基于虚拟现实环境的脑机接口技术研究进展

将脑-机接口(brain-computer interface,BCI)技术与虚拟现实(virtual reality,VR)相结合构成基于虚拟现实的脑-机接口(BCI-VR)新技术是最近在多媒体和娱乐领域出现的一种BCI应用新模式。BCI-VR兼取两者优势互补,同时又相互促进创新,显示出广阔应用前景。本文从BCI-VR系统基本构成、BCI对VR控制和VR对BCI影响等方面,较详细介绍了近年来BCI-VR的主要研究方法、研究进展和成就,并根据作者体会小结了目前存在的难点与未来的可能发展动向,以与读者交流、共同促进BCI-VR新技术的快速发展。     

SVM算法及其在乳腺X片微钙化点 自动检测中的应用

支持矢量机(SVM)是一种新的统计学习方法,其学习原则是使结构风险最小,而非经典学习方法所遵循经验风险最小原则.这使得SVM具有更强的泛化能力.并且,由于SVM求解的是凸二次优化问题,使之能保证所找到的极值解就是全局最优解.本文首次将SVM算法用于乳腺X影像微钙化点自动检测中,对临床实际病例的试用结果表明,同目前常用的基于经验风险最小的人工神经网络(ANN)分类方法相比,SVM具有更高的识别率,值得应用推广.     

水冷式微波偶极子辐射器在生物介质中的SAR分布计算

本文从电磁场理论模型出发，分析地腔内水冷式微波偶极子辐射器在生物介质中的近场辐射特性，计算得到有水冷时的比吸收率（ＳＡＲ）分布形态。与无水冷时的ＳＡＲ分布比较表明，水冷可改善热区分布，增加治疗深度。该结果与工程经验和临床实际基本相符。     

相位信息在物理信号检测中的重要作用

近年来,相位信息在物理信号检测中的重要作用正越来越为人注目。一般说来,物理信号既可在时域中表示,亦可在频域中表示。在频域中,信号将由各频率分量的振幅和相位两部分信息组成。X线晶体衍射、声音频谱分析、激光全息测量和图象信号处     

幽灵场和几率波──量子力学统计解释之前后

科学发展史上往往出现一些善意的嘲讽.每当新旧交替、　　变革的时候,总有些人,包括一些名家,虽曾亲手为新科学大厦添砖加瓦,却对新体系百思不解.量子力学统计解释出现之前前后后即是突出的一例. 量子力学是从1900年普朗克提出量子化假设开始的.他引入了著名的普朗克常数,解决了经典物理无法解释的黑体辐射问题;之后,1905年爱因斯坦又利用普朗克常数成功地解释了光电效应;玻尔在1913年再次用量子化条件揭开了氢原子光谱之谜,从此微观世界中波现象也具有粒子性的概念流行起来,1924年德布罗意认为人们仅考虑了光波有粒子性而忽略了粒子也有波…     

P300 Speller中基于权值重采样的 ABSVM字符识别方法研究

 P300 Speller是脑-机接口中重要的信息交互方式,由于其诱发的脑电特征信噪比较低与训练样本量庞大等问题,常规的线性识别算法和支持向量机等非线性识别算法难以获得理想的识别效率.本文引入了一种基于权值样本重采样过程的Adaptive Boosting SVM(ABSVM)方法,在大样本集上利用AdaBoost重采样方法建立一系列小样本子集,在其上训练支持向量机并将其集成后进行识别.对6位受试者P300 Speller字符辨识实验的脑电特征识别结果发现,该方法能够显著提高字符识别效率,在合并使用5次重复刺激特征的情况下字符识别准确率达到97.5%.使用国际脑机接口竞赛数据库数据进一步验证,在合并使用5次重复刺激特征的情况下该方法识别正确率较竞赛报告的最优方法提高7.35%,最大信息传输速率的提高达到48.9%.研究结果表明,ABSVM方法能够有效提高P300 Speller的识别效率和信息传输速率,值得进一步研究和发展.     

ICA去除EEG中眼动伪差和工频干扰方法研究

眼动伪差和工频干扰是临床脑电图(EEG)中常见噪声,严重影响其有用信息提取.本文尝试采用独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)方法分离EEG中此类噪声.通过对早老性痴呆症(Alzheimer disease,AD)患者临床EEG信号(含眼动伪差和混入工频干扰,信噪比仅0dB)作ICA分析,比较了最大熵(Infomax)和扩展最大熵(Extended Infomax)ICA算法的分离效果,证实虽然最大熵算法可以分离出眼动慢波,但难以消除工频干扰,为此需采用扩展的最大熵算法;并知ICA方法在极低信噪比时也有较好的抗干扰性,且在处理非平稳信号时有好的鲁棒性;文中还结合近似熵(approximate entropy,ApEn)分析说明利用ICA去除干扰后有助于恢复和保持原始EEG信号的非线性特征.研究结果表明ICA方法在生物医学信号处理中具有潜在的重要应用价值,值得深入研究和推广.     

Inverse Optimizing Method of Bio-Temperature-Field Reconstruction in rf-Capacitive Hyperthermia

We propose an inverse optimizing method, used in rf-capacitive hyperthermia to obtain a certain target tumour temperature and to avoid the over-heating of normal tissues. Based on the finite-element-method solutions of the Laplace electric potential equation and Penne‘s bio-heat transfer equation, the heating conditions are modified by the genetic algorithms recursively to minimize the objective function for searching an optimum physical configuration. With a simplified human tissue model extracted from an x-ray computed tomography slice which has deep- and shallow-seated turnouts, satisfactory simulation results are obtained both on bi-plate and three-plate systems, e.g. The tumour temperature is higher than 43℃ and the temperature of normal tissues is lower than 39℃. It is suggested that the proposed algorithm is snitable for both shallow and deep seated cancer oncology.     

超声定量诊断骨质疏松症的方法研究

骨质疏松症是危害老龄化社会的常见疾病。本研究使用特殊结构设计的超声波探头,利用定量超声（QUS）技术测量胫骨中皮质骨的超声速度（SOS）,根据其所反映的骨密度信息,将可从一种新的角度评估人体的骨质量,为诊断骨质疏松症的临床应用提供一种新的诊断途径。     

由软X辐射强度确定CT-6B装置中杂质氧的含量及有效电菏Z_(eff)

在研究热核聚变的实验装置内,获得高温等离子体的主要困难之一是在纯氢等离子体中混进了各种杂质.其存在,增加了辐射能量损失,降低了等离子体温度.通常用有效电荷Zeff来表示杂质对氢等离子体的污染程度.它的定义如下:其中Nk为第k种离子的浓度,Z k为它的电荷.　为对所有种类离子