基于 AVMD 的非线性经颅电刺激伪迹去除方法

经颅交流电刺激( transcranial alternating current stimulation, tACS) 是一种应用广泛的无创脑刺激方法。 由于非线性 tACS 伪迹的干扰,很难直接获取刺激时神经电活动的真实情况。 为此,提出一种自适应变分模式分解( adaptive variational mode decomposition, AVMD)方法用于去除非线性 tACS 伪迹。 该方法利用希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)提取伪迹包络,然后 利用窗口傅里叶变换(window Fourier transform, WFT)确定 VMD 分解的模态数。 再利用 VMD 分解原始数据得到多个本征模态 信号。 最后根据各模态信号的幅度特征重构真实脑电成分。 在模拟数据和公开实验数据上测试 AVMD 方法的性能,分别采用 重构脑电与真实脑电之间的相关系数(模拟数据)以及重构脑电和 sham 脑电统计特征的平均绝对误差(实验数据)进行方法性 能评价。 结果表明,对于模拟数据,在调幅深度 ma∈[0. 001,0. 01]、相位调制深度 mp∈[0. 001,0. 01]和刺激频率 f arti∈[10, 100]的条件下,重构脑电和真实脑电的平均相关系数分别为 0. 988 5、0. 893 5 和 0. 948 4。 对于实验数据,重构脑电和 sham 脑 电之间统计特征的平均绝对误差在刺激频率为 11 Hz 时分别为 0. 989 6(峰度)、2. 991 8(均方根幅度)、0. 175 1(样本熵),在刺 激频率为 62 Hz 时为 0. 940 7(峰度)、2. 473 1(均方根幅度)和 0. 084 1(样本熵)。 与移动叠加平均法( superposition of moving averages, SMA)、自适应滤波法(adaptive filtering, AF)和经验模态分解法(empirical mode decomposition, EMD)相比,AVMD 方法 表现出更稳定更好的非线性 tACS 伪迹去除性能。 该方法的提出为闭环 tACS 刺激仪器的开发提供支持。     

Ti—Ⅴ基多相贮氢电极合金的电化学吸放氢机理研究

采用XRD的Rietveld全谱拟合技术以及利用储氢合金吸氢量与其体积膨胀成线形关系的原理，研究了Ti—Ⅴ基贮氢电极合金的电化学吸放氢机理．结果表明，铸态合金Ti0.8Zr0.2V1.867Mn0．373Cr0．56Ni0.7由C14型Laves相和Ⅴ基固溶体相构成在充电过程中，充电时间由3．33增至120min时，Laves相的晶胞体积膨胀率△Ⅴ／Ⅴ分别由0．301％增加到2．719％，而Ⅴ基固溶体相的△Ⅴ／Ⅴ由0．011％增至1．685％．在放电过程中，放电时间从0min增加到165min时，Laves相的△Ⅴ／Ⅴ从14．542％降到8．119％；而Ⅴ基固溶体相的△Ⅴ／Ⅴ从8．117％减小到6．248％．说明电化学吸氢时，氢首先被Laves相吸收，然后再扩散进入Ⅴ基固溶体；电化学放氢时，Ⅴ基固溶体中的氢首先扩散进入Laves相然旨再释放．因此，该合金中，Laves相既是吸氢相又是催化相，提高合金中Ⅴ基固溶体相的利用率，从而使Ti—Ⅴ基贮氢合金具有较好的综合电化学性能。     

RGD与特定形貌金红石表面相互作用的分子动力学模拟

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp,RGD）序列是细胞膜整合素受体与细胞外配体相结合的识别位点,利用其对材料表面进行仿生修饰可以提高植入体的生物相容性。采用全原子分子动力学方法,模拟研究了RGD与理想和具有不同深度凹槽结构的金红石型TiO₂（110）表面的结合模式和结合稳定性。研究结果表明,在纯水环境下,RGD在金红石表面存在锚定点是该序列中带负电的羧基基团与表面Ti原子直接键合的前提。凹槽侧壁表层的不饱和原子是RGD形成吸附的潜在作用点,故在金红石表面引入凹槽结构能在一定程度上影响该序列同基底之间的结合模式。当RGD通过羧基基团与槽底原子稳定键合之后,若剩余部分的长度足以触及至槽壁区域,则肽链中带正电的氨基或胍基基团与槽壁原子形成氢键的概率较大;若RGD通过两侧末端基团分别同槽底形成了稳定作用,则会显著抑制该序列与槽壁原子之间氢键的形成。RGD序列同金红石表面结合作用的强弱取决于结合点的数量以及相互作用的具体类型。     

便携式无线光电容积脉搏波采集系统设计

光电容积脉搏波(PPG)可用于心血管健康状态的分析.以STM8L051F3低功耗单片机为核心,设计了一款便携式无线光电容积脉搏波采集系统.系统的信号调理电路采用轨对轨高精度低噪声运放,信号经单片机采集后通过无线蓝牙通信模块传输至PC.在PC端利用加窗快速傅里叶变换(FFT)及Rife插值算法进行脉率计算.对5名受试者的脉率进行5 min的连续监测,将测试结果与美国BIOPAC公司生产的多导生理记录仪的测试结果进行比对,结果表明,脉率测量的算术平均绝对误差约为0.4 BPM.该系统可进一步应用于便携式心血管健康监护仪等仪器设备中.     

微铣刀参数化设计系统研究

现阶段,尖端装备对高精密复杂微型结构件的需求越来越大,微铣刀的专用化需求挑战着刀具设计的灵活性和准确性。目前,微铣刀设计领域存在以下问题：由于尺度差异导致传统铣刀设计方法已不再适用、切削工艺优化过程与刀具设计过程相分离。针对以上问题开展了微铣刀设计方法的研究,并开发了微铣刀参数化设计系统。首先基于UG/Open平台建立了微铣刀三维模型样板文件并对其几何特征进行解构,通过表达式功能串联刀具几何特征,借助程序编程实现驱动,完成微铣刀三维模型的快速设计;最终基于UG二次开发平台,以加工需求为驱动,以工件材料、加工结构、加工工艺等多种因素限制为约束条件,通过刀具设计特征,将刀具的设计参数与切削效果结合起来,开发了微铣刀参数化设计系统。     

高能中子辐射对线虫的剂量效应研究

本文研究了高能中子辐射对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)剂量效应并讨论了高能中子辐射的相对生物学效应。雌雄同体的线虫随机分为对照组和10个不同剂量梯度的照射组,分别为1 047、476、199、89、18.2、8.4、1.83、0.351、0.171和0.087 Gy。不同剂量梯度的线虫距离中子源的距离不同,但是照射时间相同。线虫经过单次高能中子全身照射后,分别于当天将线虫转入新皿进行产卵率、寿命的后续检测以及24小时后将线虫转入新皿进行生殖细胞凋亡的检测。结果表明,随着剂量的增加,产卵量呈现总体下降的趋势,特别是1.83 Gy对线虫子代数的影响很大,大于89 Gy照射后线虫停止产卵;寿命呈现随辐射剂量上升而下降的趋势,尤其是1.83 Gy对线虫寿命的缩短效应明显;大于8.4 Gy剂量中子照射时,生殖细胞凋亡随剂量的升高而显著上升。以上结果说明,高能中子辐射对线虫具有剂量效应,但是在低剂量辐射时可能有更强的损伤效应,为中子低剂量辐射防护提供了科学依据。本文同时讨论了以中子照射数据与前人γ射线照射实验结果相对比的结果,计算得出HINEG高能中子辐射的相对生物效应是1.25,表明在相近吸收剂量的γ射线与中子照射下两者生物学效应差异,提示了品质因数(Q值)与ICRP出版物的差异以及完善参考动物数据库的必要性。     

超高压处理对海参组织结构及品质影响的研究

为了开发一款常温下贮藏期长的即食海参,本文采用超高压技术处理海参,研究100~600 MPa压力作用5 min后海参的组织结构及品质的变化。结果表明:超高压处理可以破坏海参肌肉组织多孔隙的立方体结构,使其出现凹陷、孔隙缩小等现象。随着超高压压力的增大,海参的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性均而呈现先升后降的趋势。海参的持水率随着压力的增大而增大,500 MPa时持水率达到最大值87.97%,相比常压下的海参提高了近45%。压力越大,海参的色泽越浅,表现为亮度和黄度上升、红度下降。在贮藏过程中,超高压压力越大,海参的微生物残存量越少,从而使得其贮藏期延长,如500 MPa压力处理后海参可于37℃保持无菌的贮藏期可达5周;并且贮藏期间海参的蛋白质、TCA可溶性寡肽含量以及p H的变化幅度越小。因此,超高压处理可以通过改变海参的微观结构来改善海参的品质,有利于即食海参的开发与研究。     

基于矢量量化和查找表的改进DTW语音识别方法

针对传统DTW语音识别方法的运算量和存储空间大的缺陷,提出一种基于矢量量化和查找表的改进DTW方法.方法利用矢量量化操作将连续特征矢量空间转化成离散矢量空间,以降低模式存储空间,在此基础上建立矢量失真测度表,并通过Hash查表方式实现了地址空间的精确定位,从而省去了动态规划操作造成的大量距离测度计算,极大提高了识别匹配速度.理论分析和实验结果证明了改进方法的有效性.同时为研究方便,在Matlab平台下设计和开发了DTW实时语音识别系统.     

健美操健康功能对大学生健康的影响

通过健美操教学实验,揭示健美操健康功能因素对不同群体大学生的健康影响程度有何差异,分析并构建健美操健康功能的层次及其各层次的因素模型.其结果表明：健美操的健身功能无性别和层次差异,而健美操的健心功能存在着影响差异.