An Electrocardiogram Signal Classification Algorithm Based on Improved Deep Residual Shrinkage Networks北大核心CSCD

心电信号分类是医疗保健领域的重要研究内容.针对大多数方法不能很好地降低样本数量少的类别漏诊率,以及降低预处理操作的复杂性问题,提出了一种基于改进深度残差收缩网络(IDRSN)的心电信号分类算法(即DRSL算法).首先,使用合成少数类过采样技术(SMOTE)扩充数量少的类别样本,从而解决了类不平衡问题;其次,利用改进深度残差收缩网络提取空间特征,其残差模块可以避免网络层加深造成的过拟合,压缩激励和软阈值化子网络可以提取重要局部特征并自动去除噪声;然后,通过长短期记忆网络(LSTM)提取时间特征;最后,利用全连接网络输出分类结果.在MIT-BIH心律失常数据集上的实验结果表明,该算法的分类性能优于IDRSN、DRSN、GAN+2DCNN、CNN+LSTM_ATTENTION、SE-CNN-LSTM分类算法.     

三种氘标记的葡萄糖在大鼠脑胶质瘤细胞中的代谢特征对比

磁共振氘(²H)成像是近年来涌现出的一种能在活体水平下实现特定代谢通路可视化的分子代谢成像方法,在癌症检测等重大疾病方面具有极好的临床应用前景．本文分析了三种不同氘标记葡萄糖——[6,6’-²H₂]-葡萄糖、[2,3,4,6,6’-²H₅]-葡萄糖和[1,2,3,4,5,6,6’-²H₇]-葡萄糖在脑胶质瘤细胞中的代谢特征差异．将大鼠脑胶质瘤C6细胞与三种氘标记的葡萄糖一起孵育,收集不同时刻细胞培养基样品,采用核磁共振波谱仪对样品进行核磁共振氘谱采集,获取不同时间三种氘标记葡萄糖的消耗量以及下游代谢产物水和乳酸的产量,从而得出三种氘标记葡萄糖探针在肿瘤细胞中的消耗速度以及代谢物的生成速度等动态代谢特征．结果显示在细胞实验中三种氘标记葡萄糖均能够显示出肿瘤细胞的代谢特征,且葡萄糖的消耗速度并无显著性差异,氘标记水和氘标记乳酸的产量也符合理论估算．因此本文认为低成本的氘标记葡萄糖探针[2,3,4,6,6’-²H     

基于多尺度传递熵的脑肌电信号耦合分析

神经运动控制中脑肌电同步特征可以反映皮层与肌肉之间的功能联系. 为定量研究脑电和肌电信号在不同时间尺度上的同步耦合特征, 提出多尺度传递熵方法实现静态握力输出下的脑肌电耦合分析: 对同步采集的头皮脑电信号(EEG) 和表面肌电信号(EMG)进行多尺度化, 计算不同尺度因子下EEG与EMG间的传递熵值, 获取不同耦合方向(EEG→EMG及EMG→EEG)上的非线性脑肌电耦合特征; 进一步计算功能频段下的显著性面积指标, 定量分析不同尺度下皮层肌肉功能耦合强度的差异. 分析结果显示, 静态握力输出时beta频段(15–35 Hz)皮层肌肉功能耦合特征显著, 且beta2频段(25–35 Hz)在不同尺度上EEG→EMG方向的耦合强度大于EMG→EEG方向, 耦合强度最大值和方向间耦合强度差异显著值均出现于较高时间尺度. 研究结果揭示: 皮层肌肉功能耦合具有双向性, 且耦合强度在不同时间尺度和不同功能频段上有所差异, 可利用多尺度传递熵定量刻画大脑皮层与肌肉之间的非线性同步特征及功能联系.     

模拟驾驶环境下注意力评估系统设计与实现

为研究注意力对安全驾驶的影响,搭建了一套模拟驾驶系统来监控驾驶员的脑电注意力水平;设计了一个实验范式,采集了3个被试的十八次实验数据并进行违规脑电信息的统计分析和评估;,结果表明:驾驶员注意力低水平与交通违规具有明显的相关性;违规驾驶的注意力指标与被试个体特征有关,并且具有具有较好的重现性;驾驶员交通违规的低水平阈值可以通过本模拟环境来测量,这对安全驾驶和事故风险控制具有积极的意义。     

图书推荐

硅谷之火:人与计算机的未来作者:(美)Paul Freiberger、Michael Swaine出版社:中国华侨出版社《硅谷之火:人与计算机的未来》一书以独特的视角讲述了苹果、微软、太阳微系统、网景、莲花以及甲骨文等公司的创业者们在实现个人计算机梦想的过程中创业的艰辛、守业的艰难、失败的痛苦,在激烈竞争的环境中奋斗的精神以及在技术上不断前进的历程。     

小鼠视觉感受区电位与呼吸频率相关性研究

文中对小鼠视觉感受区电位信号与呼吸频率的相关性进行研究。首先基于小波包变换的方法对小鼠视觉感受区电位信号在δ波段的分量进行提取,并对小鼠呼吸曲线进行滤波。在此基础上,采用互功率谱分析方法研究了提取出的δ波段小鼠视觉感受区电位信号和滤波后的呼吸曲线间的相关性。研究结果表明,小鼠视觉感受区电位信号在δ波段的分量与滤波后的小鼠呼吸曲线在小鼠呼吸频率上具有很大的相关性。文中的研究方法也为大脑局部场电位信号的处理和分析提供了一种新的思路。     

基于YCbCr空间对大壁虎脑图谱的分割

确定大壁虎的各种运动行为与脑内控制其运动的具体的皮层组织对应关系是壁虎机器人的制作关键。通过对其脑图谱的制备,可以观察到脑内皮层组织的丰富信息。针对HE染色的大壁虎脑图谱自身的独特性,经过推敲,提出一种基于YCbCr空间的对图谱进行分割的方法。该方法将图谱由RGB空间转换为YCbCr空间,将亮度分量独立出来,不仅解决了拍摄过程中由于光线改变所带来的问题,而且阈值分明,分割彻底,鲁棒性好。其结果表明基于YCbCr空间的分割方法是分割效果非常好的方法。     

基于压缩感知的神经电信号测量方法设计

介绍了一种基于压缩感知的神经电信号采集方法,用于解决传统无线神经电信号采集系统面临的数据量及系统功耗的限制问题.鉴于压缩感知处理信号的稀疏性要求,该方法还可应用于其他生物电信号的采集、压缩,仿真验证压缩比可达10x,重建信号的信息损失较小.另外,由于以往神经电信号采集系统只截取动作电位中的一部分电位信息,因而存在信息损失现象;而本文方法可实现信号的连续采集.     

A method for brain 3D surface reconstruction from MR images

Due to the encephalic tissues are highly irregular, three-dimensional （3D） modeling of brain always leads to compli- cated computing. In this paper, we explore an efficient method for brain surface reconstruction from magnetic reso- nance （MR） images of head, which is helpful to surgery planning and tumor localization. A heuristic algorithm is pro- posed foi＂ surface triangle mesh generation with preserved features, and the diagonal length is regarded as the heuristic information to optimize the shape of triangle. The experimental results show that our approach not only reduces the computational complexity, but also completes 3D visualization with good quality.     

美欧积极发展新兴类脑微处理器

正人脑信息处理的应变能力远远超过传统计算系统,能量效率更是后者的100万倍~10亿倍。为了借鉴人脑信息处理方式,在模仿大脑功能的关键器件忆阻器于2008年发明之后,美国和欧洲相继启动多个类脑微处理器研制项目。2014年8月,美国DARPA的"神经形态自适应可塑可扩展电子系统"项目率先取得突破,利用三星公司嵌入式微处理器商业化生产线,首次生产出可以实际工作的类脑微处理器芯片"真北(TRUE NORTH)"。