心音信号的分析方法及其应用

心音信号包含了关于人体丰富的病理信息,其分析与研究为心血管疾病的诊断提供了很重要的临床依据.本文探讨了心音信号分析的研究现状,及其短时傅立叶变换(STFT),小波变换(WT),Hilbert-Huang变换在心音信号分析中的应用以及需要解决的理论问题,并运用PhysioBank数据库中的ECG数据,将Hilbert变换运用于ECG信号的分析中,结合MATLAB软件,做出了较为理想的瞬时频率图.     

基于小波变换的QRS综合波的检测

本文描述了基于二进制小波变换（DyWT),ECG信号中QRS综合波的检测。设计－小波它适合于QRS检测,将基于心电信号的特殊的特征的特征为小波的尺度。DyWT较之其它方法最基本的优点为强有力的抑制噪声检测以及在分析随时间变化ECG波形时的灵活性。     

基于独立元分析和联合小波熵检测多导联ECG信号的QRS

QRS波群的准确定位是ECG信号自动分析的基础。为提高QRS检测率,提出一种基于独立元分析（ICA）和联合小波熵（CWS）检测多导联ECG信号QRS的算法。ICA算法从滤波后的多导联ECG信号中分离出对应心室活动的独立元;然后对各独立元进行连续小波变换（CWT）,重构小波系数的相空间,结合相空间中的QRS信息对独立元排序;最后检测排序后独立元的CWS得到QRS信息。实验对St.Petersburg12导联心率失常数据库及64导联犬心外膜数据库测试,比较本文算法与单导联QRS检测算法和双导联QRS检测算法的性能。结果表明,该文算法的性能最好,检测准确率分别为99.98%和100%。     

心音信号奇异点的小波分析方法

本文利用小波变换方法,提出以确定奇异点的位置以及幅值的变化对心音信号进行参数估计.通过PhysioBank数据库中的相关数据,运用Madab对正常心音和病理性心音信号进行小波变换分析,对奇异点做了检测.并与傅里叶变换结果作对比分析.通过对变换后的心音信号进行分析,研究结果表明:利用小波变换技术分析与处理心音信号是一种新的有效和实用的方法.可以为心音信号的分析或医学诊断提供有价值的信息.     

大鼠慢波睡眠和睡眠过渡期脑电信号的小波变换分析

EEG信号经常包含许多快速的时变信息 ,将较长时间段的EEG信号近似看作平稳信号 ,进行FFT谱估计 ,存在其局限性。应用多分辨率小波变换方法 ,在频域和时域上可以同时定位分析大鼠慢波睡眠和睡眠过渡期脑电的动态变化特性。采用慢性埋植电极记录自由活动大鼠的皮层脑电 ,将信号用小波变换分解成δ、θ、α和 β四个分量 ,求各分量的功率和功率百分比的时间变化曲线 ,并与FFT功率谱分析结果进行比较。结果表明 :慢波睡眠期EEG中有 2 6 .2 %± 7.7%的时间段上δ分量功率小于总功率的 5 0 % ,且δ分量较大时 ,其他分量较小 ;δ分量较小时 ,其他分量较大 ,差别显著。此结果揭示了δ节律与θ和α节律之间的一种互补关系。而传统的FFT功率谱分析方法只能显示δ分量为主 (占总功率 70 .6 %± 6 .4 % )的功率谱 ,不能提供时变信息。对于睡眠过渡期的非稳态EEG信号 ,利用小波变换分解得到的θ和α分量可以鉴别出睡眠纺锤波 ,计算睡眠纺锤波的平均持续时间 ,并比较纺锤波和非纺锤波时期各个频谱分量的变化情况。由此可见 ,小波变换可用于计算新的EEG时频定量分析指标用于分析生理、病理和药理作用引起的睡眠EEG的变化过程 ,以弥补传统FFT功率谱分析的不足之处     

基于小波变换的混合二维ECG数据压缩方法

提出了一种新的基于小波变换的混合二维心电(electrocardiogram,ECG)数据压缩方法。基于ECG数据的两种相关性,该方法首先将一维ECG信号转化为二维信号序列。然后对二维序列进行了小波变换,并利用改进的编码方法对变换后的系数进行了压缩编码:即先根据不同系数子带的各自特点和系数子带之间的相似性,改进了等级树集合分裂(setpartitioninghierarchicaltrees,SPIHT)算法和矢量量化(vectorquantization,VQ)算法;再利用改进后的SPIHT与VQ相混合的算法对小波变换后的系数进行了编码。利用所提算法与已有具有代表性的基于小波变换的压缩算法和其他二维ECG信号的压缩算法,对MIT/BIH数据库中的心律不齐数据进行了对比压缩实验。结果表明:所提算法适用于各种波形特征的ECG信号,并且在保证压缩质量的前提下,可以获得较大的压缩比。     

一个新的脑电信号分析系统：小波分析理论的运用

小波变换是一种把时间、频率（或尺度）两域结合起来的分析方法。它被誉为“分析信号的数学显微镜”。本系统将小波变换用于脑电信号分析,是一个在Ｗｉｎｄｏｗｓ３．１下开发的脑电分析系统。     

用独立分量分析和小波变换提取听觉诱发电位晚成分的强度变化

诱发电位的提取通常依靠相干平均方法,需要进行多次的重复刺激,实验时间较长.随着实验时间的增加,受试者生理因素及环境因素的变化,会影响诱发电位的正常形态(波形、强度和相位).利用独立分量分析和小波变换方法,通过时域信息和空域信息的综合应用,可成功提取到听觉诱发电位晚成分的强度在实验过程中的变化,对由于实验时间增加对晚成分的影响做出定量评价.结果表明,在10 min左右的实验过程中,听觉诱发电位晚成分的幅度会下降约40%.     

心电信号特征量的小波提取算法

目的:为了更准确地利用心电图(ECG)进行临床生理疾病诊断,提高心电信号的自动分析准确度.介绍了一种利用小波变换的时频局部化特性以及多分辨率特性对心电信号进行处理的算法.方法:使用定位准确.计算简便的二阶微分Mart小波使用多孔算法来对ECG中QRS波群进行标定.结果:将算法应用到MIT/BIH国际标准心电数据库进行仿真.结论:通过仿真证明,该算法能够很精确地定位QRS波群,为心电信号的后续研究打好基础.     

耳声发射信号的小波分析及应用

为了利用瞬态诱发耳声发射信号,对耳蜗性和蜗后性两种感音神经性耳聋进行诊断和定位,提出了一种基于小波变换的方法,用于对感音神经性耳聋病变进行诊断和定位。首先,获得听力正常耳信号的小波变换的对数均方根－频率曲线范围,及在对侧刺激声作用下,信号受抑制的小波变换的对数均方根－频率曲线范围;然后根据某一受试耳有无对侧刺激声作用下的瞬态诱发耳声发射信号,得出其小波变换的对数均方根曲线及受抑制的对数均方根曲线。最后,检测受试耳的两条曲线是否分别在正常值范围内,由此对受试耳的耳蜗及内侧橄榄耳蜗系统功能进行检测,同时根据每一条曲线将蜗性及蜗后病变定位到某一细致的频带。此方法与目前临床上采用的耳声发射结合ABR和纯音测听的诊断方法能很好地吻合。     

大豆异黄酮的微生物转化

大豆异黄酮是近年来发现的具有多种生物学活性的大豆营养成分。综述了微生物对大豆异黄酮的转化过程,对大豆异黄酮的生物利用和营养成分的影响,指出在富含大豆异黄酮类制品生产过程中合理利用微生物活动的重要意义和可能途径。     

ClusPro FMFT-SAXS: Ultra-fast Filtering Using Small-Angle X-ray Scattering Data in Protein Docking

We have recently demonstrated that incorporation of small-angle X-ray scattering (SAXS)-based filtering in our heavily used docking server ClusPro improves docking results. However, the filtering step is time consuming, since ≈ 10⁵ conformations have to be sequentially processed. At the same time, we have demonstrated the possibility of ultra-fast systematic energy evaluation for all rigid body orientations of two proteins, by sampling using Fast Manifold Fourier Transform (FMFT), if energies are represented as a combination of convolution-like expressions. Here we present a novel FMFT-based algorithm FMFT-SAXS for massive SAXS computation on multiple conformations of a protein complex. This algorithm exploits the convolutional form of SAXS calculation function. FMFT-SAXS allows computation of SAXS profiles for millions of conformations in a matter of minutes, providing an opportunity to explore the whole conformational space of two interacting proteins. We demonstrate the application of the new FMFT-SAXS approach to significantly speed up SAXS filtering step in our current docking protocol (1 to 2 orders of magnitude faster, running in several minutes on a modern 16-core CPU) without loss of accuracy. This is demonstrated on the benchmark set as well as on the experimental data. The new approach is available as a part of ClusPro server (https://beta.cluspro.org) and as an open source C library (https://bitbucket.org/abc-group/libfmftsaxs).     

基于小波变换的心肌梗塞体表电位特征分析

小波变换已被很多心电学者用于ＥＣＧ信号的特征分析检测,在虚拟心脏基础上,选取合适的小波,对心肌梗塞的仿真体表电位进行小波变换细节分量处理,提出了一种新的体表电位形态特征的分析方法。结果表明,基于小波变换处理后体表电位图可以更地提示不同部位心肌在体表电位分布的特征,其表征出的拓扑形态对体表电位和虚拟心脏方法用于心肌梗塞临床诊断提供了一种新的途径。     

使用Radon变换进行二维MRI图像配准

使用了一种基于Radon变换的技术来进行二维的MRI图像配准。MRI的图像配准一般使用灰度配准,而Radon变换一般用于CT图像的重建,虽然现已经存在使用Radon变换进行图像配准,但是比较繁琐,我们对这一配准算法进行了简化。     

Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy for identifying Lactobacillus species

Abstract Fourier Transform infrared (FTIR) spectroscopy can be used to identify microorganisms. This study describes the influence of culture conditions on FTIR spectra and the discrimination of Lactobacillus species found in breweries. Fifty three Lactobacillus strains were analysed by FTIR spectroscopy and identification at the species level was correct for 94% of the strains, and at the strain level for 91% of the strains.     

Probing protonation/deprotonation of tyrosine residues in cytochrome ba3 oxidase from Thermus thermophilus by time-resolved step-scan Fourier transform infrared spectroscopy

Elucidating the properties of the heme Fe-Cu(B) binuclear center and the dynamics of the protein response in cytochrome c oxidase is crucial to understanding not only the dioxygen activation and bond cleavage by the enzyme but also the events related to the release of the produced water molecules. The time-resolved step-scan FTIR difference spectra show the ν(7a)(CO) of the protonated form of Tyr residues at 1247 cm(-1) and that of the deprotonated form at 1301 cm(-1). By monitoring the intensity changes of the 1247 and 1301 cm(-1) modes as a function of pH, we measured a pK(a) of 7.8 for the observed tyrosine. The FTIR spectral changes associated with the tyrosine do not belong to Tyr-237 but are attributed to the highly conserved in heme-copper oxidases Tyr-136 and/or Tyr-133 residue (Koutsoupakis, K., Stavrakis, S., Pinakoulaki, E., Soulimane, T., and Varotsis, C. (2002) J. Biol. Chem. 277, 32860-32866). The oxygenation of CO by the mixed-valence form of the enzyme revealed the formation of the ～607 nm P (Fe(IV)=O) species in the pH 6-9 range and the return to the oxidized form without the formation of the 580 nm F form. The data indicate that Tyr-237 is not involved in the proton transfer pathway in the oxygenation of CO by the mixed-valence form of the enzyme. The implication of these results with respect to the role of Tyr-136 and Tyr-133 in proton transfer/gating along with heme a(3) ring D propionate-H(2)O-ring A propionate-Asp-372 site to the exit/output proton channel (H(2)O pool) is discussed.     

Spectroscopic characterization of microorganisms by Fourier transform infrared microspectroscopy

Spectroscopic fingerprints of bacteria were investigated by Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy for the elucidation of chemical composition and structural information during growth. Good differentiation of six microorganisms was achieved down to the strain level. The inherent compositional and structural differences of cell envelopes and cytoplasm were investigated and utilized to obtain more detailed analysis of the spectroscopic features. Bands or regions of key functional groups were also identified in the original spectra. Microspectroscopic monitoring of bacterial growth demonstrated that FTIR spectroscopy cannot only provide molecular fingerprints of the cell envelope, but also compositional and metabolic information of the cytoplasm under different physiological conditions. This approach could be an effective alternative to traditional nutritional and biochemical methods to monitor and assess the effects of inhibitors and other environmental factors on microbial cell growth.     

肝脏超声图象局部分形指数研究

为了研究人体组织超声图象的局部特征,并为进行人体组织定征研究提供新的参数,提出了一个分析超声图象局部分形指数的新方法－局部分形指数小波分析法ＬＦＷＡＭ（ＬｏｃａｌＦｒａｃｔａｌＳｃａｌｅＷａｖｅｌｅｔＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄ）。应用此法研究了人体肝脏组织超声图象分形体的构造规则;进行了局部分形指数的分析。验证了ＬＦＷＡＭ法分析肝脏超声图象局部特性的有效性,得出了局部分形指数更能全面、细致地刻画肝脏组织超声图象分形特征的结论,为进而研究局部病变的识别与图象的分割提供了基础。     

颅内压低频分析

目的：临床和基础研究发现,颅内压存在波动,本工作通过动物实验模拟颅高压并研究颅内压的波动。实验方法：14条犬安置硬膜外球囊并注液制成颅高压模型,通过改变球囊内液体量来改变颅高压程度和颅内容积,由压力传感器持续记录相应压力。结果：对颅内压、腰区脑脊液压分别进行FFT分析,发现都存在一个约为0．2Hz的波动,该频率既不是心率(3Hz左右)也不是呼吸频率(0．4Hz),记为M波。分析表明：1)正常情况下,M波并不出现;2)实验开始阶段,不出现M波,当颅内压超过一定压力水平时,M波出现。随后的药物干预实验显示,采用迷走神经阻断药阿托品能明显抑制M波,而交感神经阻断药心得安效果不明显,初步说明M波与脑血管的某些调节机制有关。     

Random sampling of evolution time space and Fourier transform processing

Application of Fourier Transform for processing 3D NMR spectra with random sampling of evolution time space is presented. The 2D FT is calculated for pairs of frequencies, instead of conventional sequence of one-dimensional transforms. Signal to noise ratios and linewidths for different random distributions were investigated by simulations and experiments. The experimental examples include 3D HNCA, HNCACB and ¹⁵N-edited NOESY-HSQC spectra of ¹³C ¹⁵N labeled ubiquitin sample. Obtained results revealed general applicability of proposed method and the significant improvement of resolution in comparison with conventional spectra recorded in the same time.