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Q-PPG：可穿戴设备上基于节能 PPG 的心率监测
摘要 — 使用低成本光电容积描记法 (PPG) 传感器，越来越多地在腕戴式设备中执行心率 (HR) 监测。然而，由受试者手臂运动引起的运动伪影 (MA) 会影响基于 PPG 的心率跟踪的性能。这通常通过将 PPG 信号与惯性传感器的加速度测量相结合来解决。不幸的是，大多数此类标准方法都依赖于手动调整的参数，这会削弱它们的泛化能力及其对现场真实数据的适用性。相比之下，基于深度学习的方法尽管具有更好的泛化能力，但被认为过于复杂，无法部署在可穿戴设备上。在这项工作中，我们解决了这些限制，提出了一种设计空间探索方法来自动生成丰富的深度时间卷积网络 (TCN) 系列用于心率监测，所有这些网络都来自单个“种子”模型。我们的流程涉及两个神经架构搜索 (NAS) 工具和一个硬件友好的量化器的级联，它们的组合可以产生高度准确和极其轻量级的模型。在 PPG-Dalia 数据集上进行测试时，我们最准确的模型在平均绝对误差方面创下了新的最高水平。此外，我们将 TCN 部署在具有 STM32WB55 微控制器的嵌入式平台上，证明了它们适合实时执行。我们最准确的量化网络实现了 4.41 每分钟 (BPM) 的平均绝对误差 (MAE)，能耗为 47.65 mJ，内存占用为 412 kB。同时，在我们的流程生成的网络中获得 MAE < 8 BPM 的最小网络的内存占用为 1.9 kB，每次推理仅消耗 1.79 mJ。
围手术期疼痛的手术容积指数监测......
手术容积指数（SPI）监测是一种具有代表性的客观痛觉监测设备，利用光电容积描记信号测量痛觉。它易于应用于患者，数值计算公式直观易懂，因此临床解释简单。多项研究已证实了它的有效性和实用性。与血流动力学参数相比，SPI可以更准确地检测全身麻醉下手术中的痛觉程度，因此可以为各种阿片类药物（包括瑞芬太尼、芬太尼和舒芬太尼）的给药提供更好的指导。事实上，与传统镇痛相比，SPI引导的镇痛与术中阿片类药物消耗量较低、患者恢复较快、术后疼痛水平和不良事件发生率相当或较低有关。此外，SPI监测可以通过患者唤醒前的SPI值来预测术后疼痛程度和镇痛药物需求。然而，由于患者年龄、有效循环血容量、体位、合并用药和麻醉方案以及意识水平可能是 SPI 监测的混杂因素，因此临床医生在解释 SPI 值时必须小心谨慎。此外，由于 SPI 值可能因麻醉和镇痛方案以及潜在疾病而异，因此了解这些变量的影响并了解 SPI 监测相对于其他痛觉监测设备的优势和劣势至关重要。因此，本综述旨在帮助临床医生进行最佳的 SPI 指导镇痛，并通过阐明 SPI 监测在围手术期疼痛管理中的当前实用性和局限性来协助建立未来的研究设计。
访问光博士的高维信息......
获取光/光子携带的信息对于信息科学的基础研究以及量子和经典层面的许多光应用都至关重要。在本次演讲中，我将首先介绍一系列直接断层扫描协议，这些协议可以表征各种类型的结构光或高维光子状态。首先，我们展示了一些用于 OAM 状态、拉盖尔-高斯模式和厄米-高斯模式的高性能模式分类器。然后，我们介绍一些无扫描直接断层扫描协议，这些协议可以测量高维空间模式、空间矢量模式和部分相干模式（混合状态）。这些直接断层扫描方法将读数直接与描述要测量的量子系统的复值状态向量或其他量相关联，因此可以显著降低高维状态断层扫描程序的复杂性。此外，我们表明可以设计断层扫描协议，以便可以在单个实验装置中获取描述光子状态所需的所有信息，而无需任何扫描。这对于量子和经典光子状态的实时计量尤其有趣。在工作的第二部分，我将介绍一些关于湍流环境中稳健的高信息容量光通信协议的最新工作。我将展示一种基于湍流弹性矢量光束的通信方案以及一种基于相位共轭的方案，以通过 340m 自由空间链路实现使用 OAM 模式的低串扰通信。最后，我还将介绍一种矢量相位共轭方案，该方案可通过 1 公里的多模光纤实现 210 空间模式通信。这些实现可以导致在现实环境中实际开展高维光通信。
通过 EEG-PPG 增强可穿戴癫痫发作检测...
摘要 — 本文介绍了 B RAIN F USE N ET，一种基于脑电图 (EEG) 与光电容积描记法 (PPG) 和加速度计 (ACC) 信号的传感器融合的新型轻量级癫痫检测网络，适用于低通道数可穿戴系统。B RAIN F USE N ET 利用灵敏度-特异性加权交叉熵 (SSWCE)，这是一种结合了灵敏度和特异性的创新损失函数，可解决严重不平衡数据集的挑战。对于仅使用四个通道的基于 EEG 的分类，B RAIN F USE N ET - SSWCE 方法成功检测到 CHB-MIT 数据集上 93.5% 的癫痫发作事件（基于样本的灵敏度为 76.34%）。在 PEDESITE 数据集上，仅考虑 EEG 数据时，我们分别表现出基于样本的灵敏度和假阳性率 60.66% 和 1.18 FP/h。此外，我们证明，整合 PPG 信号可将灵敏度提高到 61.22%（成功检测到 92% 的癫痫发作事件），同时将假阳性数量降低到 1.0 FP/h。最后，当还考虑 ACC 数据时，对于基于样本的估计，灵敏度增加到 64.28%（成功检测到 95% 的癫痫发作事件），假阳性数量下降到仅 0.21 FP/h，而当考虑基于事件的估计时，每天的误报少于一次。BRAIN FUSE N ET 资源友好，非常适合在低功耗嵌入式平台上实施，我们
肘部角度对生物电阻抗分析信度和效度的影响。
手对手生物电阻抗 (HH BIA) 是一种低成本的估算体脂百分比 (%BF) 的方法。BIA 方法始终可靠，但其有效性仍存在疑问。我们观察到，在使用 HH BIA 时，肘部位置会导致 %BF 测量值始终不同，因此引发了一个问题：肘部角度是否会影响使用 HH BIA 得出的测量值的有效性？本研究旨在评估肘部位置（即 IN=弯曲至 90° 对比 OUT=完全伸展）对 44 名男性和 24 名女性健康成年人（年龄 = 21±2 岁，BMI = 23±3）的 HH BIA 可靠性的影响。另一个目的是使用空气置换体积描记法 (BOD POD ® ) 作为标准测量，评估 HH BIA %BF 对一组受试者（n=12）的有效性。对于 HH BIA，IN 位置比 OUT 位置低 ~4%BF（p=0.05，效应大小 =0.67）。在 IN [组内相关系数 (ICC)=0.99，变异系数 (CV)=2.99%] 和 OUT（ICC=0.99，CV=1.48%）条件下两次试验的 %BF 测量值均高度可靠。在子样本中，OUT（18.3±6.7 %BF）位置超过了 IN（14.5±7.4 %BF）和 BOD POD ®（16.1±7.8 %BF）测量值（p<0.05）；但是，IN 和 BOD POD ® 的 %BF 测量值没有差异（p=0.21）。这些发现支持了 HH BIA 在两个肘部位置都是可靠的测量方法；然而，根据肘部位置的不同，%BF 估计值与标准测量值存在很大差异（~4%）。我们发现 OUT 位置会高估标准 %BF。进一步的研究可能会揭示 HH BIA 估计 %BF 的最佳肘部角度位置。
传感器数据质量分析与插值框架
信息质量评估基本上可以从五个共同维度进行评估：完整性、正确性、一致性、合理性和时效性。[ 29 ] 提供了一个用于描述数据质量维度之一的不同术语表。此外，它们还提供了数据质量维度和数据质量评估方法之间的映射。[ 19 ] 引入了 Sieve，这是一个灵活表达质量评估方法和融合方法的框架。由于移动人群感知 (MCS) 应用会产生大量感知数据，这些数据由能源供应有限的设备收集和预处理，因此在传感器管理方面出现了挑战，以确保实现节能和质量驱动的数据采集过程。[ 18 ] 提出了 G-MCS 模型，并评估了其在不同应用要求和地理传感器分布场景下的节能效果。语义互操作性是平台合作的先决条件，已在文献中得到广泛讨论。symbIoTe[ 31 ] 更进一步，通过引入物联网平台联盟和漫游物联网设备的概念，提出了组织互操作性的新方面。这些平台功能可用于验证用户和数据模式。评估传感物联网数据质量指标的主要挑战之一是缺乏基本事实。当试图在没有任何参考的情况下评估单张图片的质量时，这个问题在图像处理领域是众所周知的。该任务通常被描述为盲图像质量评估 [ 17 ] 或无参考图像质量评估 (NR-IQA) [ 20 ]。为了获得客观的质量指标，NR-IQA 会分析边缘的锐度或噪声水平。虽然这些方法可用于确定数据质量，但它们不适合对
“ katayama，我正在辞职 - 我很难获得药品公司的前雇员博士学位...
如今，随着工作风格变得更加多样化，许多人可能正在考虑自己的职业设计。演讲者卡塔亚马（Katayama）也是其中之一。在完成硕士学位课程后，演讲者在Shionogi Pharmaceutical担任研究职位，并在他的第二年成年后开始从事博士学位课程，为一家公司工作，并继续从事博士学位课程。我的职业生涯始于动荡不安的19日大流行，尽管面对社会和我本人的变化，但我经历了各种事情并考虑了这一点，并最终选择在学术界从事职业。在本次研讨会上，我们将与所有人分享演讲者作为研究生，上班族和工作医生的经历，并讨论他们自己独特的职业。建议使用对公司研究感兴趣的人或希望继续博士课程或从事学术界从事职业的人。如今，随着工作风格变得更加多样化，许多人可能正在考虑自己的职业设计。演讲者卡塔亚马（Katayama）也是其中之一。在完成硕士学位课程后，演讲者在Shionogi Pharmaceutical担任研究职位，并在他的第二年成年后开始从事博士学位课程，为一家公司工作，并继续从事博士学位课程。我的职业生涯始于动荡不安的19日大流行，尽管面对社会和我本人的变化，但我经历了各种事情并考虑了这一点，并最终选择在学术界从事职业。在本次研讨会上，我们将与所有人分享演讲者作为研究生，上班族和工作医生的经历，并讨论他们自己独特的职业。建议使用对公司研究感兴趣的人或希望继续博士课程或从事学术界从事职业的人。
心胸外科的光明前景
新生儿重症监护病房中目前的生命体征监测系统基于刚性和有线接口，这可能导致医源性皮肤损伤，使基本的临床任务变得具有挑战性，并妨碍父母与新生儿的皮肤接触。Chung 和同事 1 描述了一种无线、类似皮肤的柔性电子平台，当以时间同步的方式使用时，可以以临床级精度重建多点完整生命体征信息（图 1）。必须在附加值和局限性之间的权衡方面仔细理解新技术。一个例子是脉搏血氧仪，其技术始于 20 世纪 70 年代初，花了 5 年时间才实现商业化，至少花了 15 年时间才成为第五大生命体征。2 当时，多项研究显示，这种持续的床边工具可用于评估慢性肺病和早产儿等病症的血氧饱和度。然而，我们了解到环境光、皮肤色素沉着、低输出状态等灌注不良以及体温过低都会导致读数不准确。3 此外，低于 80% 的外周毛细血管血氧饱和度值与动脉血氧值的相关性并不好，4 这些信息对于单心室患者或混合病变患者的护理非常重要。Chung 及其同事 1 开发的双节点装置还需要在正常以外的临床场景中进一步了解，例如其在心律失常和低输出状态下的表现、其在心肺复苏期间趋势和传输数据的能力，以及在较低饱和度下的体积描记趋势。话虽如此，这种针对新生儿的创新无线监测系统是无线
传感器数据质量分析与插值框架
信息质量评估基本上可以从五个共同维度进行评估：完整性、正确性、一致性、合理性和时效性。[ 29 ] 提供了一个用于描述数据质量维度之一的不同术语表。此外，它们还提供了数据质量维度和数据质量评估方法之间的映射。[ 19 ] 引入了 Sieve，这是一个灵活表达质量评估方法和融合方法的框架。由于移动人群感知 (MCS) 应用会产生大量感知数据，这些数据由能源供应有限的设备收集和预处理，因此在传感器管理方面出现了挑战，以确保实现节能和质量驱动的数据采集过程。[ 18 ] 提出了 G-MCS 模型，并评估了其在不同应用要求和地理传感器分布场景下的节能效果。语义互操作性是平台合作的先决条件，已在文献中得到广泛讨论。symbIoTe[ 31 ] 更进一步，通过引入物联网平台联盟和漫游物联网设备的概念，提出了组织互操作性的新方面。这些平台功能可用于验证用户和数据模式。评估传感物联网数据质量指标的主要挑战之一是缺乏基本事实。当试图在没有任何参考的情况下评估单张图片的质量时，这个问题在图像处理领域是众所周知的。该任务通常被描述为盲图像质量评估 [ 17 ] 或无参考图像质量评估 (NR-IQA) [ 20 ]。为了获得客观的质量指标，NR-IQA 会分析边缘的锐度或噪声水平。虽然这些方法可用于确定数据质量，但它们不适合对
帕金森病药物的重新定位和……
摘要 帕金森病 (PD) 严重影响患者的生活质量，并给卫生系统带来沉重的经济负担。鉴于缺乏安全有效的 PD 治疗方法，药物重新定位旨在提供新的药物替代品，与传统药物开发策略相比，可减少研究时间和成本。本综述旨在收集被提议作为 PD 重复使用候选药物的证据，并确定那些有可能重新配制成纳米载体以优化未来重新定位试验的药物。我们从 2015 年 1 月到 2021 年底在 PubMed、Web of Science 和 Scopus 中进行了详细搜索，描述词为“帕金森病”和“药物重新定位”或“药物重新利用”。我们确定了 28 种药物作为潜在候选药物，其中 6 种是在 PD 重新定位临床试验中发现的。然而，许多此类药物无法达到治疗效果的一个限制是它们无法穿过血脑屏障 (BBB)，尼洛替尼就是这种情况，它在临床试验中已显示出良好的结果。我们建议将这些药物重新配制成基于脂质和聚合物的可生物降解纳米颗粒 (NP)，以进行未来的试验。作为一种补充策略，我们建议通过在表面层添加材料来功能化 NP 表面。除其他优点外，功能化可以促进有效穿过 BBB 并提高 NP 对某些大脑区域的亲和力。重点介绍了针对中枢神经系统的 NP 设计需要考虑的主要参数，例如尺寸、PDI、形态、药物载量和 Z 电位。最后，引用了 NP 在帕金森病中的应用的最新进展。关键词：药物重新定位、药物重新利用、帕金森病、纳米粒子、纳米载体、制药纳米技术