网方案设计与应用实现

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 65-72页

作者：梁洪孙继鹏范勇曹德森何昆仑张政波毛智中国人民解放军总医院医学创新研究部北京100853 中国人民解放军总医院医疗保障中心北京100853 中国人民解放军总医院第一医学中心重症医学科北京100853

重症监护病房(ICU)医疗设备密集,设备种类繁多,医疗设备数据采集的准确性和时效性要求高,因此ICU医疗设备物联对于提高医疗和护理质量、发展数字化和智能化ICU具有重要意义。本文围绕ICU医疗设备物联网开展系统性研究,提出了创新性的解... 详细信息

重症监护病房(ICU)医疗设备密集,设备种类繁多,医疗设备数据采集的准确性和时效性要求高,因此ICU医疗设备物联对于提高医疗和护理质量、发展数字化和智能化ICU具有重要意义。本文围绕ICU医疗设备物联网开展系统性研究,提出了创新性的解决方案,包括整体架构设计、设备物联与数据采集方法、数据标准化方法、平台建设及应用实现等。整体架构按照感知层-网络层-平台层-应用层设计,提出了3种设备物联与数据采集模式,提出了基于患者监护设备医疗健康信息集成规范(IHE-PCD)的数据标准化方法。本研究在解放军总医院进行了实践验证,共实现4个ICU病区122台设备物联,接入存储数据217.6亿条,数据量12.5 TB,解决了在ICU难以系统性进行医疗设备数据采集和数据整合的问题,取得的显著效果证明了本研究的可行性与可靠性。本文的研究成果为医院ICU物联网建设提供了解决方案参考,为医疗大数据分析研究提供了更加丰富的数据支撑,可以支撑改善ICU医疗服务,推进ICU向数字化、智能化发展。

关键词：医疗物联网重症监护病房医疗设备数据采集临床应用

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基于微流控技术的血液生化指标即时检测研究进展

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 205-211页

作者：张华青胡灿杰齐鹏嘉俞展路陈玮(综述) 童基均(审校) 浙江大学医学院附属第二医院临床医学工程部杭州310009 浙江理工大学信息科学与工程学院杭州310018 杭州柏医健康科技有限公司杭州311217

血液生化指标是医生诊断与治疗的重要依据,相关仪器的性能、操作人员的资质、血液样本的保存方法与时间等多种因素均会影响检验结果的准确性。然而,现有手段难以满足快速检测和疾病早期筛查的临床需求。即时检测(POCT)是一种具有即时、... 详细信息

血液生化指标是医生诊断与治疗的重要依据,相关仪器的性能、操作人员的资质、血液样本的保存方法与时间等多种因素均会影响检验结果的准确性。然而,现有手段难以满足快速检测和疾病早期筛查的临床需求。即时检测(POCT)是一种具有即时、便携、精准、高效等特点的新型诊断技术,而微流控芯片能为POCT提供理想的实验反应平台,两者的结合能够实现自我采样、多靶标并行高通量检测,摆脱专业实验设备与条件的严苛要求。本文概述了血糖、乳酸、尿酸、多巴胺和胆固醇等常见生化指标现有的检测方法,着重介绍了基于微流控技术的POCT在血液生化检测中的应用现状,总结了目前已有方法的优势及面临的挑战,并对发展前景进行了展望,旨在为国内突破微流控技术壁垒及POCT产品研发提供相关依据。

关键词：即时检测微流控血液生化指标自我采样

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基于面部视频的非接触式心率测量的深度学习方法综述

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 197-204页

作者：关舒月吕奕谋李永春夏宬智齐林(综述) 徐礼胜(审校) 东北大学医学与生物信息工程学院沈阳110100 沈阳康慧类脑智能协同创新中心有限公司沈阳110100 东北大学医学影像计算教育部重点实验室沈阳110169 东北大学医学成像与智能分析教育部工程研究中心沈阳110169 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

心率作为评估人体健康状况的关键生理指标,具有重要的生理意义。传统的接触式心率测量需要使用心电图仪或手环等设备,难以满足便捷日常健康监测的需求。远程光电容积脉搏波描记法(rPPG)作为一种非接触式心率检测方法,通过提取血液容积... 详细信息

心率作为评估人体健康状况的关键生理指标,具有重要的生理意义。传统的接触式心率测量需要使用心电图仪或手环等设备,难以满足便捷日常健康监测的需求。远程光电容积脉搏波描记法(rPPG)作为一种非接触式心率检测方法,通过提取血液容积脉搏信号实现对心率和其他心动周期相关生理指标的监测,具有无创、无感和可长期监测的优势。近年来,深度学习在处理复杂图像和视频数据方面展现出显著优势,广泛应用于远程心率信号提取的各个环节。本文主要阐述了基于深度学习的rPPG心率测量的最新研究进展,总结了公开数据集,并讨论了非接触心率测量的前景以及未来研究方向。

关键词：远程光电容积脉搏波描记法(rPPG) 深度学习非接触心率测量

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空心微针制造技术研究进展

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 423-430页

作者：周生硕周华建杜筱语于紫烨许同乐赵顺苏培强张磊安付广洋(综述) 刘学磊(审校) 山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 山东惠宇汽车零部件有限公司山东滨州251702

空心微针(HMN)给药具有无痛、避免首过效应、可持续输注及无需专业人员操作等优点。此外,HMN还可以被应用于体液提取及生物传感器等领域,因此具有广阔的应用前景。但是,传统的制造技术无法实现HMN低成本大批量生产的需求,从而限制了HMN... 详细信息

空心微针(HMN)给药具有无痛、避免首过效应、可持续输注及无需专业人员操作等优点。此外,HMN还可以被应用于体液提取及生物传感器等领域,因此具有广阔的应用前景。但是,传统的制造技术无法实现HMN低成本大批量生产的需求,从而限制了HMN的普及应用。本文回顾了近年来用于HMN制造的主要技术,包括光刻及刻蚀、激光刻蚀、溅射及电镀、微模塑、三维(3D)打印以及拉延光刻等,并进一步分析了现有制造技术的特点和局限,指出多种制造技术结合使用能够在一定程度上提高生产效率。此外,本文还对HMN制造技术的未来发展趋势进行了展望,提出了HMN制造技术可能的发展方向。总之,期望通过本文综述,可为后续研究提供新的思路及参考。

关键词：微针空心微针制造技术工艺路线空心微针材料

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