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基于深浅特征融合的深度卷积残差网络的脑电情绪识别模型

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中国生物医学工程学报 2021年第6期40卷 641-652页

作者：周如双赵慧琳林玮玥胡婉柔张力黄淦李琳玲张治国梁臻深圳大学医学部生物医学工程学院广东深圳518071 医学超声关键技术国家地方联合工程实验室广东深圳518071 广东省医学信息检测与超声成像重点实验室广东深圳518071

基于脑电信号的智能情绪识别系统具有便携性、高时间分辨率、实时性等特点,能够在健康、娱乐、教育等多个领域实现情绪监控与调节的应用。但由于脑电信号的非平稳性和个体差异性,传统分类器难以深入提取脑电信号中潜在的与情绪语义相关... 详细信息

基于脑电信号的智能情绪识别系统具有便携性、高时间分辨率、实时性等特点,能够在健康、娱乐、教育等多个领域实现情绪监控与调节的应用。但由于脑电信号的非平稳性和个体差异性,传统分类器难以深入提取脑电信号中潜在的与情绪语义相关的特征。为了有效地提取脑电特征,提高脑电-情绪识别的准确性,提出一种新型的基于深浅特征融合的深度卷积残差网络情绪识别模型,主要包括浅层-深层特征提取两个模块和分类模块。首先,通过设计多层不同卷积核的卷积层,以实现浅层时-空特征提取;其次,将所提取的浅层时-空特征输入到双向GRU网络和注意力机制网络,进一步提取得到浅层-深层融合特征;最后,将浅层-深层融合特征输入到全连接层进行分类。使用DEAP数据集中76 800个脑电样本进行基于被试独立的留一交叉验证,在效价和唤醒度的维度上,跨个体、跨试次、跨时间的二分类准确率分别为96.95%和97.22%,比现有同类模型的最优识别性能分别提升3.53%和4.25%。另外,模型的性能也在MAHNOB-HCI和SEED数据集上得到验证。结果表明,提出的模型能有效地提取与情绪语义相关的脑电特征。

关键词：脑电信号情绪识别深度卷积残差网络深浅特征融合双向门控循环单元

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无创及微创血糖仪研究进展

中国生物医学工程学报 2016年第5期35卷 598-604页

作者：黄絮李勇陈思平深圳大学生物医学工程学院广东省医学信息检测与超声成像重点实验室医学超声关键技术国家地方联合工程实验室广东深圳518060 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司广东深圳518057

随着人们饮食和生活方式的改变,糖尿病已经成为了危害中国国民健康的严重问题之一。规律和动态监测血糖是糖尿病控制和一些重症疾病救治时的基础条件,而目前广泛应用的指血血糖仪虽然操作简便,测量精度较好,但由于在使用时会对皮肤造成... 详细信息

随着人们饮食和生活方式的改变,糖尿病已经成为了危害中国国民健康的严重问题之一。规律和动态监测血糖是糖尿病控制和一些重症疾病救治时的基础条件,而目前广泛应用的指血血糖仪虽然操作简便,测量精度较好,但由于在使用时会对皮肤造成损伤,痛感明显,在实际应用中常因患者的抵触情绪而影响坚持血糖的自我监测。有鉴于此,无创及微创血糖仪研究一直以来都受到广泛的关注。文中介绍无创及微创血糖仪的原理、发展方向和主要产品,为血糖仪研究提供一个基础框架。

关键词：糖尿病血糖仪血糖监测

基于中心化自动加权多任务学习的早期轻度认知障碍诊断

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中国生物医学工程学报 2019年第6期38卷 653-661页

作者：成妮娜肖小华胡火有杨鹏汪天富雷柏英深圳大学医学部生物医学工程学院广东省生物医学信息检测和超声成像重点实验室广东深圳518060 深圳市第二人民医院神经内科广东深圳518000

轻度认知障碍(MCI)是阿尔茨海默病(AD)的早期阶段,是治疗AD的最佳时期,因此对MCI的诊断非常重要。多模态数据可以全面分析疾病的状况,有利于疾病的准确诊断,但是现有方法并不能同时有效地分析多个模态数据之间的关系,无法有效结合功能... 详细信息

轻度认知障碍(MCI)是阿尔茨海默病(AD)的早期阶段,是治疗AD的最佳时期,因此对MCI的诊断非常重要。多模态数据可以全面分析疾病的状况,有利于疾病的准确诊断,但是现有方法并不能同时有效地分析多个模态数据之间的关系,无法有效结合功能态数据和结构态数据之间的优势。提出一种中心化自动加权多任务学习方法用于MCI的诊断。该方法可以同时学习不同模态的数据,有效地结合数据之间的优势。首先,分别对功能态数据rs-fMRI和结构态数据DTI构造脑网络;其次,基于多模态数据设计新的多任务特征学习模型,每个任务的重要性和模态之间的平衡关系会被自动学习,包括不同模态间的相似性和特异性,以获得稳定且有识别力的表达特征;最后,将选取的特征输入支持向量机模型进行分类诊断。实验基于Alzheimer′s Disease Neuroimaging Initiative(ADNI)公共数据库,包括明显记忆问题(SMC)、早期轻度认知障碍(EMCI)、晚期轻度认知障碍(LMCI)和正常受试者(NC)。所提出的方法对于NC vs SMC、SMC vs EMCI、SMC vs LMCI和EMCI vs LMCI等4种不同类型数据,诊断结果分别为76.67%、79.07%、80.56%和74.29%,与其他传统算法相比,分类准确率都有明显的提高,有望应用于对早期轻度认知障碍的诊断分析。

关键词：轻度认知障碍特征选择分类多模态多任务学习

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基于DDS的四极杆射频电源设计

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第1期 0198-0204页

作者：甘麟潘志铭钟佳吉深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518000

四极杆质谱仪在化学、生物、医学以及材料学等许多领域中都是非常重要的分析工具,被广泛应用于物质化学组成分析、生物大分子构成研究、血液中的生化分子检测、新材料组成研究等工作上。在四极杆质谱仪的离子筛选过程中,想要形成能筛选... 详细信息

四极杆质谱仪在化学、生物、医学以及材料学等许多领域中都是非常重要的分析工具,被广泛应用于物质化学组成分析、生物大分子构成研究、血液中的生化分子检测、新材料组成研究等工作上。在四极杆质谱仪的离子筛选过程中,想要形成能筛选特定离子的四极场,就需要给四极杆提供合适的交直流电压。因此,能提供合适电压的射频电源是四极杆质谱仪中必不可缺的一个部件。目前,四极杆质谱仪的射频电源都有使用 RLC串联谐振电路以得到交流高压。一些设计通过改变电感线圈匝数来对谐振电路进行调谐,但是这需要人工调节线圈匝数。为了改善这个缺点,本论文采用了直接数字式频率合成技术(DDS),这种设计通过指令控制电源的交流频率以进行调谐。而目前采用DDS芯片的射频电源还有频率精度不高的问题。本次的设计针对这个问题,使用了上位机控制程序以及将小数转为浮点数进行传递的方法,提高了射频电源的交流频率精度到0.1Hz,以便更精准地进行调谐。实验表明,该射频电源的交流频率精度为0.1Hz,其在10Hz~10MHz 的频率范围内都能保持稳定的交流电压,频率最大误差不超过0.070%,RSD为0.266%。另外,其还具有可调的3.8~18.9V交流电压峰峰值。

关键词：四极杆射频电源谐振电路直接数字式频率合成

负载姜黄素的工程化细胞膜纳米颗粒的制备及其用于小鼠乳腺癌治疗的研究

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中国病理生理杂志 2024年第7期40卷 1173-1181页

作者：廖谊芳饶浪张云娇华南理工大学医学院广东广州510006 深圳湾实验室医药健康技术与工程研究所广东深圳518132

目的:制备负载姜黄素(Cur)的工程化细胞膜仿生纳米颗粒(PD1-Cur@PLGA NPs),探讨其对小鼠乳腺癌的治疗效果及潜在的肿瘤免疫调控作用。方法:构建过表达程序性死亡受体1(PD1)的工程化小鼠乳腺癌4T1-PD1细胞,并通过流式细胞术分析PD1表达... 详细信息

目的:制备负载姜黄素(Cur)的工程化细胞膜仿生纳米颗粒(PD1-Cur@PLGA NPs),探讨其对小鼠乳腺癌的治疗效果及潜在的肿瘤免疫调控作用。方法:构建过表达程序性死亡受体1(PD1)的工程化小鼠乳腺癌4T1-PD1细胞,并通过流式细胞术分析PD1表达率。提取4T1-PD1细胞膜,通过冰浴超声将其涂覆在负载Cur的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒(Cur@PLGA NPs)表面以制备PD1-Cur@PLGA NPs;紫外可见分光光度计检测各纳米制剂的Cur负载;动态光散射和透射电镜分析各纳米制剂的粒径和形貌。将4T1细胞分为阴性对照(PLGA NPs和PD1-NVs)组、实验组(PD1-Cur@PLGA NPs组)、平行对照(Cur@PLGA NPs)组及阳性对照(Cur)组;CCK-8法检测各组细胞活力;流式细胞术分析各组细胞凋亡水平。将4T1细胞移植瘤小鼠随机分为PBS组、PD1-NVs组及PD1-Cur@PLGA NPs组,进行体内治疗实验;治疗结束后,组织染色观察主要器官的病理变化,检测肿瘤增殖(Ki67)、凋亡(TUNEL)、CD4^(+)和CD8^(+)T细胞的浸润和活性指标。结果:(1)4T1-PD1细胞系PD1表达率高达78%;(2)PD1-Cur@PLGA NPs呈类细胞壳核结构且粒径为100~200 nm;(3)PD1-Cur@PLGA NPs提高了Cur的生物相容性,且能有效诱导4T1细胞凋亡;(4)与对照组相比,PD1-Cur@PLGA NPs显著抑制了4T1乳腺癌的进展(P生物相容性,并对小鼠乳腺癌细胞具有杀伤作用。该组合制剂在体内展现出良好的治疗效果、安全性和潜在的抗肿瘤免疫调控作用。

关键词：细胞膜生物材料药物递送姜黄素乳腺癌

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基于特征融合和判别式学习的胎盘成熟度自动分级

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中国生物医学工程学报 2016年第4期35卷 411-418页

作者：李婉君汪天富倪东陈思平雷柏英姚远深圳大学医学部生物医学工程学院广东省生物医学信息检测和超声成像重点实验室广东深圳518060 深圳妇幼保健院超声科南方医科大学附属医院广东深圳518060

胎盘成熟度分级错误可能会导致小于胎龄儿、死产、死胎等的发生。目前,胎盘成熟度分级主要依赖于临床医生的经验和观察,主观性很强,分级准确性易受医生工作强度、工作时长和工作经验的影响。提出一种基于特征融合和判别式学习的胎盘成... 详细信息

胎盘成熟度分级错误可能会导致小于胎龄儿、死产、死胎等的发生。目前,胎盘成熟度分级主要依赖于临床医生的经验和观察,主观性很强,分级准确性易受医生工作强度、工作时长和工作经验的影响。提出一种基于特征融合和判别式学习的胎盘成熟度自动分级算法。首先,对共544例的B型超声图像和彩色能量多普勒(CDE)胎盘图像,采用提取关键点、对关键点提取特征、进行融合并加以判别式特征编码的方法,形成码书,经过归一化,最后用支持向量机(SVM)进行分类,得到胎盘成熟度分级结果。在测试阶段,将胎盘成熟度测试结果与临床医生的分级结果进行对比,得到如下结果:准确率92.7%,敏感性91.1%,特异性97.6%,平均精度97.3%。结果表明,该方法对胎盘成熟度自动分级具有较高的指导意义。

关键词：胎盘成熟度评估特征融合多层Fisher向量彩色多普勒能量成像

一种基于织物电极的可穿戴心电采集系统的设计

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生物医学工程研究 2017年第3期36卷 239-242,267页

作者：戴明陈昕林浩明陈冕陈思平深圳大学生物医学工程学院广东深圳518060 广东省医学信息检测与超声成像重点实验室广东深圳518060

本研究设计了一种高精度可穿戴心电采集系统,该系统由心电模拟前端电路、数字滤波及控制电路和系统软件三部分组成。其采用软硬件滤波来消除基线漂移、皮肤接触噪声及运动伪迹等干扰,并设计嵌入聚吡咯织物电极的心电衣来增加穿戴舒适性... 详细信息

本研究设计了一种高精度可穿戴心电采集系统,该系统由心电模拟前端电路、数字滤波及控制电路和系统软件三部分组成。其采用软硬件滤波来消除基线漂移、皮肤接触噪声及运动伪迹等干扰,并设计嵌入聚吡咯织物电极的心电衣来增加穿戴舒适性。经与两款同类型心电监护仪相比,结果表明:本系统准确度较高,功耗较低,且能稳定可靠的对心电进行长时间监测,并能通过蓝牙实现无线传输。

关键词：织物电极噪声消除微弱信号检测长期监护生物信号处理

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基于超像素和支持向量机的阴道细菌自动检测

中国生物医学工程学报 2015年第2期34卷 204-211页

作者：宋有义雷柏英何亮曾忠铭周煜翔倪东陈思平汪天富深圳大学医学院生物医学工程系广东省生物医学信息检测与超声成像重点实验室广东深圳518060 深圳市第六人民医院深圳大学附属南山医院广东深圳518052

阴道受到细菌感染引发的阴道炎疾病可能导致异位妊娠、不孕、急慢性盆腔炎等严重疾病,目前形态学人工观察是临床诊断该类疾病的主要方法,但容易引起误诊和漏诊。本研究提出一种基于超像素和支持向量机(SVM)的阴道细菌自动检测方法,对革... 详细信息

阴道受到细菌感染引发的阴道炎疾病可能导致异位妊娠、不孕、急慢性盆腔炎等严重疾病,目前形态学人工观察是临床诊断该类疾病的主要方法,但容易引起误诊和漏诊。本研究提出一种基于超像素和支持向量机(SVM)的阴道细菌自动检测方法,对革兰染色的阴道细菌图像,采用简单线性迭代聚类(SLIC)方法计算超像素;对超像素区域计算形状特征、颜色特征和方向梯度直方图(HOG)特征;最后用SVM对超像素区域进行识别。在专业医生的指导下挑选了40幅正常图像和60幅有细菌性阴道病(BV)的图像进行实验,其中10幅正常图像和20幅有细菌性阴道病(BV)的图像用于训练分类器,剩下的70幅用于测试算法。实验结果表明,所提出的自动检测算法获得了89.27%的细菌检出率,具有较大的临床应用价值。

关键词：阴道细菌超像素支持向量机(SVM) 方向梯度直方图(HOG)特征自动检测

归一化Radon变换和统计测度的超声图像肌束方向自动跟踪

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中国图象图形学报 2013年第9期18卷 1164-1169页

作者：李乔亮李振宇张会生张小飞陈昕陈思平汪天富医学超声关键技术国家地方联合工程实验室广东省生物医学信息检测与超声成像重点实验室深圳大学医学院生物医学工程系深圳518060

超声成像具有非侵入、无辐射的特点,被广泛应用于人体肌束的研究。目前,临床上肌束方向的测量主要采用人工方法,主观性强且耗时严重。本文提出利用图像纹理特征来检测和跟踪肌束方向,利用归一化Radon变换对超声图像进行投影,在所有Rado... 详细信息

超声成像具有非侵入、无辐射的特点,被广泛应用于人体肌束的研究。目前,临床上肌束方向的测量主要采用人工方法,主观性强且耗时严重。本文提出利用图像纹理特征来检测和跟踪肌束方向,利用归一化Radon变换对超声图像进行投影,在所有Radon方向利用分段-方差(segmented-variance)法求取不同截距上的统计变化量,变化最大的方向即为肌束方向。与传统的基于直线特征检测的方法相比,该方法充分利用了肌束并行排列的纹理特征,增强了方向检测的鲁棒性与准确性。实验结果表明,与最新的肌束检测方法相比,该方法的鲁棒性得到提高,对4个超声序列进行连续跟踪,其结果与人工检测结果的相关系数为0.90±0.01,两者的平均绝对误差为0.41°±0.31°。该方法在超声影像学分析、生物力学等领域具有极大的应用潜力。

关键词：肌束方向超声成像归一化Radon变换分段-方差法