摘要：随着分析数据日益复杂,传统的用于光谱分析中的数据处理方法已不能满足分析需要,而化学计量学应用数学、统计学以及计算机等科学的方法与手段,设计和选择最优的量测方法,并通过对数据的解析,可最大限度的获取光谱数据中的有用信息。本文首先介绍了几类常用化学计量学方法分析的三维荧光光谱,其次介绍了常用于光谱分析的化学计量学方法,如统计学方法、模式识别方法、神经网络方法以及二阶校正方法等,并且介绍了这些方法在光谱分析中的应用,最后对化学计量学方法在多维光谱数据分析中的应用前景进行了讨论与展望。

摘要：为了考察深部脑刺激的高频电刺激(HFS)期间各种神经元单体的动作电位发放活动,排除电刺激诱发的群峰电位的干扰,设计了一种窗口检测新算法,直接用于检测宽频带记录信号中的锋电位。并且,利用仿真数据和大鼠海马CA1区实验记录数据验证此算法的有效性。结果表明,新算法的锋电位检出率显著大于常规阈值法,而误检率则显著小于阈值法。该算法对于高频刺激期间的仿真数据的锋电位检出率可达95%,误检率则仅为4%;对于7只大鼠的顺向高频刺激实验记录数据的平均锋电位检出率为88±1.4%,而误检率为4.6±1.1%。总之,新窗口法可以正确检测高频刺激期间的锋电位,用于研究各种神经元单体在电刺激期间的不同响应活动,为深入揭示深部脑刺激的神经网络机制提供了有用的新工具。

摘要：为了实现具有多个波峰的群峰电位(population spike,PS)幅值的自动分析,设计了一种新的差分算法和海岸线算法,应用于高钾低钙环境下海马神经细胞的诱发群峰电位的计算,并与常规极值搜索法进行比较.结果显示,差分算法的结果与标准值拟合最好,检出的波峰个数也接近人工测量值.海岸线算法的结果与标准值也有良好的相关性.总之,新的差分算法具有精度高、特征点定位准确的优点,可以克服常规极值搜索法的一些不足之处.海岸线算法具有良好的精度,运算速度快,尤其适用于实时检测.

摘要：目前,常规神经电刺激产品仅提供可预设参数的恒定刺激模式,而新型时变刺激模式是拓展神经电刺激产品临床应用的重要研究方向之一。为了便于在动物实验中施行时变的电刺激,本研究设计利用LabVIEW软件,控制通用的数据采集卡和电刺激器,构建了可输出各种实时变化的脉冲序列集成刺激系统。它可以产生具有均匀、正态、伽马和泊松等特定分布的时变脉冲间隔(IPI)脉冲序列,也可以产生其他任意时变IPI脉冲序列。此外,脉冲幅值、脉宽、双相脉冲相间延时和脉冲序列时长等参数可调。该刺激系统的性能测试结果显示,其输出脉冲序列各种参数的误差均小于1%。利用此系统生成间隔在5~10 ms范围内随机时变的脉冲序列,并用于大鼠海马脑区进行动物实验。实验结果显示,即使平均脉冲频率同样为130 Hz左右,随机变频刺激对于神经元群体的兴奋作用显著强于恒定频率刺激。总之,本文设计的刺激系统可为研究和开发新型神经电刺激模式提供有用的工具。

摘要：医疗信息的复杂性和动态性给医疗信息系统带来1巨大挑战。openEHR规范的两层建模思想可以提高医疗信息系统的灵活性,适应医疗信息需求的变化。目前虽然已有采用openEHR官方提出的属性+路径(node+path)和openEHR参考模型对象关系映射的openEHR数据存储实现方案,但其性能无法达到临床实际应用的需要。本研究提出一种基于openEHR原型和关系数据库的自动映射方法,将原型映射为关系数据表、原型属性映射为关系数据表字段,在此基础上设计了原型驱动的数据持久化和数据访问平台。基于原型关系映射方法,对原型查询语言进行扩展,添加INSERT、UPDATE、DELETE等语法,使原型查询语言支持完整的数据操作功能。结果表明,原型关系映射方法与属性+路径和openEHR参考模型对象关系映射方法相比,在1 231条数据中查询3条数据时快69倍和8倍,在128 141条数据中查询1 593条数据时快2倍和17倍。原型关系映射和原型查询语言等技术不但可以发挥两层建模方法在医疗信息表达、存储和访问等方面的灵活性优势,而且能大幅提高数据访问的性能。

摘要：为了实现便携式实时处理的实用型脑-机接口(BMI),提出了一种基于概率神经网络(PNN)的锋电位信号实时分类算法,并完成了该算法基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现.该算法通过训练数据的快速导入完成PNN的训练,再由PNN实现锋电位的分类工作.文中通过调用FPGA片上DSP48Es资源实现单精度浮点的乘加运算,采用并行流水结构加速向量间距离的计算,通过查找表和坐标旋转数字计算方法完成PNN激活函数的准确逼近.实验结果表明,在完成高达93.82%准确率的情况下,基于FPGA的PNN实现方法比基于Matlab的方法快47.43倍,达到了便携式实时处理的设计要求.

摘要：本研究首先设计了慢波睡眠期脑电信号的合成仿真信号 ,对小波基函数进行了选择 ,结果证明Coiflet 5阶小波变换对大鼠慢波睡眠期EEG信号具有较好的分解结果。据此 ,应用多分辨率小波分析法设计了提取睡眠纺锤波的算法 ,并利用该算法对安定用药后和睡眠剥夺后大鼠慢波睡眠期纺锤波的持续时间和能量变化进行了分析 ,结果表明 :安定具有延长慢波睡眠期纺锤波持续时间的作用 ,而睡眠剥夺可以增加慢波睡眠期纺锤波的能量。这些结果说明 ,小波分析算法可以提供功率谱分析无法表现的时频信息。

摘要：为实现高精度微小加速度测量,提出了一种基于石英挠性加速度计的高精度微加速度测量系统。通过磁屏蔽结构和多级精密温控有效地提高了加速度计的测量精度,并针对加速度计信号采集设计了高精度电流测量电路。实验结果表明:该系统具有测量精度高、量程宽、实时性好等优点,满足高精度微小加速度测量要求。

摘要：为了研究深部大脑电刺激对于癫痫等疾病的治疗作用,本文利用LabVIEW虚拟仪器环境和NI数据采集卡开发了一种闭环式电刺激系统,用于实现癫痫电信号的自动检测和刺激信号的输出。设计了结合场电位的幅值、斜率和海岸线参数3个特征量的癫痫波自动判定新算法。大鼠海马区癫痫模型的实验测试结果表明,该系统判定癫痫发作信号的正确率为91.3%,误检率为8.0%。而且,实时发生的高频电刺激展示了其抑制癫痫发作的效果。此外,系统设计了自动和手动等多种模式,具有较高的适应性和灵活性。癫痫波判定的简单时域算法也保证了系统具有较高的实时性,为电刺激控制癫痫的实验研究提供了一种简便易用的设备。

摘要：目的建立自由活动大鼠颈静脉血管微透析技术,比较大鼠在麻醉与清醒两种状态下丹参素药动学的差异。方法设计颈静脉微透析组件,包括颈静脉导管、导管固定装置、阻塞管及软微透析探针,可预先手术将导管插入实验动物颈静脉,另一端用导管固定装置固定在动物背部。另在下肢静脉处植入给药导管,一并在背部固定。手术恢复后,将微透析探针沿导管插入血管,在动物自由活动状态下进行血液微透析采样。10只SD大鼠分两组,每组5只,作颈静脉微透析预处理后,通过给药导管按40 ***-1单剂量静注丹参素,分别在麻醉与清醒状态自由活动状态下进行血液微透析,应用HPLC紫外检测器测定透析液样品中丹参素浓度,绘制血药浓度-时间曲线,并计算药动学参数。结果成功获得清醒自由活动状态与麻醉状态下丹参素在大鼠体内的药-时曲线,计算得到大鼠在清醒与麻醉状态下丹参素药动学参数,分别为:AUC0-∞(3 517.3±7 754.5)、(10 739.8±2 458.8)***.L-1;MRT0-∞(37.0±7.7)、(67.7±3.8)min;t1/2zeta(69.6±33.4)、(123.1±16.1)min;ρmax(290.0±90.3)、(256.4±15.5)mg.L-1;CLz(11.7±2.0)、(3.9±1.0)***-1;Vssz(423.8±57.0)、(260.9±58.9)***-1。结论成功建立了自由活动大鼠颈静脉血管微透析技术。应用该技术对丹参素在清醒自由活动和麻醉大鼠体内药动学过程进行了比较研究,结果表明,两种状态下的药动参数有显著性差异。取血等强应激可能影响药动学过程,因此自由活动大鼠血液微透析技术有可能成为药动学研究的重要方法 。