国家高技术研究发展计划(2008AA02Z308)
- 作品数：11 被引量：15H指数：3
- 相关作者：蒋式勤王伟远赵晨王永良张树林更多>>
- 相关机构：同济大学中国科学院中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金上海市教育委员会重点学科基金更多>>
- 相关领域：电子电信医药卫生理学自动化与计算机技术更多>>
- 基于多时窗波束形成器方法的心脏磁场信号分析被引量：4
- 2014年
- 提出了一种多时窗的波束形成器,可以从多通道心脏磁场测量数据中估计强、弱和持续时间长短不同的等效电流源.这种心脏电活动可视化技术将有助于相关心脏疾病的诊断.通过两个已知电流源的仿真实验说明了这种方法的可行性.并通过一个完全左束支传导阻滞和一个完全右束支传导阻滞病人的心脏QRS段磁场测量数据的源估计结果及其二维电兴奋传播图的比较,分析了用这种成像方法揭示的心脏电生理现象.
- 王伟远蒋式勤周大方朱嘉辰闫玉蕊权薇薇
- 关键词：心磁图波束形成器信号分析
- 基于低温超导量子干涉器件的脑听觉激励磁场探测被引量：3
- 2012年
- 本文利用磁屏蔽室和二阶轴向梯度计抑制环境磁场噪声,建立了单通道脑磁探测系统,并对不用声音频率下脑听觉激励磁场N100m响应进行了初步探测.结果显示,1000Hz音频和100ms持续声音激励下,N100m峰值的典型强度约为0.4 pT.在低的声音频率激励下,N100m峰出现延时,100 Hz和1000 Hz之间的延时差别达到25 ms.相比于1 kHz特定频率的声音激励,1—4 kHz随机变频下的N100m峰幅度增强,出现了数毫秒的延时.本研究为下一步利用软件梯度计进行多通道脑磁系统和听觉机理研究奠定了一定的基础.
- 张树林刘扬波曾佳王永良孔祥燕谢晓明
- 关键词：脑磁
- P波间期的心脏电流源重建及电活动磁成像被引量：2
- 2019年
- 用超导量子干涉仪在人体胸腔表面测量的磁场数据重建心脏电流源及其成像,是一种无创获取心脏电活动信息的新技术.由于P波间期的心脏磁信号比R波峰值弱,信噪比较低,本文提出了一种可提高分布源空间谱估计强度对比度(IIC)的波束成形方法.该方法分两步:1)在空间滤波器的加权矩阵中引入导联场矩阵,使滤波器输出估计对磁场电流源及其分布比较敏感.通过求解逆问题,可以改进重建分布源强度的对比度;2)通过设置源强度阈值,提取每个时刻重建源中偶极矩强度极大的电流源,消除其他位置上相对弱的伪源,可提高P波间期电流源重建的精度.文中采用理论分析与仿真试验,比较了IIC与3种其他电流源重建方法的性能.结果表明,IIC的单源空间谱估计的强度对比度较高,电流源重建精度相对较好.文中还分析了2个健康人的61通道心磁测量数据,以及他们P波间期的心脏电活动成像.与其他3种方法相比,IIC的电流源成像结果最优.能够显示健康人P波峰时刻心房的电活动较心室强.P波间期右心房除极时,心脏电活动具有方向特征.
- 周大方蒋式勤赵晨Peter van Leeuwen
- 关键词：心脏电活动逆问题空间滤波器
- 多通道磁信号测量系统的电路设计被引量：1
- 2013年
- 为采用物理实验的方法,辅助研究心脏磁场理论及其应用算法和软件,我们研究和制作了一个9通道阵列磁信号同步测量系统。考虑HMC2003测量到的磁信号具有低通特性,在系统电路设计时,我们采用电路分层与磁噪声抑制的方法,有效地削弱了磁测量系统的自带磁噪声,尤其是低频成分。同时,我们在非屏蔽环境下的Helmholtz均匀静态场中对HMC2003的两类参数K与Δ做了同步标定。目前,该系统可实现X、Y、Z三轴磁信号测量,最大绝对误差小于240nT。
- 周大方王伟远朱俊杰赵晨王永良王晓年蒋式勤
- 关键词：测量系统噪声抑制
- 用于心脏电活动成像的空间滤波器输出噪声抑制方法被引量：4
- 2018年
- 利用人体表面测量的心脏磁场数据无创成像心脏电活动,需要解决的关键问题是提高其重建分布电流源偶极矩强度的分辨率.本文在最小方差波束成形(MVB)方法的基础上,提出了一种可抑制空间滤波器输出噪声功率增益(SONG)的波束成形方法,目的是通过构造一种新的滤波器权矩阵,约束空间滤波器的输出噪声功率增益,提高重建分布电流源偶极矩强度的分辨率,即分布电流源空间谱估计的源分辨能力,从而增强心脏电活动磁成像的分辨率.文中给出了电流源重建的理论分析和仿真结果;比较了该方法与MVB方法的差别;并给出了两个健康人36通道心脏磁场数据的电活动成像.结果表明,SONG方法分辨电流源的能力较强,能够观察到心脏电磁场信号R峰时刻健康人的心室电活动较强,心房电活动较弱等特征.
- 周大方张树林蒋式勤
- 关键词：心磁图逆问题
- 基于贪婪稀疏方法的心脏磁场源重构被引量：2
- 2013年
- 心脏磁场源重构,即通过人体胸腔表面的磁场阵列测量信号反演产生该磁场的电流源分布,是一种无创地研究心脏电活动的方法.本文用线性化方程描述测量磁场与心脏内部电流源的关系,并通过一种贪婪优化的方法得到了源重构的稀疏解.通过近似正交化过程和改变迭代算法中原子的选择方式,降低了优化算法的复杂度,可在保证源重构精度的情况下,快速搜索源空间中强度比较大的位置.文中通过一组正常人的心磁测量数据,说明了源重构方法的有效性.这组数据的研究结果表明,强度大于65%的重构电流源的空间移动轨迹与心脏除极和复极电活动的传导过程基本符合.其QRS和ST-T段的实测心磁图与重构电流源产生的磁场图的平均拟合优度分别为99.36%和99.78%.
- 邴璐王伟远王永良蒋式勤
- 关键词：心磁图逆问题正交匹配追踪
- 动态躯干—左心室模型的初步研究
- 2019年
- 为研究心室变化对心脏磁场的影响,本文利用健康人彩色多普勒成像提取一个心动周期的左心室图像数据,建立了一个动态的磁场边界元模型。文中基于该模型研究了电流偶极子在左心室舒张期220 ms和320 ms时刻所产生的心脏磁场数据,结果显示当偶极子位于左心室腔内时,220 ms时刻的磁场强度大于320 ms时刻的磁场强度;当偶极子位于左心室腔外(心肌中)时,磁场强度相对前者的变化小,且320ms时刻的磁场强度略小于220ms时刻的磁场强度。此外文中仿真了健康人的整个心动周期的心脏磁场,并与实测的心脏磁场数据进行了对比,仿真结果显示仿真的心脏磁场的强度整体上小于实测磁场。这说明了利用彩色多普勒成像数据分别对左心室舒张初期和舒张末期的心脏磁场进行建模仿真能获得更多的特征信息。
- 陈凯文朱俊杰姚晓松刘少伟
- 关键词：心磁图边界元法左心室彩色多普勒成像
- 多腔体心脏磁场模型的研究与应用被引量：3
- 2014年
- 利用核磁共振图像(MRI)中提取的人体和心脏边界,根据边界元方法(BEM)建立了一个考虑左、右心房和心室的多腔体心脏磁场模型.分析了用该模型得到的36通道心脏磁场数据和特定时刻的磁场图.并在此基础上,研究了完全性右束支传导阻滞(CRBBB)和完全性左束支传导阻滞(CLBBB)病人ST-T段的心脏电活动.结果显示,用移动单电流偶极子模拟的单束支电兴奋传导所产生的磁场图与用超导量子干涉器(SQUID)测量的CRBBB/CLBBB病人数据绘制的心脏复极时的心磁图(MCG)十分相似.结果表明,该多腔体心脏BEM模型可用于CLBBB/CRBBB病人心脏磁场逆问题的研究.此外,文中给出了两个评价指标:测量平面上多腔体与单腔体的心脏磁场强度极大值之比,以及两种模型的36个测量点上磁场强度均方根之比.分析表明,多腔体心脏模型更贴近人体心脏的实际情况.该模型中心脏组织电导率参数的取值,以及等效电流偶极子的位置和个数决定了磁场的强度和分布.
- 朱俊杰蒋式勤王伟远赵晨王永良李文生权薇薇
- 关键词：心磁图心脏电活动
- 心脏磁场分布电流源重构及其精度分析被引量：4
- 2013年
- 用测量到的心脏磁场信号重构其电流源是一种无创揭示心脏电活动的方法.心脏电活动的时空信息可视化,将有助于心脏功能的研究和心脏疾病诊断.本文通过仿真实验研究了一种减时窗波束形成器对分布时变电流源的重构能力,以及源重构结果与心室兴奋传播的关系.采用元胞自动机模拟心室的兴奋传播,产生分布随时间变化的电流源,并用边界元法构建了一个心脏-躯干模型,模拟体电导的作用.仿真结果表明,这种减时窗波束形成器能够重构分布时变电流源,并达到较好的精度.将该方法和无穷大均匀介质导联矩阵用于一例正常人的心脏磁场信号分析,其结果可以反映心室兴奋传播的基本特征.
- 王伟远赵晨林玉章张树林谢晓明蒋式勤
- 关键词：心磁图边界元波束形成器
- 非均匀电磁介质中的等效源重构被引量：3
- 2014年
- 本文提出了一种用于等效源重构的磁场极值信号法.并通过给定不同的电流偶极子作为信号源,仿真研究了多腔体心脏磁场模型及非均匀介质情况下等效源重构的精度.分析了体电导对心脏磁场的影响,以及磁场极值信号反映的体电导作用.文中将该方法与其他四种源估计方法:磁场梯度极值法、Nelder-Mead单纯形算法、信赖域反射算法和粒子群优化算法作了比较.分析了这些方法的源重构精度和计算所需时间.结果表明,这种针对非均匀介质情况提出的心脏磁场逆问题求解方法有一定的实用价值.
- 赵晨蒋式勤石明伟朱俊杰
- 关键词：心磁图逆问题心脏模型
