基于FPGA的彩超信号处理中的壁滤波器设计与实现

目的:探索一种投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器的设计以及其在现场可编辑门阵列(FPGA)平台上的实现.方法:首先,利用矩阵实验室(Matlab)矩阵运算的优势,进行算法的仿真,通过对仿真结果的分析,初步评估该算法的有效性;其次,将算法进行理论上的优化,以使其能满足在硬件上运行的可行性;最后,根据现场可编辑门阵列(FPGA)的结构特点以及该算法的运算特点,提出了一种硬件运算结构来实现该滤波器算法.结果:这种投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器能充分利用可编辑门阵列(FPGA)并行运算的特点提高运算效率,并能有效的抑制人体内反射回来的杂波信号,提取出了血流的多普勒频移.结论:投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器在现场可编辑门阵列(FPGA)里得到了实现.     

基于血流多普勒原理的血压测量系统设计

血流信号的采集可基于超声多普勒技术。利用多普勒超声探头在肢体主动脉脉搏处采集到血流多普勒频移信号,对信号电压进行放大,一方面直接输入扬声器转变为音频信号,得到多普勒音;同时用频率/电压变换器LM331变换多普勒频移信号,得到脉搏波信号。基于此原理,设计了使用无创、直观的方法获得肢体血流参数,并经PC机处理,最终在显示器上显示脉搏波形和血压数值的方法。     

果蝇nasuta亚群求爱歌的种间识别与进化遗传学研究

果蝇ｎａｓｕｔａ亚群由１４个种、亚种和分类群组成,广泛分布于印度－太平洋区域。本文首次记录了ｎａｓｕｔａ亚群种的求爱歌,测量了脉冲歌时域模式的参数：脉冲串间隔（ＩＢＩ）、脉冲间隔（ＩＰＩ）、脉冲串时间长度（ＰＴＬ）、每个脉冲串的脉冲数（ＰＮ）、脉冲时间长度（ＰＬ）、波动周期时间长度（ＣＬ）。采用计算机声谱分析技术,作出求爱歌信号的三维数字功率谱图,进行频率分析。发现Ｄ．ｐｕｌａｕｎａ和Ｔａｘｏｎ－Ｆ不发出求爱歌声信号,视觉在交配中可能起重要作用。对其余种、亚种和分类群的求爱歌分析表明,ｎａｓｕｔａ亚群种的求爱歌分为脉冲歌和正弦歌。对部分种的正反交Ｆ１求爱歌分析表明,脉冲歌时域参数,如ＩＰＩ平均值为Ｘ染色体连锁或常染色体多基因控制,正弦歌频率偏向母方。根据不同种、亚种和分类群脉冲歌的时域模式构建ｎａｓｕｔａ亚群的系统树,对亚群中不同种、亚种和分类群的亲缘关系进行讨论。     

基于多普勒频移和频带展宽的自相关光声流速矢量测量

为了测量碳颗粒悬混溶液的流速矢量,将自相关方法引入了光声多普勒流速测量。纵向和横向速度分量分别由多普勒频移和多普勒频带展宽得到。光声信号由波长532 nm,重复频率20 Hz的脉冲激光激励,由中心频率10 MHz的点聚焦压电超声换能器采集。由微量注射泵驱动的碳颗粒悬混液模拟血液的流动。时域光声信号由希尔伯特变换为复信号后进行自相关计算。多普勒频移和多普勒频宽的标准偏差由若干独立A扫的自相关平均得到。对比之前采用序列A扫的互相关方法,自相关中的信号时移大小可自定义,避免了对高重复频率脉冲激光的要求,有利于探测深度的提高。该方法的可行性通过对流速为16-32 mm/s、多普勒角度为50°的碳颗粒悬混液流速矢量的测量得到了初步验证。     

甘肃鼢鼠鸣声声谱分析

对成年甘肃鼢鼠（Ｍｙｏｓｐａｌａｘ ｃａｎｓｕｓ）４种鸣声（不安鸣声、威胁声、惊叫声、攻击声）声谱作了分析,结果表明：甘肃鼢鼠在睡眠中偶尔发出不安鸣声,其频谱图简单,只有１个能量区（９３６～１８３３Ｈｚ）;主峰频率（ＭＰＦ,ｍａｉｎ ｐｅａｋ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）为１５０１Ｈｚ;持续时间３６６μｓ,间隔时间１３５μｓ。在两鼠相遇或在格斗时向对方发出威胁鸣叫,威胁声有２个能量区（５８．５～２６７１．     

新超声医学术语(四)

71.多普勒增益(钮)Doppler Gain 用于调整频谱分析电路(单一或二维多普勒仪)或整个多普勒电路(彩色多普勒仪)中输入信号的强弱。原则是在频谱或彩色血流图显示清楚的情况下尽量减少噪音信号。72.范围压缩(钮)Range Compression 用于调整压缩多普勒的信号振幅范围,使其最强和最弱信号之间的频谱灰阶差距变小。通常可分4级,级数越大则低幅信号增益也大,更易显示于频谱图。一般仅用于高速射流时,将此钮调向最大级使最大流速显示清楚。73.壁滤波器(钮) Wall filter 用于调整脉冲波或连续波多普勒低频信     

便携式脑循环功能分析仪的研制

介绍了一种结构新颖的便携式脑循环功能分析仪的基本原理、参数算法和仪器设计方法。该仪器动用超声多普勒、超声脉冲和臂式自动血压模块检测颈动脉血流速度、血管管径及肱动脉舒张压和收缩压。根据血液动力学原理建立了简化的脑血管动力学参数计算方法,可获得人体颈动脉系统外周阻力、动态阻力、临界压力及搏动指数等反映脑循环功能状况的动力学参数。该仪器结构精巧、操作便捷、指标敏感,适用于各级医院、医疗机构,特别是基层医院和社区康复中心对脑血管病进行早期诊断。     

细菌视紫红质的两种光电微分响应及其机制

利用MATLAB软件对细菌视紫红质 (BR)膜光电器件的脉冲响应实验数据进行拟合 ,得到器件的冲激响应函数。据此用SIMULINK模块构造出了反映BR光电器件特性的仿真系统。利用此系统对不同间断光入射BR光电器件时的输出响应信号进行了仿真计算。通过分析得出结论 :以前所描述的微分响应 (发生在毫秒到秒的时间量级 ,在光打开时产生一个正脉冲 ,在光关掉时产生一个负脉冲 )并非BR分子固有的特性 ,部分是由于测量电路引起的。BR分子本身特性引起的微分响应是发生在微秒时间量级 ,而且在光打开时产生一个负脉冲 ,在光关掉时产生一个正脉冲。对这两种微分响应产生的机制分别进行了探讨     

西藏地区土壤放线菌种群多样性及拮抗活性研究

从西藏不同海拔、不同气候条件的5个地区采集的10份土样中,使用选择分离培养基、ISP 2（Yeast extract_malt extract agar）和高氏一号培养基,通过分散差速离心法（Dispersion and differential centrifugation,DDC）分离得到放线菌156株。根据形态和培养特征将其归入32个类群,并从中选出65个代表菌株进行全细胞壁氨基酸组分分析,结果表明：９株菌为非链霉菌胞壁类型,其余为链霉菌胞壁类型。16S rDNA扩增片段长度多态性（ARDRA）分析得到不同带型,对其序列分析结果表明：分离菌株分属链霉菌属（Streptomyces）和5个稀有放线菌属。同时测试了代表菌株抗耐药细菌和真菌的活性,其中38.5%的菌株具有拮抗活性。     

用于识别心电图的BP网络系统

基于ＢＰ神经网络算法和心电图（ＥＣＧ）识别的原理,作者系统地探讨了ＢＰ网络用于心电图识别的方法并设计了一个用ＢＰ网络识别三种类型（ＥＣＧ）一正常、下壁心肌心梗塞和前间壁心肌梗搴系统。实验结果较好。     

Digital IIR filters design using differential evolution algorithm with a controllable probabilistic population size

Design of a digital infinite-impulse-response (IIR) filter is the process of synthesizing and implementing a recursive filter network so that a set of prescribed excitations results a set of desired responses. However, the error surface of IIR filters is usually non-linear and multi-modal. In order to find the global minimum indeed, an improved differential evolution (DE) is proposed for digital IIR filter design in this paper. The suggested algorithm is a kind of DE variants with a controllable probabilistic (CPDE) population size. It considers the convergence speed and the computational cost simultaneously by nonperiodic partial increasing or declining individuals according to fitness diversities. In addition, we discuss as well some important aspects for IIR filter design, such as the cost function value, the influence of (noise) perturbations, the convergence rate and successful percentage, the parameter measurement, etc. As to the simulation result, it shows that the presented algorithm is viable and comparable. Compared with six existing State-of-the-Art algorithms-based digital IIR filter design methods obtained by numerical experiments, CPDE is relatively more promising and competitive.     

主动脉缩窄术模型小鼠成模早期评价技术

目的利用超声多普勒技术分析建立主动脉缩窄小鼠模型早期评价方法。方法 C57BL/6J小鼠经开胸手术结扎主动脉弓,获得理论直径为0.4 mm的无名动脉远端主动脉弓重建血管;超声多普勒分析重建小鼠主动脉弓及其分支内血流流速,分析小鼠主动脉重建情况;记录小鼠生存情况,Spss16.0软件Kaplan-Meier curves分析小鼠存活率;将术后1周多普勒血流分析数据与术后4周左室壁厚度做相关性分析;生物信息学总结分析国内外立该模型的技术与评价,综合分析建立主动脉缩窄小鼠模型的超声多普勒早期评价方法,为相关研究者提供参考。结果术后8周时重建组(TAC)小鼠存活率为85.0%(n=40),而假手术组(Sham)小鼠存活率为96.4%(n=28);小鼠术后1周超声多普勒检测无名动脉血流/左颈总动脉血流比值(IA/LCCA)大于5.9时,术后4周舒张期左室后壁厚度(LVPWD)显著增厚占比达100%;IA/LCCA于5.9～10.7之间时与LVPWD成线性相关,当IA/LCCA大于10.7时线性关系下降,LVPWD增大趋势变缓。结论 TAC小鼠术后1周时使用多普勒血流分析,IA/LCCA比值大于5.9时,术后4周小鼠LVPWD即发生显著增厚,超声多普勒血流分析可以作为模型是否成功的早期评价方法。     

具有脉冲投放捕食者阶段结构时滞的捕食-食饵模型

讨论了具有阶段结构脉冲时滞的HollinglI功能反应的捕食模型,其中天敌（益虫）进行人工脉冲周期投放,害虫具有阶段结构及成熟期的时滞现象,并进行了系统的数学及生物方面的研究．利用脉冲及时滞微分方程的基本知识证明了该害虫根除周期解的唯一性和全局吸引性．进一步证明了当天敌的投放量或者投放周期在一定的范围内,能够控制害虫在作物的经济危害水平（EIL）运行的情况下使天敌与害虫可以共存．得出的结论为害虫治理提供了策略基础．     

基于频域反卷积滤波器的光声成像

采用探测器的脉冲响应在频域反卷积滤波光声信号以进一步提高光声成像的分辨率.由仿真和实验结果表明,频域反卷积滤波重建相对于时域反投影重建和滤波反投影重建具有更好的成像效果,明显地提高重建图像的分辨率,经仿真结果的计算,其重建图像的分辨率由2.58 mm提高到了0.16 mm.实验所用的光源为YAG激光器,波长为1064 ...     

彩色多普勒超声诊断子宫肉瘤的价值

目的探讨彩色多普勒超声对子宫肉瘤的诊断与鉴别诊断的价值。方法回顾性分析19例子宫肉瘤的声像图表现及多普勒血流频谱特点与手术及病理结果进行对照。结果子宫肉瘤的二维声像图表现分为四类：子宫肌层实性占位（4例）;子宫肌层囊实性占位（9例）;子宫内膜占位（4例）;宫颈占位（2例）。血流特点是肿瘤表面和内部以血流丰富型为主（15／19）,动脉阻力指数较低,15例RI平均值0．66。结论子宫肉瘤的声像图和血流多普勒显示具有特征性表现,超声检查对子宫肉瘤的早期发现、早期诊断及鉴别诊断能为临床提供重要帮助。     

The design of digital filters for biomedical signal processing Part 2: Design techniques using the z-plane

Design methods for digital filters using z-plane techniques are developed out of the basic concepts described in part 1. The relationship between impulse response shape and side lobe generation in the frequency response is investigated by means of rectangular, triangular and cosine window filters. The limited choice of cut-off frequencies available for simple linear phase digital filters is explained. Design direct from the frequency domain is summarized. z-plane techniques for the design of high- and band-pass digital filters and the digital equivalents of analogue filters are described. s-plane to z-plane mapping by means of the Bilinear transformation is compared to the direct z-transform method of filter design.     

三种正常大鼠磁共振成像心功能基础数据采集和分析

目的大鼠是常用的制备心脏病模型的实验动物,而磁共振成像（MRI）技术已经成为评价心脏病模型病理进程和药效的重要技术手段,但是目前国内外没有正常大鼠心脏的磁共振成像技术参数,影响了这一技术的应用。本文利用磁共振成像技术,采集和定量分析Wistar、Sprague-Dawley和Lewis三种常用大鼠的左、右心室功能参数,为心脏病模型制备和分析提供参考数据。方法利用7．0T高场强MRI心脏电影（CINE）序列,分析这三种常用大鼠活体心脏组织的左、右心室心功能参数。结果获得三种大鼠左、右心室的8—9周龄功能参数,包括：左、右心室的舒张末容积（EDV）、收缩末容积（ESV）、射血分数（EF）;左心室乳头肌层面舒张末期内径（EDD）、收缩末期内径（ESD）、短轴缩短率（Fs）、舒张末前后室壁厚度（EDAWT,EDPWT）、收缩末前后室壁厚度（ESAWT,ESPWT）、前室壁增厚率（AWT）和后室壁增厚率（PwT）;右心室乳头肌层面舒张末室壁厚度（EDWT）、收缩末室壁厚度（ESWT）和室壁增厚率（WT）等十八项心脏主要功能和结构的正常值。结论本研究获得的三种大鼠十八项心脏主要功能和结构的正常值,可作为心脏病模型制备成模判定和病理进程、药物评价的参考数据。     

大鼠垂体促性腺激素细胞内cAMP的改变对LHβ mRNA表达的影响

目的 分析大鼠LHβ mRNA表达的促性腺激素释放激素(GnRH)受体后信号转导机制.方法 将体外培养的大鼠腺垂体促性腺激素(GTH)细胞用cAMP的兴奋剂FSK或抑制剂SQ22536处理后,再用高频GnRH脉冲刺激,然后用实时荧光定量PCR法测定细胞LHβ mRNA的Ct值,并与空白组比较.结果 LHβ mRNA的Ct值随着GTH细胞cAMP含量的增高而显著降低,随着cAMP含量的降低而显著增高.结论 cAMP是高频GnRH脉冲刺激所引起的LHβ mRNA表达的受体后的信号转导途径.     

Cutting edge: bacterial lipoprotein induces endotoxin-independent tolerance to septic shock

Tolerance to bacterial cell wall components is an adaptive host response. Endotoxin/LPS tolerance is characterized by a survival advantage against subsequent lethal LPS challenge. However, it is uncertain whether LPS tolerance can afford protection against other septic challenges. In this study, we show that tolerance induced by bacterial lipoprotein (BLP) protects mice against not only BLP-induced lethality, but also LPS-, live bacteria-, and polymicrobial sepsis-induced lethality. In contrast, LPS tolerance offers no survival benefit against the latter two challenges. Furthermore, induction of BLP tolerance results in overexpression of complement receptor type 3 and FcgammaIII/IIR on neutrophils (polymorphonuclear neutrophils) and peritoneal macrophages, with increased bacterial recognition and bactericidal activity, whereas LPS-tolerized mice exhibit an impaired ability to ingest and to kill bacteria. These results indicate that BLP tolerance is a novel adaptive host response associated with a unique protective effect during septic shock.     

Types of immune-inflammatory responses as a reflection of cell–cell interactions under conditions of tissue regeneration and tumor growth

Inflammatory infiltration of tumor stroma is an integral reflection of reactions that develop in response to any damage to tumor cells including immune responses to antigens or necrosis caused by vascular disorders. In this review, we use the term “immune-inflammatory response” (IIR) that allows us to give an integral assessment of the cellular composition of the tumor microenvironment. Two main types of IIRs are discussed: type 1 and 2 T-helper reactions (Th1 and Th2), as well as their inducers: immunosuppressive responses and reactions mediated by Th22 and Th17 lymphocytes and capable of modifying the main types of IIRs. Cellular and molecular manifestations of each IIR type are analyzed and their general characteristics and roles in tissue regeneration and tumor growth are presented. Since inflammatory responses in a tumor can also be initiated by innate immunity mechanisms, special attention is given to inflammation based on them. We emphasize that processes accompanying tissue regeneration are prototypes of processes underlying cancer progression, and these processes have the same cellular and molecular substrates. We focus on evidence that tumor progression is mainly contributed by processes specific for the second phase of “wound healing” that are based on the Th2-type IIR. We emphasize that the effect of various types of immune and stroma cells on tumor progression is determined by the ability of the cells and their cytokines to promote or prevent the development of Th1- or Th2-type of IIR. Finally, we supposed that the nonspecific influence on the tumor caused by the cytokine context of the Th1- or Th2-type microenvironment should play a decisive role for suppression or stimulation of tumor growth and metastasis.