基于PSoC的脑电信号采集系统的设计

脑电信号是一种很重要的生物医学信号,它是临床医学诊断和脑科学研究的一种重要手段。本文介绍了基于Cypress PSoC~(TM)可编程片上系统的脑电信号采集系统的整个设计过程,包括硬件组成和软件设计方法。通过PSoC芯片特有的可编程模拟系统和数字系统,可以把大量的外围器件集成到芯片的内部,从而提高了硬件系统的集成度和可靠性;加上功能强大的PSOC Designer集成开发环境,提高了开发效率,而且系统的软硬件升级也更加容易了。     

基于脑电信号的癫痫发作预测特征及识别

解码癫痫发作前脑电信号的神经元集群异常痫样放电活动,对癫痫发作进行有效预测并实施病前干预,可显著减少疾病病损,是癫痫防治的研究热点之一。基于脑电信号的癫痫发作预测研究关键在于发作间期和前期的异常状态识别,研究上述两状态间的神经动力学特征差异对明确癫痫发病机制、选取高分辨特征,进而有效识别该渐进性疾病所处的发作阶段具有重要价值。目前,研究者已对当前主流特征提取及模式识别方法进行了充分的调研梳理,但忽视了神经动态特征变化对于癫痫发作预测的重要意义。基于此,本文归纳总结了5类典型的发作预测特征分析方法及其优缺点,重点剖析了发作间期至前期神经生理特征的动态变化及其动力学特性,类比分析了当前该领域主流的机器学习和深度学习特征识别方法,以期为进一步建立精准、高效的癫痫发作预测技术提供新思路。     

Labview在动物脑电信号采集分析中的应用

分析动物行为活动中的脑电特征是脑机接口(Brain-computer interface,BCI)研究中的一个重要内容.本文利用最新测控软件-虚拟仪器技术(LabVIEW)进行脑电信号采集与处理,实现了信号实时显示、中值滤波、小渡消噪的设计.实验结果显示提取出了与特定行为(抓食)相关的脑电活动特征信号,为研究大脑如何控制行为提供了一个有效的方法.     

表面肌电信号采集与降噪处理

目的:本文以设计的表面肌电(sEMG)信号采集系统为基础,探讨sEMG信号中的降噪处理问题。方法:结合sEMG信号的噪声影响情况,首先利用带通滤波器消除肌电信号频带外噪声,再通过频谱插值法来抑制工频干扰分量,最后使用小波分析方法来削弱肌电信号频带内噪声。结果:通过对检测sEMG信号的降噪处理,信号噪声得到明显抑制。结论:所设计采集系统能够获得满意的sEMG信号检测效果,所采用降噪方法能够有效提高sEMG信号的质量。     

表面肌电信号采集与降噪处理

目的：本文以设计的表面~g（sEMG）信号采集系统为基础,探讨sEMG信号中的降噪处理问题。方法：结合sEMG信号的噪声影响情况,首先利用带通滤波器消除肌电信号频带外噪声,再通过频谱插值法来抑制工频干扰分量,最后使用小波分析方法来削弱肌电信号频带内噪声。结果：通过对检测sEMG信号的降噪处理,信号噪声得到明显抑制。结论：所设计采集系统能够获得满意的sEMG信号检测效果,所采用降噪方法能够有效提高sEMG信号的质量。     

基于PC声卡的生物医学电信号采集方法

把生物医学电信号以线性调幅的方法调制在音频载波信号之上,用PC声卡采集该已调波信号,用软件实现调幅波的解调,经数字低通滤波器的滤波,恢复出生物医学电信号,达到采集和显示生物医学电信号的的目的。实践证明,该方法具有成本低、多通道工作实时性好的特点,具有实用价值。     

基于思维脑电信号的假手的研究

本文主要研究利用思维脑电信号来控制假手动作。采用小波变换对思维脑电信号进行分解,选取合适的子带信号并提取相应能量特征,组成特征向量输入BP神经网络进行分类识别。整个信号处理过程在LabVIEW软件平台上实现,并利用其串口通信模块输出控制指令来控制假手的张开和闭合。     

脑电信号的高阶奇异谱分析

奇异谱分析是脑电信号分析的一种新方法,脑电信号的奇异谱可以反映脑电的特征,它有助于研究大脑的动力学行为。奇异谱分析方法是基于二阶统计的方法,反映的是信号时间上和空间上的一种线性相关关系。而脑电信号属于非线性信号,其内在的非线性关系很难通过奇异谱得到真实的反映,从而会丢失某些有用的信息。提出一种新的基于高阶统计的脑电奇异谱分析方法,并将其运用于正常脑电和癫痫患者的脑电分析中。大量的实测信号样本仿真实验结果表明,正常脑电和癫痫脑电的奇异谱有明显的不同。此外,基于高阶统计的奇异谱和基于二阶统计的奇异谱相比更能反映出信号的细节。     

基于多特征融合的多分类运动想象脑电信号识别研究

针对目前多分类运动想象脑电识别存在特征提取单一、分类准确率低等问题,提出一种多特征融合的四分类运动想象脑电识别方法来提高识别率。对预处理后的脑电信号分别使用希尔伯特-黄变换、一对多共空间模式、近似熵、模糊熵、样本熵提取结合时频—空域—非线性动力学的初始特征向量,用主成分分析降维,最后使用粒子群优化支持向量机分类。该算法通过对国际标准数据集BCI2005 Data set IIIa中的k3b受试者数据经MATLAB仿真处理后获得93.30%的识别率,均高于单一特征和其它组合特征下的识别率。分别对四名实验者实验采集运动想象脑电数据,使用本研究提出的方法处理获得了72.96%的平均识别率。结果表明多特征融合的特征提取方法能更好的表征运动想象脑电信号,使用粒子群支持向量机可取得较高的识别准确率,为人脑的认知活动提供了一种新的识别方法。     

一种基于支持向量机技术的癫痫脑电棘尖波识别方法

支持向量机是一种基于统计学习理论的新型学习机。文章提出一种基于支持向量机的癫痫脑电特征提取与识别方法,充分发挥其泛化能力强的特点,在与神经网络方法的比较中,表现出较低的漏检率和较好的鲁棒性,有深入研究的价值和良好的应用前景。     

Overview: Mechanism and Control of a Prosthetic Arm

Continuous growth in industrialization and lack of awareness in safety parameters the cases of amputations are growing. The search of safer, simpler and automated prosthetic arms for managing upper limbs is expected. Continuous efforts have been made to design and develop prosthetic arms ranging from simple harness actuated to automated mechanisms with various control options. However due the cost constraints, the automated prosthetic arms are still out of the reach of needy people. Recent data have shown that there is a wide scope to develop a low cost and light weight upper limb prosthesis. This review summarizes the various designs methodologies, mechanisms and control system developed by the researchers and the advances therein. Educating the patient to develop acceptability to prosthesis and using the same for the most basic desired functions of human hand, post amputation care and to improve patient’s independent life is equally important. In conclusion it can be interpreted that there is a wide scope in design in an adaptive mechanism for opening and closing of the fingers using other methods of path and position synthesis. Simple mechanisms and less parts may optimize the cost factor. Reduction in the weight of the prosthesis may be achieved using polymers used for engineering applications. Control system will remain never ending challenge for the researchers, but it is essential to maintain the simplicity from the patients perspective.     

鲍配子识别蛋白的研究

配子相互作用的生化机制对于进一步阐明生殖过程具有重要作用,它是深入了解细胞内识别的理想体系。精卵细胞相互作用包括一系列的步骤,开始于精子与卵细胞外被的接触,终止于两性细胞的融合及精子核进入卵细胞质中,而精卵细胞的识别具有建立于各自性细胞表面成分基础上的种的特异性,鲍则是研究精卵识别的好材料。鲍精子在发生顶体反应时释放出两种蛋白质——细胞溶素(1ysin)和18ku糖蛋白(spl8),其中的细胞溶素与其卵黄膜上的受体紧密结合,并利用非酶反应在卵黄膜上穿一个小孔,整个精子则从此孔穿过卵黄膜与卵细胞融合;spl8释放后则覆盖到精子细胞膜表面,起到溶解卵细胞脂质体的作用,即spl8介导精、卵细胞膜的融合。鲍卵细胞膜上存在细胞溶素受体,它是大的不分支的糖蛋白分子,占据了卵黄膜30％的组分,可以专一性地与细胞溶素相结合。这些配子识别蛋白共同进化且速度很快,其中细胞溶素和18ku糖蛋白通过正向选择进化,而细胞溶素受体进行协同进化。     

酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用

以发育中的玉米胚为材料,研究了玉米胚脱水耐性的发育变化及其与抗氧化系统之间的关系。结果表明,授粉后18d的胚获得萌发能力,但不耐脱水;授粉后36d的胚开始获得耐脱水能力,并随着发育逐渐增加。随着发育,胚的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性逐渐降低,过氧化氢酶（CAT）活性逐渐增加。授粉后16～22d的玉米胚中检测不到抗坏血酸,24d后胚中抗坏血酸的含量显著增加;还原性谷胱甘肽含量在整个发育过程中逐渐增加。脱水胚的SOD、APX和DHAR的活性比对照（未脱水）胚低,而GR和CAT活性在发育早期比对照胚低,在发育中、后期高于对照胚。脱水胚的抗坏血酸和还原性谷胱甘肽含量明显低于对照胚。胚中丙二醛的含量随着发育逐渐下降,脱水胚的丙二醛含量显著高于对照。这些结果说明CAT活性和谷胱甘肽含量的增加以及脂质过氧化产物丙二醛含量的下降与玉米胚脱水耐性的获得密切相关。     

基于USB数据采集器的膜片钳系统软件设计

为了控制新的基于USB总线的数据采集器进行膜片钳实验,设计和实现了能应用于Windows 2000／XP操作系统的膜片钳系统软件。软件运用面向对象程序设计方法和统一建模语言,实现了封接测试．电压门控和配体门控等实验模式。实验结果表明,该系统软件能够精确控制数据采集器进行高速数据采集,满足细胞生理实验的要求。     

第二语言语音获得的影响因素及其脑机制

本文综述了影响双语者第二语言语音获得的一些因素,包括双语者第二语言的获得年龄、居住时间长短、第一语言与第二语言两种语言语音系统的相似程度以及两种语言使用频率的高低等。此外,还介绍了此领域神经生理学研究获得的最新成果,从神经机制方面深入探讨这些影响因素对双语者语音系统组织的影响。     

术前心理沟通疏导对人工膝关节置换术患者应激反应、心理状态及术后疼痛的影响

目的:分析术前心理沟通疏导对人工膝关节置换术患者应激反应、心理状态以及术后疼痛的影响。方法:选取2018年1月～2019年1月汕头大学医学院第一附属医院和南方医科大学附属东莞市人民医院收治的拟行人工膝关节置换术的患者89例,以随机数字表法分为术前干预组和常规手术组,常规手术组按常规行术前患者教育,术前干预组行术前心理沟通疏导,比较两组术后康复情况、应激反应,采用抑郁自评量表(SDS)评分、焦虑自评量表(SAS)评分、视觉模拟评分(VAS)以及简化的McGill问卷(SF-MPQ)评价患者的抑郁、焦虑、疼痛情况。结果:术前干预组术后2周膝关节活动度(ROM)、膝关节特种外科医院(HSS)评分高于常规手术组(P0.05);术前干预组术后即刻醛固酮(ALD)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、去甲肾上腺素(NE)水平低于常规手术组(P0.05);术前干预组出院时SDS评分、SAS评分低于常规手术组(P0.05);术前干预组术后VAS评分、SF-MPQ评分低于常规手术组(P0.05)。结论:术前心理沟通疏导能够明显减轻接受人工膝关节置换术治疗的患者的应激反应,改善不良情绪,减轻术后疼痛感,促进患者康复。     

Recognition of Oxidized Thymine Base on the Single-Stranded DNA by Replication Protein A

Replication protein A (RAP) is a eukaryotic single-stranded DNA binding protein involved in DNA replication, repair, and recombination. Recent studies indicate that RPA preferentially binds the damaged sites rather than the undamaged sites. Therefore, RPA is thought to be a member of repair factories or a sensor of lesion on DNA. To obtain further information of behavior of RPA against the oxidized lesion, we studied the binding affinity of RPA for the single-stranded DNA containing 5-formyluracil, a major lesion of thymine base yielded by the oxidation, using several synthetic oligonucleotides. The affinity of RPA for oligonucleotides was determined by gel shift assay. Results suggest that the surrounding sequence of 5-formyluracil may affect the affinity for RPA, and that the 5-formyluracil on the purine stretch but not the pyrimidine stretch increases the affinity for RPA. Results of affinity labeling experiment of RPA with the oligonucleotides containing 5-formyluracil indicate that RPA1 subunit may directly recognize and bind to the 5-formyluracil on the single-stranded DNA.     

豆科植物凝集素及其对根瘤菌的识别作用

本文讨论了豆科植物凝集素的性质、分布、基因及其表达;近年来研究表明识别根瘤菌的因子是豆科植物根上的凝集素。将一种豆科植物的凝集素基因转化到另一种豆科植物后,再接种前一种豆科植物的根瘤菌,可以使其被侵染和结瘤。由此人们提出了扩大根瘤菌宿主范围到非豆科植物,特别是粮食作物范围的可能性。