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基于替代模型和贝叶斯推理的EIT电阻率反演
1
作者 李颖 郝虎鹏 +2 位作者 王贤哲 林坤强 何益人 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1187-1199,共13页
在生物组织电阻抗成像(EIT)技术中,介质电特性分布具有不确定性,因而研究概率框架下的重建方法具有重要意义.针对EIT中电阻率的不确定性反演及正问题调用过程中计算负荷庞大的问题,提出了基于替代模型和贝叶斯推理的参数反演方法.首先,... 在生物组织电阻抗成像(EIT)技术中,介质电特性分布具有不确定性,因而研究概率框架下的重建方法具有重要意义.针对EIT中电阻率的不确定性反演及正问题调用过程中计算负荷庞大的问题,提出了基于替代模型和贝叶斯推理的参数反演方法.首先,针对4层同心圆头模型,采用拉丁超立方抽样方法进行训练,建立了EIT正问题计算的Kriging模型、BP神经网络模型和径向基函数(RBF)神经网络模型,并且甄别出精度最高的RBF神经网络替代模型.结果表明,替代模型在保证计算精度的条件下大幅提高了计算效率.然后,基于贝叶斯推理框架下的差分进化自适应多链并行DREAM_zs算法和在此基础上加入卡尔曼激励建议分布的DREAM_kzs算法,对EIT中的电阻率进行反演.结果表明,两种算法均能进行有效反演,DREAM_kzs算法有着更快的收敛速度和更高的识别精度,且灵敏度越高的参数反演效果越好,即头皮的反演效果最好,其次依次为颅骨、大脑和脑脊液.进一步,构造了基于真实CT图像的胸腔仿真模型,采用RBF模型作为正问题替代模型,利用DREAM_zs算法和DREAM_kzs算法对正常肺部组织和两种病变情况进行电阻率分布的图像重构.结果表明,两种方法均能有效反演,DREAM_kzs算法的性能均优于DREAM_zs算法,且外层单元的反演效果整体上要优于内层单元.仿真实验结果表明,基于替代模型和贝叶斯推理的方法可实现EIT电阻率的有效反演,可望为临床应用提供依据. 展开更多
关键词 电阻抗成像 替代模型 贝叶斯推理 电阻率反演 DREAM_kzs算法
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基于K-L散度和深度聚类的自适应EEGNet-T分布解码算法研究 被引量：1
2
作者 李梦凡 宋智勇 +3 位作者 郭苗苗 邓豪东 张鹏飞 徐桂芝 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第8期1465-1477,共13页
脑机接口是脑与外界不通过神经或肌肉建立的交流通路,脑电解码通过归类脑电特征解读输出大脑意图,是影响性能的关键之一。由于脑电信号存在非平稳特性,即使在同一实验过程中脑电信号的特征也会随时间发生变化,导致事先训练好的解码模型... 脑机接口是脑与外界不通过神经或肌肉建立的交流通路,脑电解码通过归类脑电特征解读输出大脑意图,是影响性能的关键之一。由于脑电信号存在非平稳特性,即使在同一实验过程中脑电信号的特征也会随时间发生变化,导致事先训练好的解码模型精度常常会随时间逐渐降低,不利于脑机接口的长期稳定运行。本研究提出基于K-L散度和深度聚类的自适应EEGNet-T分布解码算法,根据脑电特征变化前后T分布的K-L散度评估脑电的非平稳性并构建基于平稳性差值的目标函数,并以此目标函数调整EEGNet网络参数通过改变非线性映射的方式缩小平稳性差值,从而动态调整融合深度网络与聚类的EEGNet-T分布模型,实现对非平稳脑电的自适应解码。10名被试参与了视觉-听觉的脑机接口实验,并进行较长时间的脑电解码预测。与传统算法相比,本算法在连续128个试次组的任务中获得最高的平均准确率87.85%(p<0.05),并且在前半段实验和后半段实验对比中表现出最强的稳定性,表明该算法能够通过深度网络调整数据特征分布更好地适应脑电信号特征变化,具有更强的解码稳定性,能够保证脑机接口长时间工作的解码精度,为脑机接口实用化提供基础。 展开更多
关键词 脑机接口 脑电非平稳性 自适应算法 深度聚类 EEGNet T分布
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具有生物活性的多聚磷酸盐材料在骨修复中的应用:基础、进展与挑战 被引量：1
3
作者 刘子扬 单烁 +5 位作者 周欢 颜廷亭 马剑雄 于腾波 马信龙 杨磊 《生物骨科材料与临床研究》 CAS 2023年第6期66-72,共7页
随着人们对骨修复和组织工程支架材料研究的深入,功能性骨科生物材料应运而生。无机多聚磷酸盐(polyphosphate,polyP)是一种具有高能磷酸键的聚合物,存在于成骨细胞和血小板中,其降解产物如磷酸根离子和产生的能量可以参与骨再生和代谢... 随着人们对骨修复和组织工程支架材料研究的深入,功能性骨科生物材料应运而生。无机多聚磷酸盐(polyphosphate,polyP)是一种具有高能磷酸键的聚合物,存在于成骨细胞和血小板中,其降解产物如磷酸根离子和产生的能量可以参与骨再生和代谢。受此启发,人们将polyP开发为新型骨修复材料,包括非晶态和结晶态两种结构,在体内外的实验研究都取得了丰富的成果。本文综合阐述了这种独特的能量自给型生物材料的生理功能、材料设计、制备方法、生物学效应及相关机制的进展,为其在骨修复中的应用提供依据。本文也同时讨论了polyP材料面临的挑战和争议,以期推动其临床转化。 展开更多
关键词 多聚磷酸盐 骨再生 骨缺损修复 组织工程支架 骨科生物材料
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基于生物突触可塑性的仿生分层脉冲神经网络事件相机对象识别系统
4
作者 周茜 郑鹏 李小虎 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2023年第4期692-699,共8页
脉冲神经网络(SNNs)以稀疏脉冲时间编码、异步事件驱动的方式天然地适合处理事件相机输出的事件流数据。为了提高现有的仿生分层脉冲神经网络对事件相机对象的特征提取和分类性能,本文提出一种基于生物突触可塑性的仿生分层脉冲神经网... 脉冲神经网络(SNNs)以稀疏脉冲时间编码、异步事件驱动的方式天然地适合处理事件相机输出的事件流数据。为了提高现有的仿生分层脉冲神经网络对事件相机对象的特征提取和分类性能,本文提出一种基于生物突触可塑性的仿生分层脉冲神经网络事件相机对象识别系统。该系统首先基于脉冲神经元电位对原始事件流进行自适应分割以提高系统计算效率,然后使用基于生物突触可塑性的仿生分层脉冲神经网络对事件流数据进行多层的时空特征提取并分类。在基于Gabor滤波器的事件驱动卷积层提取初级视觉特征之后,网络使用基于无监督脉冲时间依赖突触可塑性(STDP)规则的特征层提取频繁出现的显著特征,以及基于奖励调节STDP规则的特征层学习诊断性特征。本文提出的网络在四个基准事件流数据集上的分类精度均优于现有的仿生分层脉冲神经网络,并且本文方法对于较短的事件流输入数据也有很好的分类能力,对输入事件流噪声也具有较强的鲁棒性。综上,本文提出的网络能够提高该类网络对事件相机对象的特征提取和分类性能。 展开更多
关键词 事件相机 对象识别 脉冲时间依赖突触可塑性(STDP) 奖励调节STDP 脉冲神经网络
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脑电图微状态分析及应用研究进展 被引量：1
5
作者 王海力 尹宁 徐桂芝 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2023年第1期163-170,共8页
脑电信号具有高时间分辨率的特征,各类脑电信号分析方法近年来发展迅速。脑电微状态分析方法能够研究毫秒级范围内的大脑变化,同时也可呈现脑电信号在拓扑层面上的分布,从而反映全脑的不连续和非线性特征。经历三十多年的丰富和完善,脑... 脑电信号具有高时间分辨率的特征,各类脑电信号分析方法近年来发展迅速。脑电微状态分析方法能够研究毫秒级范围内的大脑变化,同时也可呈现脑电信号在拓扑层面上的分布,从而反映全脑的不连续和非线性特征。经历三十多年的丰富和完善,脑电微状态分析已经渗透到脑科学相关的多个研究领域。本文总结了脑电微状态分析方法的基本原理,系统阐述了微状态特征参数改变、微状态与脑功能网络的关系以及微状态特征提取与分类在脑疾病和脑认知方面的主要应用进展,期望能够为该领域的研究人员提供一定的参考。 展开更多
关键词 脑电信号 微状态分析 脑疾病 脑认知
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重复经颅磁刺激对后肢去负荷小鼠神经元兴奋性及离子通道影响的研究 被引量：5
6
作者 侯文涛 付蕊 +2 位作者 朱明强 朱海军 丁冲 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2023年第1期8-19,共12页
本研究从神经电生理角度探究重复经颅磁刺激对模拟失重小鼠神经元兴奋性和离子通道的影响。将青年C57小鼠分成对照组、尾吊组和磁刺激组。对尾吊组和磁刺激组小鼠进行14天的尾吊处理,建立模拟失重模型,同时对磁刺激组小鼠施加14天的重... 本研究从神经电生理角度探究重复经颅磁刺激对模拟失重小鼠神经元兴奋性和离子通道的影响。将青年C57小鼠分成对照组、尾吊组和磁刺激组。对尾吊组和磁刺激组小鼠进行14天的尾吊处理,建立模拟失重模型,同时对磁刺激组小鼠施加14天的重复经颅磁刺激。利用离体脑片膜片钳实验,检测动作电位的相关指标和电压门控型钠、钾离子通道的动力学特性变化,分析神经元的兴奋性及其离子通道机制。结果显示,小鼠的行为认知能力和神经元兴奋性随着尾吊而显著下降,重复经颅磁刺激可以显著改善后肢去负荷小鼠海马齿状回颗粒细胞的认知损伤和神经电生理相关指标;重复经颅磁刺激可能是通过促进钠离子外流和抑制钾离子,来改变钠、钾离子通道的激活、失活和失活后再复活过程,影响离子通道的动力学特性,从而增强单个神经元的兴奋性,改善后肢去负荷小鼠的认知损伤和空间记忆能力。 展开更多
关键词 重复经颅磁刺激 后肢去负荷小鼠 神经元兴奋性 电压门控型钠离子通道 电压门控型钾离子通道
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“河你聊”:在思政育人中助力青年学子学好党史
7
作者 田晓勇 崔毅 秦浩 《中国共青团》 2021年第9期24-25,共2页
河北工业大学团委紧抓党史学习教育契机,打造"信仰的力量"——"河你聊"党史学习品牌项目,邀请党校专家、专业教师录制专题微团课,把党史讲"准"、讲"活"、讲"通",以讲助学,教育引导... 河北工业大学团委紧抓党史学习教育契机,打造"信仰的力量"——"河你聊"党史学习品牌项目,邀请党校专家、专业教师录制专题微团课,把党史讲"准"、讲"活"、讲"通",以讲助学,教育引导团员青年学子了解党的光辉历史、感悟党的初心使命、领会党的创新理论、体认党的精神谱系、传承党的红色基因。 展开更多
关键词 党史学习 河北工业大学 党的创新理论 微团课 青年学子 品牌项目 教育契机 红色基因
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