医学数据挖掘系统研究——糖尿病并发症流行病学知识发现 被引量：14

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作者 余辉 张力新 +1 位作者 刘文耀 黄志勇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第18期229-232,共4页

针对流行病学研究的特点,论文提出计算机辅助医学数据挖掘系统构架,以糖尿病并发症为研究实例,探讨医学数据的冗余性消除、规范化储存、知识归纳及可视化表达等问题。以天津总医院3022例普查数据为研究对象,尝试解决用计算机实现糖尿病... 针对流行病学研究的特点,论文提出计算机辅助医学数据挖掘系统构架,以糖尿病并发症为研究实例,探讨医学数据的冗余性消除、规范化储存、知识归纳及可视化表达等问题。以天津总医院3022例普查数据为研究对象,尝试解决用计算机实现糖尿病并发症这类定性数据的定量化数据挖掘和知识发现。通过对于43种并发症的定性数据挖掘,可以发现诸如高血脂、冠心病、高血压、脑血管病等具有明显并发倾向的知识规则18条。同时,采用知识树方式和决策树等方法实现知识规则的可视化表达。基于数据挖掘和知识发现计算机辅助医学数据挖掘系统能够对现有病历数据库中数据进行自动分析并且提供有价值医学知识,特别适合流行病学分析和全民健康评估,因此与社区医疗和医院HIS系统结合是未来一个非常现实的发展方向。 展开更多

关键词 Apriori模型 决策树 数据挖掘 知识发现糖尿病并发症 流行病学

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基于多尺度注意力的冠脉造影图像血管增强CNN模型

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作者 周鹏 汪光普 +3 位作者 高慧 秦泽伟 王硕 余辉 《中国生物医学工程学报》 北大核心 2025年第1期43-51,共9页

冠状动脉造影记录着血管随血液流动显影的动态过程。受心脏运动干扰,可能导致显影图像质量差,严重影响医生的诊断,同时不利于冠心病智能辅助诊断。本研究提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的多尺度注意力冠脉造影图像血管增强网络。它由... 冠状动脉造影记录着血管随血液流动显影的动态过程。受心脏运动干扰,可能导致显影图像质量差,严重影响医生的诊断,同时不利于冠心病智能辅助诊断。本研究提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的多尺度注意力冠脉造影图像血管增强网络。它由多尺度注意力模块(MAB)和尾部大核注意力模块(LKAT)组成。MAB由多尺度大核注意力块(MLKA)和门控空间注意力块(GSAB)两部分组成,模块不仅能够提取更多局部和全局的血管信息,而且也避免了栅格效应。LKAT具有聚合长范围信息的能力,提高了重构血管特征的表征能力,从而提升冠脉造影图像的重建质量。实验中2 666张冠脉数据集由医学专家人工标注,得到的血管分割标签作为掩膜,叠加到经高斯滤波预处理后的图像上作为冠脉增强标签。与现有的先进方法比较,本研究方法能够完整的重建冠脉造影图像,峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)分别达到了34.880 1和0.973 2。并且增强后的分割结果,Dice和IoU分别达到了0.851 4和0.741 3,Acc和Recall分别达到了98.55%和89.05%。所提出的方法有效实现了冠脉血管造影图像的智能增强,同时也有利于冠心病智能辅助诊断的后续处理。 展开更多

关键词 冠脉血管增强 卷积神经网络 多尺度注意力 冠状动脉造影

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老年人跌倒监测及远程救助系统的研究与实现 被引量：5

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作者 余辉 郑晓悦 +1 位作者 张力新 曹玉珍 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第35期245-248,共4页

随着社会老龄化进程的加速,针对"空巢老人"意外跌倒监测和远程紧急救助的迫切需要,研发一种基于三轴向加速度的跌到检测技术,并结合GPSOne技术设计了一套用于社区的远程紧急救助的解决方案。系统采用移动无线终端-服务器模式... 随着社会老龄化进程的加速,针对"空巢老人"意外跌倒监测和远程紧急救助的迫切需要,研发一种基于三轴向加速度的跌到检测技术,并结合GPSOne技术设计了一套用于社区的远程紧急救助的解决方案。系统采用移动无线终端-服务器模式,同时为了避免漏报警、假报警等情况发生,在终端设计中加入了人工干预技术,可以手动报警和取消报警。实验数据的统计结果表明,设计的基于bior3.3小波的三轴向传感器加速度跌倒检测算法可以将基于加速度模向量(SVM)算法的有效检测率从85%提升至97.75%,在有手机信号情况下,5分钟内可以将求救信号连同救助者的经纬度信息发送到监护中心。相比基于视频的跌倒检测技术,本方案具有监测无死角、算法简单、计算量小,不存在隐私性问题等优势,商业化前景广阔。 展开更多

关键词 跌倒监测 三轴向加速度 GPSONE技术 小波

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低成本非接触生理参数监测系统研究 被引量：3

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作者 范应威 徐礼胜 +3 位作者 章星 杜尚杰 李刚 窦元珠 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第12期1732-1738,共7页

本文介绍了一种基于过采样技术的低成本非接触式生理信号的高精度采集系统。由于传统采样ADC精度较低,而高精度采样ADC成本较高,本文采用过采样技术实现低成本、高精度数据采集系统的搭建。过采样是用采样速度换取数据精度的技术,因此,... 本文介绍了一种基于过采样技术的低成本非接触式生理信号的高精度采集系统。由于传统采样ADC精度较低,而高精度采样ADC成本较高,本文采用过采样技术实现低成本、高精度数据采集系统的搭建。过采样是用采样速度换取数据精度的技术,因此,对于微弱生命信号的采集,过采样技术具有非常明显的优势。本文主要通过信号的信噪比与动态范围两个参数来系统地量化比较传统采样与过采样技术之间的优劣性。通过使用过采样技术,生理信号的采样量化噪声降低约40dB,提升了系统分辨率和动态范围。同时,本文实现了生理参数的非接触采集,使系统实用性有了较大提高。 展开更多

关键词 过采样 生命参数 噪声调制 信噪比

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基于小波包熵和支持向量机的运动想象任务分类研究 被引量：28

5

作者 王艳景 乔晓艳 +1 位作者 李鹏 李刚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2729-2735,共7页

对运动想象脑电特征进行准确提取和分类是脑-机接口技术研究的重要问题。针对脑电信号非平稳性和非线性特点,提出了一种将小波包熵(WPE)和支持向量机(SVM)相结合的脑电信号识别方法,利用小波包系数能量分布分析脑电时频特性,结合信息熵... 对运动想象脑电特征进行准确提取和分类是脑-机接口技术研究的重要问题。针对脑电信号非平稳性和非线性特点,提出了一种将小波包熵(WPE)和支持向量机(SVM)相结合的脑电信号识别方法,利用小波包系数能量分布分析脑电时频特性,结合信息熵分析其不确定性和复杂性,并从单次实验中提取运动想象脑电特征;通过支持向量机对特征信号进行分类,采用了一种核函数参数v和误差惩罚因子c的最佳寻优方法,并用互信息(MI)、信噪比(SNR)、最小错分率(MR)等准则对分类器进行评判。测试结果为:想象左右手运动脑电信号识别精度达到90%,M I为0.65 bit,SNR为1.44。结果表明WPE-SVM识别方法能够准确提取脑电本质特征,具有较强的分类性能和抗干扰能力,为大脑运动意识任务分类提供了有效方法,它可以应用于脑-机接口系统中。 展开更多

关键词 脑-机接口 运动想象 小波包熵 支持向量机 互信息

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基于视听交互刺激的认知机理与脑机接口范式研究进展 被引量：16

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作者 安兴伟 曹勇 +1 位作者 焦学军 明东 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期983-993,共11页

与人类视听觉感知密切相关的图像、语音和文本(语言)信息在社会经济发展与国家安全保障等领域中扮演着重要角色,脑机接口(BCI)是无需外围神经肌肉便可操控外部设备、使"思想"直接变成"行动"的创新技术,基于视、听... 与人类视听觉感知密切相关的图像、语音和文本(语言)信息在社会经济发展与国家安全保障等领域中扮演着重要角色,脑机接口(BCI)是无需外围神经肌肉便可操控外部设备、使"思想"直接变成"行动"的创新技术,基于视、听觉刺激的BCI系统具有极其广阔应用前景。目前认知心理学研究普遍认为视听交互刺激模式可产生比视或听单模态刺激更强的事件相关电位信号,因而可使识别大脑思维模式的正确率更高和响应速度更快,然而BCI研究至今尚难有充分验证其优势的成果。分别从认知心理机制和BCI实验范式两方面综述了视听交互刺激的信息整合机制、视听刺激之间的协同与竞争关系、匹配度对刺激效果的影响及相关BCI实验范式的研究现状;深入分析了视听交互刺激范式未在现有BCI系统中体现其优越性的原因;最后从BCI实验范式选择、系统硬件性能改进、脑电信号处理等方面提出了改进思路并展望了基于视听交互刺激BCI范式研究未来动向。 展开更多

关键词 视听交互刺激 认知心理机制 脑机接口范式

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基于LSTM-CNN的睡眠呼吸暂停与低通气事件实时检测算法研究 被引量：7

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作者 余辉 王硕 +4 位作者 李心蕊 邓晨阳 孙敬来 张力新 曹玉珍 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期303-310,共8页

睡眠呼吸暂停与低通气综合征(SAHS)严重影响睡眠质量,是一种潜在的致死性呼吸疾病。为了兼顾对睡眠呼吸暂停与低通气(AH)事件检测的准确率与时间分辨率,提出一种长短时记忆-卷积神经网络(LSTM-CNN)方法,实现对AH事件的精准预测;同时基... 睡眠呼吸暂停与低通气综合征(SAHS)严重影响睡眠质量,是一种潜在的致死性呼吸疾病。为了兼顾对睡眠呼吸暂停与低通气(AH)事件检测的准确率与时间分辨率,提出一种长短时记忆-卷积神经网络(LSTM-CNN)方法,实现对AH事件的精准预测;同时基于事件检测结果,提出一种呼吸紊乱指数(AHI)估计方法,进而实现对SAHS严重程度的定量评估。选取美国国家心肺血液研究所睡眠健康数据库中54名受试者的腹部位移信号对LSTM-CNN算法进行测试。对于处理得到的超过90万数据片段,正确率、敏感度、特异度分别为88.6%、88.2%、88.7%;54名被试的AHI预测结果与多导睡眠图(PSG)标注结果相比,皮尔逊相关指数达到0.98;观察SAHS严重程度诊断结果,kappa系数达到0.95。结果表明,所提出的方法不仅可以实现对AH事件的高精度检测,而且可以对AHI指数与SAHS严重程度做出准确估计,有望用于PSG检测之前SAHS的初步诊断以及成为家用SAHS长期监护工具。 展开更多

关键词 长短时记忆网络 卷积神经网络 睡眠呼吸暂停与低通气综合征 多导睡眠图

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独立分量分析在乳腺钼靶X片感兴趣区域提取中的应用 被引量：6

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作者 王瑞平 万柏坤 高上凯 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期532-536,共5页

为乳腺癌早期诊断和乳腺X线影像微钙化点计算机辅助检测的前期预处理,本研究提出基于独立分量分析(ICA)的自动提取新算法并且将其应用于乳腺图像感兴趣区域的自动提取。其具体思路是:(1)将乳腺区域图像提取成等大的子图像作为待测乳腺... 为乳腺癌早期诊断和乳腺X线影像微钙化点计算机辅助检测的前期预处理,本研究提出基于独立分量分析(ICA)的自动提取新算法并且将其应用于乳腺图像感兴趣区域的自动提取。其具体思路是:(1)将乳腺区域图像提取成等大的子图像作为待测乳腺图像感兴趣区域;(2)将ICA应用于乳腺图像感兴趣区域得到基图像;(3)将待识别乳腺图像感兴趣区域在基图像所构成的子空间进行投影求得待测乳腺图像感兴趣区域的特征矢量;(4)用人工神经网络分类方法进行乳腺图像感兴趣区域的模式判别。对临床实际病例的试验结果表明,该方法的检出率为91%,与同类研究检出率相当。本研究方法简单有效,并具有较高的智能性,为ROI的自动提取提供了新的研究思路。 展开更多

关键词 计算机辅助检测 感兴趣区域 独立分量分析 人工神经网络

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基于随机松弛的离散HMM参数估计和信号恢复 被引量：3

9

作者 乔晓艳 李刚 林凌 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期517-522,共6页

细胞膜离子单通道信号是皮安级的跨膜随机离子电流,由于信号的微弱性,膜片钳技术记录中单通道电流往往淹没在强背景噪声中。传统上采用阈值检测器来恢复通道电流信号,这需要人为设定阈值,尤其是信噪比低时,阈值检测器失效。本研究采用... 细胞膜离子单通道信号是皮安级的跨膜随机离子电流,由于信号的微弱性,膜片钳技术记录中单通道电流往往淹没在强背景噪声中。传统上采用阈值检测器来恢复通道电流信号,这需要人为设定阈值,尤其是信噪比低时,阈值检测器失效。本研究采用隐马尔可夫模型(HMM)的通道信号恢复及参数估计技术,首先利用基于随机松弛(SR)的离散HMM参数全局优化算法,估计通道的动力学参数,确保模型训练中参数收敛到全局最优。在此基础上,从噪声污染的膜片钳记录中恢复通道电流信号。理论和实验结果表明,在低信噪比情况下(SNR<5.0),该方法用于白噪声背景下细胞膜离子单通道参数估计和信号恢复时,参数收敛速度快,信号恢复精度高,算法抗噪能力强,可以较好地描述实际对象特性。 展开更多

关键词 信号恢复 参数估计 隐马尔可夫模型 随机松弛算法 离子单通道电流

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基于移动心电实时监护终端设计 被引量：6

10

作者 余辉 郭海燕 吕扬生 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第2期86-89,共4页

针对便携式实时心电监护的要求,本文提出基于GPRS技术远程心电监护系统整体解决方案构架,着重介绍监护终端安全性设计与实现细节。监护终端采用高性能的Rabbit3000构建主控模块实现数据传输安全性、人机接口、电源管理、USB接口等功能,... 针对便携式实时心电监护的要求,本文提出基于GPRS技术远程心电监护系统整体解决方案构架,着重介绍监护终端安全性设计与实现细节。监护终端采用高性能的Rabbit3000构建主控模块实现数据传输安全性、人机接口、电源管理、USB接口等功能,用DSP芯片TMS5402完成心电数据的智能分析和数据压缩。考虑到安全性和私隐性问题,我们采用高级加密标准(Advanced Encryption Standard,简称AES)结合数字签名技术对患者病例、实时心电数据等敏感信息进行加密。目前该终端已经申请国家发明专利并获得批准,正准备产品化和大规模临床测试。 展开更多

关键词 移动心电监护 Rabbit3000 高级加密标准 数字签名 远程医疗

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基于WRI曲线图的截瘫FES行走稳定性评估新方法 被引量：1

11

作者 明东 万柏坤 +1 位作者 胡勇 梁智仁 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期118-121,共4页

本研究介绍了利用步行器倾翻指数 (WRI)曲线图来评估截瘫功能性电刺激 (FES)行走稳定性的新方法。其主要构件是一套基于标准步行器的测试系统 ,该系统可以实时获得三维上肢支撑力数据 ,进而转化成行走过程中的纵向和侧向WRI曲线图来显... 本研究介绍了利用步行器倾翻指数 (WRI)曲线图来评估截瘫功能性电刺激 (FES)行走稳定性的新方法。其主要构件是一套基于标准步行器的测试系统 ,该系统可以实时获得三维上肢支撑力数据 ,进而转化成行走过程中的纵向和侧向WRI曲线图来显示量化的行走稳定性水平。有关实验校准和临床测试结果均表明新方法在稳定性评估方面有很好的临床应用前景 ,并有望在截瘫FES设计及康复训练中发挥作用。 展开更多

关键词 定性评估 曲线图 FES 新方 截瘫 功能性电刺激 临床应用前景 测试系统 行走过程 临床测试 发挥作用 康复训练 稳定性 步行器

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使用遗传算法的乳腺微钙化点特征优化 被引量：2

12

作者 王瑞平 万柏坤 高上凯 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期137-139,153,共4页

乳腺微钙化点包含众多属性,由于其中存在的冗余和不相关属性降低了微钙化点病变类型判别的性能。因此,特征子集选择问题成为微钙化点病变类型识别中的重要问题。该文针对传统优化方法用于特征选择的种种缺陷,提出了基于遗传算法的特征... 乳腺微钙化点包含众多属性,由于其中存在的冗余和不相关属性降低了微钙化点病变类型判别的性能。因此,特征子集选择问题成为微钙化点病变类型识别中的重要问题。该文针对传统优化方法用于特征选择的种种缺陷,提出了基于遗传算法的特征子集选择测算法。经乳腺微钙化点特征选择实例分析,证明该方法拥有较强的并行性和寻优能力,在特征选择领域有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 微钙化点 特征子集 遗传算法 特征优化

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复杂环境下的手部轮廓提取方法 被引量：3

13

作者 余辉 曲昌盛 李金航 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第14期170-174,共5页

为在复杂环境下准确分割出手部轮廓,提出了一种改进的分水岭算法。采用码本对背景建模以提取前景,提取出前景和背景的骨架,将骨架作为标记进行分水岭变换,利用Freeman链码平滑轮廓得到最贴近视觉效果的手部轮廓。样本图片为1 280像素... 为在复杂环境下准确分割出手部轮廓,提出了一种改进的分水岭算法。采用码本对背景建模以提取前景,提取出前景和背景的骨架,将骨架作为标记进行分水岭变换,利用Freeman链码平滑轮廓得到最贴近视觉效果的手部轮廓。样本图片为1 280像素×720像素,从基于距离和基于区域两个测度来评价分割结果的精确度,平均绝对偏差在5像素以内,误分类误差在0.9%以内。实验结果表明,该算法能够有效解决分水岭的过分割问题,准确提取出多变的手部轮廓,对复杂背景和光照变化都有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 图像分割 轮廓提取 分水岭算法 标记提取

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基于卷积神经网络的复合菌落智能分类识别 被引量：2

14

作者 余辉 杜培培 +3 位作者 刘祥 刘政 朱险峰 曹玉珍 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-32,共7页

为满足复合菌落智能形态分类的需求,构建菌落分类卷积神经网络。通过水平集演化分割,获取培养皿内部所有的连通域;通过极限腐蚀,判别种子点数目大于1的连通域,即为粘连连通域;获取粘连连通域的凸闭包,检测凹点并连接对应凹点,对该连通... 为满足复合菌落智能形态分类的需求,构建菌落分类卷积神经网络。通过水平集演化分割,获取培养皿内部所有的连通域;通过极限腐蚀,判别种子点数目大于1的连通域,即为粘连连通域;获取粘连连通域的凸闭包,检测凹点并连接对应凹点,对该连通域进行分割。归一化获取的600张单个菌落样本,通过旋转翻转并叠加信噪比不超过5%的随机噪声,将数据扩增至30000例。以其中70%样本数据作为菌落分类卷积神经网络的训练集,对网络模型进行10折交叉验证,再以30%样本数据进行测试,4种菌落的加权平均准确率达到87.50%;其中斑点状光滑菌落分类准确率为86.40%,类圆波状菌落分类准确率为87.21%,椭圆形菌落分类准确率为88.11%,不规则其他菌落分类准确率为87.25%。最后采用通用计算设备架构(CUDA),对各个算法模块进行并行优化加速,算法运行时间最优提升至原耗时的1/10,在运行速度和便利性方面远远超过传统菌落分类方法。所设计的方法可以有效完成复合菌落智能分类识别任务,并具有良好的扩展性和自学习功能,对基于图像的生化样本智能分析具有一定的借鉴价值。 展开更多

关键词 水平集 粘连分割 卷积神经网络 菌落形态 通用计算设备架构(CUDA)

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基于GPRS心电实时监护终端设计 被引量：1

15

作者 余辉 张力新 黄志勇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期279-280,共2页

针对便携式实时心电监护的要求,提出基于GPRS技术远程心电监护系统整体解决方案构架,着重介绍监护终端设计思想与具体实现。用DSP芯片TMS5402完成心电数据的智能分析和数据压缩,采用最新的高级加密标准(AES)结合数字签名技术对患者病例... 针对便携式实时心电监护的要求,提出基于GPRS技术远程心电监护系统整体解决方案构架,着重介绍监护终端设计思想与具体实现。用DSP芯片TMS5402完成心电数据的智能分析和数据压缩,采用最新的高级加密标准(AES)结合数字签名技术对患者病例、实时心电数据等敏感信息进行加密。目前该终端已经申请国家发明专利并获得批准,正准备产品化和临床测试。 展开更多

关键词 移动心电监护 Rabbit3000 数字签名 远程医疗

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