生物医学工程学杂志最新期刊目录
基于多分支双向多尺度时间感知的双模态情感识别研究————作者：薛珮芸;汪思斌;白静;强彦;
摘要：情感能够反映人类心理与生理的健康程度，人类主要的情感表达方式为语音和面部表情，如何提取两种模态的情感信息并有效融合是情感识别面临的主要挑战之一。对此，本文提出一种多分支双向多尺度时间感知模型，该模型能够对时间维度上的正向与反向语音梅尔频率倒谱系数进行多尺度的情感感知；同时，该模型采用因果卷积获取不同尺度特征之间的时间关联性信息，并根据信息为其分配注意力图谱，从而获得多尺度融合的语音情感特征；其次，...
用于食道力电耦合检测的球囊传感器装置开发研究————作者：冉鹏;钟莹;赖映兵;刘磊;朱彦行;朱焕涛;
摘要：针对生物食道动力障碍检测中微应变难以捕捉，以及现有高分辨率测压法和功能性腔内成像探针无法直接检测食道组织电阻抗信息的问题，本研究提出了一种结合压电薄膜组和分布式阻抗电极阵列的新型柔性球囊传感器结构，借助有限元计算软件的电分析模块进行食道电阻抗检测正问题仿真，优化激励源参数，并制作实物。在电压灵敏度达到2.059%的相对激励模式下，分析了阻抗电极阵列在球囊充盈度线性变化下的电压输出特征，并结合压电薄...
重复外周磁刺激对脑卒中上肢与下肢痉挛的改善效果研究进展————作者：徐丽娟;叶亮;贾杰;陈树耿;
摘要：脑卒中后痉挛状态是上运动神经元病变的常见后遗症，其引发的运动控制障碍和肌张力异常不仅降低了患者日常生活活动能力，还可能导致神经可塑性的损害。重复外周磁刺激（rPMS）作为一种新型无创神经调控技术，通过靶向作用于外周神经-肌肉系统的电磁耦合效应，展现出独特的临床干预价值。尽管当前国际研究证实了rPMS对痉挛状态的改善潜力，但在作用机制阐释、参数优化方案及疗效评价体系方面仍存在显著异质性。本综述创新性...
基于静息态与面孔情绪词任务的失语症患者抑郁状态脑电特征研究————作者：丁思元;朱燕;施畅;杨帮华;
摘要：卒中后失语症患者的抑郁风险显著上升，但这一风险增加是源于外部心理社会因素还是大脑结构或功能变化目前尚不明确。本研究采集了12名失语抑郁患者、8名失语非抑郁患者以及12名健康志愿者在静息态与面孔情绪词任务下的64导联湿电极脑电信号，并进行了抑郁量表评估。研究结合频谱分析与微状态分析方法，比较三组人群在不同任务条件下的脑区神经活动模式。结果显示，受试者的抑郁量表评分能够负向解释C类微状态的发生率，正向...
基于功率谱及样本熵的音乐治疗对孤独症儿童脑功能状态影响研究————作者：赵宇楠;赖世宣;吕薇;赵敏;李首鹤;张梦怡;齐金萍;
摘要：本文基于功率谱和样本熵分析，从客观角度探讨古筝演奏训练对孤独症（ASD）儿童的脑功能状态是否产生积极的影响效果。筛选8名ASD被试进行四个月的古筝演奏训练，一个月为周期，采集其脑电信号（EEG）和行为数据进行对比分析。结果显示古筝演奏训练后ASD儿童枕叶alpha频段相对功率升高，顶叶theta频段相对功率降低，与正常（TD）儿童的差值缩小，且个别通道随训练周期的延长呈现逐渐升高或降低趋势；同时样...
基于CAM-Net模型的中文词语言语想象脑电解码研究————作者：刘晓龙;杨帮华;甘安安;张捷;
摘要：言语想象是一种新型的脑机接口范式，具有为言语障碍患者提供有效交流方式的潜力。为研究中文词语言语想象脑电信号的解码与分类，本文选取临床场景下的词语“帮帮我”“坐起来”“翻身”作为三类任务设计了中文言语想象范式，并基于此范式采集了15名健康受试者的脑电数据。基于采集的数据，本文提出了一种通道注意力多尺度卷积神经网络（CAM-Net）解码算法，融合多尺度时间卷积与不对称空间卷积来提取词语脑电的多维特征，...
融合接收加权键值架构和球面几何特征的甲状腺结节分割方法————作者：朱丽程;魏国辉;
摘要：针对超声甲状腺结节图像分割中转换器（Transformer）计算复杂度高，以及传统图像采样技术在处理高分辨率、复杂纹理或密度不均的二维超声图像时造成的图像细节损失或关键空间信息遗漏等问题，本文提出了一种融合接收加权键值架构（RWKV）和球面几何特征（SGF）采样技术的甲状腺结节分割方法。该方法通过二维偏移预测和像素级采样位置调整，有效捕捉邻近区域细节，实现精确分割。同时，本研究引入了区块注意力模块...
人工智能医疗器械全球科研竞争格局分析————作者：陈娟;潘黎姿;龙俊羽;杨楠;刘菲;卢岩;欧阳昭连;
摘要：本文旨在采用科学数据绘制人工智能（AI）医疗器械领域的全球科研竞争格局。在Web of Science核心集合中检索AI医疗器械论文，采用文献计量学方法对全球科研竞争格局进行分析。结果显示，截止到2023年底，全球论文共计55 147篇，其中2018年至2024年占76.6%，研究聚焦于AI辅助医学图像和生理信号分析。国家层面，中国（17 991篇）和美国（14 032篇）发文量绝对领先。中国发文...
人工智能医疗器械领域的发明专利态势分析————作者：张婷;陈娟;卢岩;徐东紫;严舒;欧阳昭连;
摘要：新一代人工智能技术为医疗领域带来远程医疗、智能护理等多方面的创新。然而，目前人工智能医疗器械领域仍面临数据隐私保护、算法可靠性等诸多挑战。本研究基于发明专利分析，从专利申请时间趋势、热点领域、区域分布和创新主体等方面揭示了人工智能医疗器械领域的技术创新态势。结果表明，全球发明专利申请持续活跃。技术创新聚焦于医学图像处理、生理信号处理、手术机器人、脑机接口、智能生理参数监测技术等方向。中美两国发明专...
基于扩散生成对抗网络的核磁共振图像与计算机断层扫描图像跨模态转换————作者：邵虹;荆一烜;崔文成;
摘要：针对医学图像跨模态转换中解剖结构难以保留、生成图像真实度低以及高频图像信息丢失等问题，本文提出了一种基于扩散生成对抗网络的医学图像跨模态转换方法。首先，利用无监督转换模块将核磁共振成像（MRI）转化为伪计算机断层扫描（CT）图像，接着通过非线性频率分解模块提取高频CT图像，最后将伪CT图像输入前向过程，高频CT图像作为条件引导反向过程，生成最终的CT图像。本文在用于放疗计划的CT图像生成2023挑...
全球人工智能医疗器械临床试验注册现状分析————作者：卢岩;陈娟;张婷;严舒;徐东紫;欧阳昭连;
摘要：人工智能技术迅猛发展推动着医疗实践的深刻变革，在医疗器械的应用领域体现得尤其明显。本文基于美国临床试验数据库，分析全球人工智能医疗器械临床试验的注册现状，旨在为其临床研究及应用提供参考。全球人工智能医疗器械临床试验共2 494项，有66个国家/地区参与开展，其中美国908项，而包括我国在内的其他国家/地区均不足300项，德国、美国和比利时等处于国际合作的中心位置。申办者中，63.96%是高校/医院...
基于深度学习的低剂量锥形束计算机断层扫描图像重建方法研究进展————作者：施江媛;宋莹;李光俊;柏森;
摘要：锥形束计算机断层扫描（CBCT）在牙科、外科、放射治疗等领域应用广泛，但反复CBCT扫描会给患者带来额外的辐射剂量，增加继发性恶性肿瘤的发病风险。低剂量CBCT图像重建技术通过先进算法在减少辐射剂量的同时提升图像质量，成为近年研究热点。本文系统综述了基于深度学习的低剂量CBCT重建方法，从图像域、投影域及图像-投影域协同三个方向，对比分析不同网络架构在噪声抑制、伪影消除、细节保留及计算效率等方面的...
青少年特发性脊柱侧凸腰椎在步态周期中的生物力学研究————作者：王云鑫;许平;王迎松;刘应良;许世森;赵智;李鸿飞;陈晓明;
摘要：为了探究青少年特发性脊柱侧凸（AIS）腰椎段在步态周期中的力学响应，本研究基于AIS患者计算机断层扫描（CT）数据，分别构建左支撑相模型（ML）和右支撑相模型（MR）。首先，设置材料属性、边界条件、载荷加载，对腰椎-骨盆模型进行仿真分析；然后，基于应力及位移云图，比较ML和MR中腰椎应力及位移的差异。结果表明，ML中腰椎应力多分布于凸侧，MR中则多分布于凹侧，两者的应力多聚集于椎弓板附近；随着步态...
面向意识障碍患者的脑机接口技术及其应用————作者：潘家辉;张志航;张源霖;王斐;肖君;
摘要：随着神经影像学技术的不断发展，临床研究发现意识障碍（DoC）患者可能存在认知运动分离现象，这一突破性发现为脑机接口（BCI）在临床中的开发与应用注入了新的动力。当前，BCI作为评估和辅助行为无反应患者的重要工具，已在DoC患者中得到广泛应用。本文综述了BCI在DoC患者中的应用现状，包括意识检测、辅助诊断、预后评估和康复治疗四个主要方面，重点分析了各方面具有代表性的范式设计、脑信号解码及反馈机制等...
脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复领域的脑机制研究进展————作者：吴何必;陈树耿;贾杰;
摘要：脑卒中，会引起大脑生理功能和肢体运动功能异常。脑机接口（BCI）技术通过将患者的主动意识与外部康复设备连接，以实现肢体运动功能的提高。既往研究初步证实了BCI康复训练在脑卒中上肢运动功能改善中的作用，但其脑机制尚不明确。本文以脑卒中上肢运动功能障碍的脑机制以及BCI技术对脑卒中患者脑功能的促进为主题进行综述，以进一步探究BCI促进脑卒中上肢运动功能康复的脑机制。本文研究结果显示，在影像学和电生理学...
双向闭环运动想象脑机接口主动康复训练系统的康复功效评价方法————作者：潘鹤;丁鹏;王帆;李天文;赵磊;南文雅;龚安民;伏云发;
摘要：双向闭环运动想象脑机接口（MI-BCI）是一种新型的运动功能障碍主动康复训练方法，已在实验室和临床环境下广泛开展了康复疗效测试。然而，迄今为止尚无统一的康复功效评价方法，且少有文献对此进行评述。为促进双向闭环MI-BCI主动康复训练系统向临床实际应用转化，本文首先阐述该系统，然后评述其康复训练周期与康复功效评价方法，接着概述了该系统的可用性、用户满意度和使用情况评价方法。最后，探讨了系统康复功效评...
基于前额脑电渐近层次融合网络的疲劳驾驶检测方法————作者：孙家政;李卫民;张宁玲;陈财;王圣哲;彭福来;
摘要：疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因之一，给驾驶员和道路安全构成了严重的威胁。当前的方法大多数都是对于全脑多通道的脑电信号进行研究，通道数较多，数据处理复杂且穿戴设备繁琐。为了解决这一问题，本文提出了基于前额脑电通道信号的疲劳检测方法，构建了基于渐近层次融合网络的疲劳驾驶检测模型。采用渐近层次融合策略，在多层次卷积模块中引入注意力机制模块，利用交叉注意力机制和自注意力机制融合功率谱密度（PSD）和微分...
可穿戴式稳态视觉诱发电位脑机接口在现实场景下的性能评估————作者：李晓东;曹翔;王俊霖;朱伟杰;黄涌;万峰;胡勇;
摘要：脑机接口在医疗健康领域具有很高应用价值。但在实际临床应用中，脑机接口的使用需考虑其使用便利性和系统性能表现。可穿戴式脑机接口有助于提高使用便利性，但在现实场景下的性能仍需进行评估。本研究提出了一个配置小型脑电采集器和高性能无训练解码算法的可穿戴式稳态视觉诱发电位脑机接口系统，并招募10位健康受试者在简化实验准备的现实场景下进行该系统的性能测试。结果表明，该系统在40目标下的平均分类准确率为94.1...
静息态自发脑电与任务态诱发脑电的作用关系研究————作者：何欢;肖晓琳;岳瑨;许敏鹏;明东;
摘要：近年来，探究静息态自发脑电与任务态诱发脑电的模式特征、功能意义以及二者间的交互机制等，成为神经科学领域的新方向。本文介绍了自发脑电与诱发脑电的基本特征，概括了自发脑电在塑造神经系统适应性中的核心作用。重点探讨了自发脑电如何在任务处理过程中与诱发脑电相互作用，强调自发脑电通过调控神经活动、预测外界刺激等处理方式，显著影响感知、认知和运动等任务表现。这些研究为深入理解静息与任务状态下大脑信息处理的原理...
动作捕捉数据驱动的神经退行性疾病运动评估研究进展————作者：吴均浪;郭威;罗可欣;何玲;杨观赐;
摘要：神经退行性疾病（NDDs）是一组异质性神经系统疾病，可引起中枢神经系统或外周神经系统中神经元的进行性损失，继而造成肢体运动能力的下降。动作捕捉作为一种高精度、高分辨率采集人体运动数据的技术，其驱动的NDDs运动评估可以有效提取运动特征，进而评估患者运动能力或疾病严重程度。本文围绕动作捕捉数据驱动的NDDs运动评估最新研究进展，在扼要介绍NDDs运动评估数据集的基础上，根据特征提取和处理的方式将评估...
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