检索结果-内蒙古大学图书馆

华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第12期50卷 142-150页

作者：严洪立黄林南高跃明 Željka Lučev VASIĆ Mario CIFREK 福州大学物理与信息工程学院/福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108 萨格勒布大学电气工程与计算学院萨格勒布10436

表面肌阻抗图(sEIM)是肌肉失衡与肌肉疾病状态评估中的重要手段。表面电极获取的皮下多层组织阻抗混合信号包含众多冗余成分。为了提升sEIM检测对目标肌肉状态变化的敏感性,文中将sEIM获取的混合信号作为盲信号,肌肉层阻抗值作为源信号... 详细信息

表面肌阻抗图(sEIM)是肌肉失衡与肌肉疾病状态评估中的重要手段。表面电极获取的皮下多层组织阻抗混合信号包含众多冗余成分。为了提升sEIM检测对目标肌肉状态变化的敏感性,文中将sEIM获取的混合信号作为盲信号,肌肉层阻抗值作为源信号,提出了一种基于阻抗等效分析和盲源分离的肌肉层阻抗分离方法。首先,建立肢体多层圆柱体有限元模型,采用灵敏度方法计算各组织层的阻抗贡献,用于排除冗余微弱信号,并将其等效为以肌肉为目标组织的盲源分离问题;然后,通过数值仿真和在体实验,比较了独立成分分析法、主成分分析法和等变化自适应独立分离法(EASI)的分离效果,获得最优方案并验证方法的可行性。结果显示,采用EASI分离肌肉层阻抗的方法,相关系数大于0.98,抗噪性约为0.8,串音误差收敛于0.876,在体实验中分离的肌肉层阻抗值符合人体阻抗特性规律,表明采用EASI的肌肉层阻抗分离方法能够较好地分离sEIM中肌肉层阻抗值,可用于提升检测目标的肌肉状态变化敏感性。

关键词：肌阻抗图生物电阻抗盲源分离有限元法肌肉

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基于光学相干测振系统的微悬臂梁缺陷检测

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应用光学 2021年第2期42卷 304-309页

作者：贾美英钟舜聪周宁林杰文张秋坤福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 福州大学医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

提出了基于光学相干测振(optical coherence vibrometer,OCV)系统的微悬臂梁缺陷检测方法。自搭建的OCV系统最大振动位移量程、最大振动频率分别为2.574 mm和138.5 kHz,应用该系统对含缺陷微悬臂梁-附加质量块耦合结构进行振动测量获得... 详细信息

提出了基于光学相干测振(optical coherence vibrometer,OCV)系统的微悬臂梁缺陷检测方法。自搭建的OCV系统最大振动位移量程、最大振动频率分别为2.574 mm和138.5 kHz,应用该系统对含缺陷微悬臂梁-附加质量块耦合结构进行振动测量获得其固有频率,并利用附加质量块对固有频率的影响特性实现了对缺陷的定位。在对系统采集到的干涉光谱信号处理的过程中,采用FFT(fast Fourier transform,FFT)+FT(Fourier transform,FT)细化频谱校正算法进行误差校正,精度可提高1000倍以上,使系统实现纳米量级的位移测量。实验结果表明,该方法能够有效识别微悬臂梁的缺陷位置,为微小型结构的缺陷检测提供了一种新的方法,同时拓展了光学相干测振技术在工程结构无损检测的应用。

关键词：光学相干测振微悬臂梁缺陷检测频谱校正附加质量

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心电形态与节律特征融合的轻量房颤检测模型及可解释性研究

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电子学报 2025年第2期 503-513页

作者：高宁李玉榕陈泓陈文升贾梓豪福州大学电气工程与自动化学院福建省医疗器械和医药技术重点实验室

房颤是一种常见的心律失常，通常与中风、心力衰竭等心血管疾病相关.近年来，虽然有许多研究者使用深度学习方法在房颤检测上取得了重大进展，但所提出的方法大都需要大量的计算资源，并且由于深度学习模型的黑盒效应，模型的检测结果... 详细信息

房颤是一种常见的心律失常，通常与中风、心力衰竭等心血管疾病相关.近年来，虽然有许多研究者使用深度学习方法在房颤检测上取得了重大进展，但所提出的方法大都需要大量的计算资源，并且由于深度学习模型的黑盒效应，模型的检测结果较难以在临床上推广应用.为此，本文提出一种基于特征融合的轻量房颤检测模型并对其开展可解释性研究，模型由ECG(ElectroCardioGram)主干网络和RRI(R-R Interval)支路组成. ECG主干网络使用深度可分离卷积以及少量的标准卷积来提取心电信号的深层形态特征，RRI支路使用多尺度卷积提取RRI的深层节律特征，网络通过融合二者来学习全面鲁棒的特征表示，实现准确的房颤检测.进一步，基于Grad-CAM++来可视化不同特征对于分类结果的贡献实现模型的可解释性分析.本文在长期房颤数据库LTAFDB进行训练与数据集内部测试，准确率达到了97.99%.为了验证模型的泛化性能，利用MIT-BIH心房颤动数据库AFDB与中国生理信号挑战赛数据库CPSC2021开展跨数据集的外部测试，分别取得了95.17%和93.81%的准确率.实验结果表明，本文提出的方法具有轻量级特性，稳定性和准确性良好，同时可解释性深度学习的引入使得本文所提出的方法在房颤的临床诊断中具有更加广阔的应用前景.

关键词：心电信号房颤轻量级神经网络可视化技术特征融合

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基于智能手机的多通道电化学检测装置

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生命科学仪器 2023年第2期21卷 111-115页

作者：韦漪陈星许少腾高跃明福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

目的:设计了一款基于智能手机的多通道电化学检测装置,能够极大地简化操作步骤、提高检测效率,满足多种场景下的即时检测需求。方法:开发出多通道电路,各通道均可独立运行、实现多种电化学测试方法;设计出两级放大电路,电流检测灵敏度... 详细信息

目的:设计了一款基于智能手机的多通道电化学检测装置,能够极大地简化操作步骤、提高检测效率,满足多种场景下的即时检测需求。方法:开发出多通道电路,各通道均可独立运行、实现多种电化学测试方法;设计出两级放大电路,电流检测灵敏度提高至10-8A;同时在智能手机APP上实现了各通道检测量程自调节功能。结果:实验表明,多通道电化学检测装置能够准确地进行电化学方法的检测,装置的变异系数小于1.9765%(n=3),证明该装置具有较好的可重复性和稳定性;通道之间的检测差异小于0.745%(n=3),证明该装置的通道间一致性高。装置和电化学工作站的检测差异小于1.671%(n=3),证明该装置的可靠性好。结论:该装置在进行电化学检测时具有较高的灵敏度和准确性,具有极大的应用价值。

关键词：电化学检测多通道量程自调节智能手机

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可见/近红外光谱的葡萄籽油掺伪检测系统

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 202-208页

作者：唐云峰柴琴琴林双杰黄捷李玉榕王武福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

葡萄籽油掺假种类繁多,手段隐蔽,成为食品安全检测的重要难点之一,为规范食用油市场,提供一种方便、可靠的葡萄籽油品质鉴别方法尤为重要。针对色谱和质谱等传统品质分析方法的耗时、试剂消耗大、专业性强等不足,以及实现无损分析的近... 详细信息

葡萄籽油掺假种类繁多,手段隐蔽,成为食品安全检测的重要难点之一,为规范食用油市场,提供一种方便、可靠的葡萄籽油品质鉴别方法尤为重要。针对色谱和质谱等传统品质分析方法的耗时、试剂消耗大、专业性强等不足,以及实现无损分析的近红外光谱仪价格昂贵、操作环境要求高等缺点,研究设计一套低成本、高准确度的可见/近红外光谱仪检测系统来实现葡萄籽油品质掺假鉴别。首先,依托USB6500-Pro探测器搭建可见/近红外光谱仪硬件平台,并基于Qt设计一套简洁的人机交互界面,用以实现光谱数据的采集、处理以及葡萄籽油掺假鉴别结果的显示;其次,针对硬件和检测环境带来的光谱噪声,系统采用小波变换滤除噪声,减小光谱失真;最后,考虑到现有的基于机器学习的品质鉴别模型往往依赖已知的油类训练样本集来实现对不同掺假类别油类的预测,而利益驱使下层出不穷的掺假手段使得新的、未出现在原训练集中的掺假类别样本不断涌现,现有的品质鉴别方法将很难给出准确的判别结果。因此,研发的检测系统中设计一种能实现已知和新的掺假油品光谱的鉴别方法,该方法分为分类和校正两步:先用建模数据库中的训练集建立极限学习机(ELM)分类器模型,实现初步掺假类别的分类;然后再利用自动聚类算法对分类结果进一步校正。若与校正数据集产生一个聚类中心,则证明分类结果正确且属于建模数据库中的已知掺假类别;若产生两个聚类中心,则分类结果不正确,样本为新掺假类别,未出现在建模数据库中,最终得到准确的掺假类别结果。为检验系统性能,用搭建的可见/近红外光谱仪硬件平台采集了纯葡萄籽油和掺入不同比例的大豆油、玉米油、葵花籽油和调和油的葡萄籽油的5类光谱数据,每一类30组共计150组数据,将得到的可见/近红外光谱数据先进行小波阈值法去噪和多元散射校正(MSC)预处理后输入到设计的检测系统中。假定前4类作为建模数据库中的已知掺假类别以及第5类作为新掺假类别,先利用K-S算法将已知掺假类别的每类样本划分成训练集20组和测试集10组,用训练集共80组样本建立ELM分类模型,将40组测试集输入到ELM实现初步判别,判别结果再进一步聚类分析校正,只有一个聚类中心,说明了模型判别准确,且对已知类别能够100%识别;当30组新掺假类别样本输入到ELM模型时,均判别成了纯葡萄籽油,进一步聚类分析校正,产生了两个聚类中心点,说明ELM模型误判,定性判定第5类为新掺假类别。实验结果表明,研发的葡萄籽油掺伪检测系统操作简单、快速,不仅对已知掺假类别能够100%识别,而且对新掺假类别能够实现定性判别。

关键词：极限学习机可见/近红外光谱聚类葡萄籽油掺假

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基于平面波斜入射的人体信道远场路径损耗建模

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电波科学学报 2022年第5期37卷 782-792页

作者：陈志英林峰龚赞杜民厦门理工学院电气工程与自动化学院厦门361024 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350116 厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361024 武夷学院福建省生态产业绿色技术重点实验室武夷山354300

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效... 详细信息

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效波阻抗以及各人体组织中的电磁合成波,提出了一种基于平面波向多层有耗媒质斜入射的人体信道远场路径损耗解析模型.然后以植入在肌肉为例,计算了TM波和TE波在5个常用工业通信频率以不同角度斜入射的人体信道电磁场分布与路径损耗,结果显示,电磁波在入射面的反射是影响人体信道路径损耗的关键因素,当频率在1.4 GHz附近时总路径损耗最小,TM波性能优于TE波,且当入射角小于等于30°时,总路径损耗基本保持不变.最后采用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型验证解析模型,二者结果高度吻合,最大误差仅为0.039,有力证明了解析模型的正确性和有效性.

关键词：植入式通信人体信道路径损耗斜入射平面波

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步态信号采集与分类平台的设计与实现

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贵州大学学报（自然科学版） 2022年第4期39卷 60-66页

作者：陈东毅李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

低成本、易实施、无接触式的步态信号采集与分类平台可为步态的定量评估、智能诊断提供新的研究路径与参考思路。应用改进经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合Bagging正则化共空间模式(Bagging regularized common spat... 详细信息

低成本、易实施、无接触式的步态信号采集与分类平台可为步态的定量评估、智能诊断提供新的研究路径与参考思路。应用改进经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合Bagging正则化共空间模式(Bagging regularized common spatial pattern,BRCSP)与Fisher线性判别分析法(Fisher linear discriminant analysis,FLDA)设计了步态信号采集与分类平台。该平台将采集到的步态信号通过改进EMD进行滤波,抑制高频干扰噪声,提取真实、有用的本征模态分量(intrinsic mode function,IMF)进行信号重构,从而得到包含完整、准确步态信息的信号;再通过BRCSP特征提取方法强化步态信号的个体差异性及共同特征,提取出显著的特征分量;最后应用FLDA方法将特征向量映射到低维度空间中并进行步态分类。实验结果表明,该平台能准确分类进入红外、激光检测区域内的不同步态,平均分类准确率达到96.6%。

关键词：步态识别特征分类改进的经验模态分解 Bagging正则化共空间模式 Fisher线性判别分析法

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步态分析及在功能性电刺激系统中的应用

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物联网技术 2022年第2期12卷 115-119页

作者：陈子晗黄思远黄嘉俊李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

文中提出一种足下垂功能性电刺激实时控制算法—基于自适应阈值的足下垂FES启停控制算法:将患者的小腿角速度信号和步态过程结合分析,在每一个步态周期内实时识别脚尖离地和脚跟着地2个关键时刻点。在脚尖离地时对患者患肢胫骨前肌施加... 详细信息

文中提出一种足下垂功能性电刺激实时控制算法—基于自适应阈值的足下垂FES启停控制算法:将患者的小腿角速度信号和步态过程结合分析,在每一个步态周期内实时识别脚尖离地和脚跟着地2个关键时刻点。在脚尖离地时对患者患肢胫骨前肌施加电刺激,输出基于阈值和耐受值的梯形波,在脚跟着地时停止电刺激。实验验证了算法的可行性,通过分析步态的角速度信息和设计的启停控制模式可以辅助患者行走,在一定程度上帮助患者改善步态。

关键词：功能性电刺激足下垂角速度步态自适应梯形波启停控制

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基于Stacking集成学习的马兜铃酸及其类似物鉴别

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江苏农业学报 2021年第2期37卷 503-508页

作者：谢文涌柴琴琴林旎李祥辉王武福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108 福建医科大学医学技术与工程学院福建福州350004

以中草药中所含成分马兜铃酸及其类似物为研究对象,针对传统中药鉴定存在的主观性强、操作复杂等不足以及单一机器学习模型鉴别精度不高的问题,提出多模型融合的Stacking集成学习分类模型,用来实现马兜铃酸及其类似物的鉴别。采集马兜... 详细信息

以中草药中所含成分马兜铃酸及其类似物为研究对象,针对传统中药鉴定存在的主观性强、操作复杂等不足以及单一机器学习模型鉴别精度不高的问题,提出多模型融合的Stacking集成学习分类模型,用来实现马兜铃酸及其类似物的鉴别。采集马兜铃酸、1,10-菲咯啉-4,7-二甲酸、菲醌、β-谷甾醇4种样品的近红外光谱数据,对其进行数据预处理与主成分分析降维,基于降维后的数据特征,通过遍历搜索策略构建了以随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯为基分类器,随机森林为元分类器的Stacking集成学习分类模型。结果表明,Stacking集成学习分类模型具有最佳表现性能,鉴别正确率最高达到99.38%,比K最近邻、决策树、随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯分类模型的平均鉴别正确率高8.23个百分点,并且在精确率、召回率、综合评价指标(F1值)方面有优异表现。综上可见,本研究提出的Stacking集成学习分类模型能够快速有效地鉴别马兜铃酸及其类似物。

关键词：马兜铃酸近红外光谱主成分分析 Stacking集成学习

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基于角速度的膝关节屈伸角度实时估计方法

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仪器仪表学报 2020年第11期41卷 168-176页

作者：李玉榕连春快杨浩陈昕梁杰福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350108 厦门大学附属福州第二医院福州350007

穿戴式膝关节屈伸角度的实时估计对康复评估及外骨骼康复机器人的实时控制有重要作用。利用穿戴在大腿和小腿上的两个角速度传感器实现膝关节角度实时估计。首先离线通过遗传算法优化计算膝关节模型的关节轴,然后在线将这两个角速度传... 详细信息

穿戴式膝关节屈伸角度的实时估计对康复评估及外骨骼康复机器人的实时控制有重要作用。利用穿戴在大腿和小腿上的两个角速度传感器实现膝关节角度实时估计。首先离线通过遗传算法优化计算膝关节模型的关节轴,然后在线将这两个角速度传感器数据投影到关节轴上,确定出膝关节屈伸角度变化的角速度差,对角速度差进行积分可得膝关节屈伸角度。同时,利用小腿上的角速度传感器实时判断脚跟着地点时刻,在该时刻对角度进行重置来消除积分漂移。募集5个健康人和2个膝骨性关节炎患者进行实验。结果表明,小腿上的角速度传感器能准确判断脚跟着地点,与压力传感器判断出的脚跟着地时间点相比较,在5个步态周期里,健康组的平均均方根误差为27.88±19.64 ms,患者组的平均均方根误差为54.60±7.21 ms,约占步态周期的3%,有较高精度,符合应用需求。本方法的膝关节屈伸角度估计方法和角度传感器的实际测量数据对比,健康组的平均均方根误差为2.86±0.53°,患者组测试的平均均方根误差为2.00±0.78°。改变大腿上传感器穿戴位置的实验结果为穿戴位置不影响模型估计的角度。本方法操作方便,有效消除积分漂移,实现对膝关节屈伸角度的实时准确估计。

关键词：膝关节角度角速度传感器遗传算法关节轴脚跟着地点

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