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期刊信息/Journal information
生物医学工程研究
山东生物医学工程学会 山东省医疗器械研究所 山东省千佛山医院
生物医学工程研究

山东生物医学工程学会 山东省医疗器械研究所 山东省千佛山医院

康永军 王勤

季刊

1672-6278

sdbme@163.com

0531-88933885，88562189

250013

山东省济南市解放路11号

生物医学工程研究/Journal Journal of Biomedical Engineering Research北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是山东生物医学工程学会等主办的，面向国内外公开发行的学术性期刊。主要栏目有研究论文、科研简报、文献综述、专题讲座、新产品评介、信息动态等。主要刊登人口器官、生物材料、生物力学、生物效应、生物电阻抗、生物信息与控制、生物医学测量、心脏起博与电生理、医学超声、血液净化、中医药工程、人工智能、医学图像与成像、介入医学工程技术、康复工程、组织工程、生物芯片、传感器等领域的文章。该刊面向广大医生、生物医学工程工作者等。本刊除注重论文质量外，最大特点是注重时效性、出版周期短，刊出时间为三个月以内。本刊于1982年创刊，是中国学术期刊、中国期刊网入编期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、中文科技期刊数据库收录期刊。
正式出版
收录年代

    智能康复工程中的生物力学问题

    魏永利刘晓凤周平
    87-91页
    查看更多>>摘要：本文深入探讨了智能康复工程中常见的生物力学问题,包括人体运动过程中的力学特性分析、损伤生物力学评估和人机界面的生物力学问题等.通过探索这些问题的根源和影响因素,总结了智能康复工程中生物力学问题的解决方法与技术,包括高级仿真建模技术、人工智能技术、传感技术等.通过对康复工程中生物力学问题的研究,可为康复工程领域的发展和创新提供新思路、新方法.

    康复工程生物力学数字孪生人机界面

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    基于功能近红外光谱的轻度认知障碍和阿尔茨海默病的脑功能评估研究

    王泽华田一竹武迪汪待发...
    92-99页
    查看更多>>摘要：为探究阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者与健康老年群体(healthy control population,HC)的脑活动差异.本研究对 24 名AD患者、27 名MCI患者与 20 名健康老年受试者进行静息态和任务态数据采集,计算基于氧合血红蛋白(oxygenated hemoglobin,HbO2)和脱氧血红蛋白(deoxygenated hemoglobin,HbR)的脑激活和脑连接,进行单因素方差分析,建立脑功能指标与行为的关联关系,并获得了 5 个具有显著组间差异且与行为显著相关的关键指标.结果显示,三组间,基于HbO2 信号的脑激活差异性更强,而基于HbR信号的脑功能连接差异性更强;受试者HbR功能连接与任务正确率显著正相关,与反应时间显著负相关.脑功能活动的差异可能是行为差异的神经机制,本研究将有助于MCI和AD的早期评估.

    阿尔茨海默病轻度认知障碍功能近红外光谱功能连接脑激活

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    基于手背视频流分析的无接触式SpO2测量方法

    白培瑞轩辕梦玉傅颖霞袁梦...
    100-107页
    查看更多>>摘要：为提高外周血氧饱和度(SpO2)的测量效率与准确率,本研究提出了一种基于手背视频的非接触式SpO2 测量方法.通过欧拉视频放大中的高斯金字塔与放大因子的组合改进,减少光线噪声的干扰,有效放大手背视频中的感兴趣区域.然后,提取放大后视频帧的红、蓝通道,并采用吸光度比值法计算SpO2 值.最后,在自制数据集上进行了两种呼吸状态下的实验验证.实验结果表明,所提方法SpO2 测量的平均均方根误差(RMSE)可达 0.48%,与指夹式脉搏血氧仪相比,表现出较高的一致性,且发现性别对SpO2 的测量误差有一定影响.该方法可便捷地移植到智能手机等简易视频设备,对SpO2 的日常监测具有良好的应用前景.

    血氧饱和度手背视频分析欧拉视频放大智能健康监测

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    联合自适应核和Transformer的脊柱磁共振成像多类别分割网络

    郑州王苹苹张魁星
    108-114页
    查看更多>>摘要：针对脊柱磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结构复杂,存在多余组织、噪声及伪像的问题,本研究设计了一种联合自适应核和Transformer的脊柱MRI实例多类别分割网络.以Swin Transformer作为骨干网络,通过引入稠密连接模块减少前向通道的信息丢失,以更好地捕获图像中的细节和局部信息.同时,为进一步捕获复杂空间的多尺度特征,采取自注意力核选择的方式构建跨尺度稠密连接,使模型在训练过程中能自适应学习到合适的卷积核尺寸,提高模型对不同尺度信息的感知能力,提高分割性能.通过在 215 例受试者的T2 加权MRI图像 2D切片上进行验证,实验结果显示,该算法的平均交并比(mean intersection over union,mIoU)、平均召回率(mean recall rate,mRecall)和平均骰子系数(mean dice coefficient,mDice)分别为 82.63%、89.37%和 88.85%.结果表明,本研究算法的分割性能较好,可实现脊柱MRI中椎体及椎间盘的精准分割,为临床医生提供辅助诊断工具.

    脊柱图像分割磁共振成像SwinTransformer稠密连接自注意力核选择

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    基于时频图表示的多轨个性化耳鸣康复音生成方法

    谢子奇何培宇陈娅南李永康...
    115-122页
    查看更多>>摘要：针对传统耳鸣声治疗方法在患者掩蔽频段的对应效果不精确或掩蔽效果不佳的问题,本研究基于时频图表示(time-frequency representations,TFR)方法,提出了一种多轨个性化耳鸣康复音(multi-track personalized tinnitus rehabilitation sound,MT-PTRS)的生成方法.该方法不仅能体现耳鸣掩蔽疗法所需的频率集中特性,且一定程度上提高了耳鸣康复音的可听性.本研究基于基本的自然声库,通过TFR方法识别出自然声中的主要能量频段,并结合患者耳鸣频段对自然声进行切割、分类,进一步合成频率集中的个性化自然掩蔽声.本研究将个性化自然掩蔽声作为主要音轨,结合宽带自然声生成MT-PTRS,相较传统掩蔽治疗中的窄带噪声,具有更好的可听性和自然性.实验结果表明,相较于其他的多轨耳鸣康复音方法,该方法生成的康复音的悦耳度和丰富度有一定提升,增加了患者对声治疗的耐受性,对耳鸣声治疗研究具有一定参考价值.

    耳鸣声治疗时频图表示频率匹配声音合成自然音

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    基于双编码特征提取路径的舌体分割方法

    封晓燕田琪徐云峰丛金玉...
    123-128页
    查看更多>>摘要：针对舌图像舌体边缘分割模糊、小区域分割错误等问题,本研究设计了一种双编码特征提取路径的方法,以获取丰富的信息特征,辅助舌体精确分割.首先,设计双编码特征提取路径,其中,空间信息路径保留空间信息并生成高分辨率特征图,上下文信息路径提高网络提取多尺度特征能力;其次,采用一种特征融合模块,融合空间信息路径和上下文信息路径的输出特征;最后,采用轻量级解码器模块减少模型参数量,提高模型计算效率.结果显示,该方法精确率、召回率、F1 分数和平均交并比(mean intersection over union,MIoU)分别达 98.82%、98.53%、98.60%和 97.67%,模型总参数量和每秒浮点运算次数(floating point operations per second,FLOPs)为7.54 M和67.09 G.结果表明,该方法可有效提高舌体的分割精度,显著改善舌体小区域分割错误和边缘模糊性,为中医舌象智能辅助分析提供必要支撑.

    舌体分割舌诊客观化深度学习Transformer多尺度特征提取

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    H1型经颅磁刺激线圈结构设计对刺激效果的影响

    吴雅祥廖绍伟刘仲武余红雅...
    129-135页
    查看更多>>摘要：经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)是一种无创、无痛、低成本实现大脑刺激的工具,在治疗许多精神疾病方面有效.H1 型线圈是一种TMS线圈.为实现深部脑组织刺激,基于现有的H1 型线圈,本研究提出一种由四匝线圈组成的一种简化的H形线圈,使用有限元分析计算球形头部模型内电场分布,并利用大脑内深度 20 mm处最大的电场强度Emax(20)与大脑表面最大电场强度Emax(0)的比值P(20)和Emax(0)研究H形线圈结构设计对刺激深度的影响.分析结果表明,H形线圈的刺激效果由线圈中两组线圈的结构、位置共同决定,通过调整线圈结构,最优的 H1 线圈对应的 P(20)和Emax(0)分别为 75.54%和 32.97 V/m.通过合理的结构设计,可实现在大脑表面最大电场强度较小的同时,刺激颅内深部组织.

    经颅磁刺激H1型线圈线圈结构刺激深度

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    非小细胞肺癌肿瘤治疗电场电极阵列布局优化方法研究

    林喆陈春晓肖月月王亮...
    136-143页
    查看更多>>摘要：为优化电极阵列排布,提高肿瘤治疗电场(tumor treating fields,TTF)强度,以更有效地抑制肿瘤增殖,本研究以群智能算法为基础,提出了电极感知自适应(electrode-perceptive adaptive,EPA)算法,旨在优化位于胸部区域的四组电极阵列的贴放位置,提高治疗时的电场强度.EPA算法通过迭代搜索,动态地调整电极阵列布局,可最大化肿瘤部位的电场强度,从而提升TTF治疗效果.本研究对应用EPA算法得到的电极阵列优化布局与常规布局进行了仿真实验对比.实验结果表明,相较于常规布局,EPA优化布局可显著提高肿瘤部位的平均电场强度.

    肿瘤治疗电场电极感知自适应算法电极阵列电场强度

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    冲突监控中兴奋与抑制过程的事件相关电位N450的研究

    王爱莉贾美雪随力
    144-150页
    查看更多>>摘要：为探讨健康人执行Stroop变式(字义-时长)任务时,冲突监控过程中兴奋与抑制对事件相关电位N450 的影响.本研究选取了 46 名本科生随机分配至时长估计任务组(n=22)和一致性判断任务组(n=24),分别诱发字义的抑制及字义的兴奋与抑制,对两组在两种条件下(字义-时长判断冲突与不冲突)的行为数据和事件相关电位N450 进行研究.结果发现:(1)两组冲突条件下,反应时显著增加;在时长估计任务组中,冲突条件下正确率显著下降(P<0.05);(2)仅诱导字义的抑制,冲突与不冲突条件下N450 波幅无显著差异;同时诱导字义的抑制与兴奋,冲突与不冲突条件下N450 波幅有显著差异(P<0.05);(3)sLORETA溯源结果表明,冲突处理与扣带回和额顶叶网络被激活有关.研究表明,刺激冲突时被试的反应会受到显著影响,事件相关电位N450 与刺激的兴奋与抑制过程有关.

    Stroop认知控制事件相关电位冲突监控N450

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    基于真空管的无水冷微波消融针的设计

    李军乐杨锦钱志余
    151-158,165页
    查看更多>>摘要：为减少组织碳化,提高微波消融治疗的有效性,本研究根据现有水冷法的原理,设计了一款基于双层不锈钢真空管的无水冷微波消融针.利用离体猪肝实验,验证了真空管隔热的有效性;根据有限元仿真方法建立了微波消融仿真模型,并通过实验验证,达到了更好的消融效果.仿真和实验结果表明,无水冷真空管微波消融针无消融尾迹;与传统带水冷的消融针相比,在相同剂量下,无水冷真空管可得到更大的消融区域和更小的碳化区域.本研究证明了真空管用于无水冷消融的可行性,可为后续设计微波消融针提供新的思路.

    微波消融真空管无水冷消融针有限元仿真

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