人体心-脑系统的智能辨识与干预的动力学研究

人体心-脑系统的智能辨识与干预的动力学研究

论文摘要

随着技术的发展,智能系统如人工智能等已经逐渐在一些专门技术领域上超越了人类,然而如何能使智能系统其为人所用,帮助人来了解自身,观测及干预自身的异常是人们关注的一个重点。心脏与大脑是人体最重要的两个器官,围绕着这两个器官的辨识与干预已经有了相当多的研究,但是其实验探究往往具有不同人的不同生理特性而有标准性问题与个性化问题,不能囊括所有的异常现象。因此从生理本质定义出发来设计生理系统的观测系统,并基于该观测系统对生理系统进行异常或障碍的辨识则会非常有意义。本文将心脏与大脑构成的动力学系统称为人体心-脑系统,以人体心-脑系统为研究对象,围绕由神经元联结异常导致的自闭症与癫痫,并研究其观测系统与自身生理动力学系统的关系。在文中提出了一种自闭症形成机理的假说,以及癫痫早期预警与干预的设计方案。随着传统特征容易受到伪造生理特征的欺骗,因此文中以心脏脉动产生的脉搏波信号进行探究并探索了其作为身份认证的唯一性与一致性问题。最后为解决不同个体的标准化与相同个体的差异化导致的观测与干预实验做起来比较困难的问题,本文基于生理定义实现了基于神经网络计算的目标检测系统的设计与基于疲劳定义的眼动疲劳检测系统的设计,并据此给出疲劳等级的分级标准。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •     1.1.1 自闭症的研究现状
  •     1.1.2 癫痫的研究现状
  •     1.1.3 传统身份认证的研究现状
  •     1.1.4 疲劳的定义与驾驶疲劳研究现状
  •   1.2 本文主要工作
  •   1.3 本文组织结构
  • 第2章 人体心-脑系统辨识与干预的动力学研究方案确定
  •   2.1 基于动力学的辨识与干预系统解决方案
  •     2.1.1 基于动力学的解决方案
  •     2.1.2 大脑系统障碍辨识与干预方案
  •     2.1.3 心脏脉动信号的辨识方案
  •     2.1.4 基于生理定义的生理系统观测系统设计
  •   2.2 本章小结
  • 第3章 大脑系统障碍的辨识与干预的动力学研究
  •   3.1 自闭症成因动力学探讨
  •     3.1.1 一种自闭症机理动力学机理模型的提出
  •     3.1.2 自闭症“双镜对照”仿真实验
  •   3.2 癫痫早期预警与干预技术研究
  •     3.2.1 癫痫的非接触观测与干预系统设计
  •     3.2.2 基于非接触观测与干预系统的癫痫干预方案
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 基于心脏脉动信号的身份认证技术及动力学研究
  •   4.1 基于脉搏波的活体身份认证技术的研究
  •     4.1.1 脉搏波作为身份认证手段的充分条件及动力学探讨
  •     4.1.2 脉搏波身份认证的研究现状
  •   4.2 心电信号与脉搏波信号的一致性探究
  •     4.2.1 脉搏波信号与心电信号的采集
  •     4.2.2 脉搏波信号与心电信号的一致性探究
  •   4.3 非接触脉搏波身份认证的实验方案
  •     4.3.1 脉搏波采集方式的一致性
  •     4.3.2 非接触脉搏波采集方式的脉搏波身份认证实验探索
  •   4.4 本章小结
  • 第5章 基于生理定义的生理系统观测系统设计及动力学分析
  •   5.1 基于神经网络计算的观测系统设计
  •     5.1.1 基于神经网络的观测系统设计框架
  •     5.1.2 软件工程实现
  •   5.2 基于生理定义的眼动疲劳检测系统设计
  •     5.2.1 疲劳过程中系统关联性
  •     5.2.2 基于视觉系统的系统关联等效模型的仿真和验证
  •     5.2.3 基于疲劳等效仿真模型的观测与讨论
  •   5.3 模拟驾驶疲劳检测实验的动力学复杂度分析
  •   5.4 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录:作者在攻读硕士期间的科研成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 黄旭

    导师: 孟濬

    关键词: 心脑动力学系统,生理定义,辨识与干预,自闭症假说,癫痫干预,脉搏波身份认证,眼动轨迹,疲劳检测

    来源: 浙江大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,医药卫生科技,信息科技

    专业: 生物学,生物医学工程,自动化技术

    单位: 浙江大学

    基金: 浙江省公益性技术应用研究计划项目(2017C31079)

    分类号: R318;TP18

    总页数: 102

    文件大小: 9004K

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