北京生物医学工程杂志
Beijing Biomedical Engineering 북경생물의학공정
- 主管单位： 北京市卫生健康委员会
- 主办单位： 北京市心肺血管疾病研究所
- 影响因子： 0.47
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 1002-3208
- 国内刊号： 11-2261/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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基于FRET荧光蛋白探针的活体定量分子影像方法探究
目的 荧光共振能量转移(fluorescent resonance energy transfer,FRET)探针由于自身仍存在诸多局限,其在活体成像领域尚未得到广泛应用.本文旨在解决FRET探针在活体定量分子影像应用中所存在的瓶颈问题,即如何利用FRET探针精准计算目标物浓度,以及如何基于FRET探针实现三维成像.方法 基于探针和目标物结合时的化学反应平衡关系,提出一种新型分析方法,以精确定量待测物[钙调素(calmodulin,CaM)]的浓度.同时对于FRET探针的活体分子成像,结合荧光透射成像(3D-FMT)方法,建立了可进行三维时空动态FRET检测的平台系统,对FRET探针的测量结果(即待测物浓度)进行实时定量的三维重建.结果 准确地定量了待测物CaM浓度,并得到了高质量的3D-FRET分布影像.结论 提出FRET探针在活体成像应用领域两个关键问题的解决方案,为基因编码FRET探针向活体分子影像领域的推广奠定了重要的技术基础.
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基于无线表面肌电信号采集的上肢动作识别
目的 为识别上肢动作并应用于人机交互领域以及为相关患者提供上肢康复训练,设计一个无线表面肌电信号采集及识别系统.方法 系统主要由硬件部分与软件部分组成.硬件设计方面,由增强型80C51作为各个模块的控制中心.贴片电极采集的肌电信号,经仪表放大器AD8422放大处理,并进行A/D转换,后通过无线方式将信号发送给接收盒并传送至PC.软件设计方面,在VC平台下,通过均方根、自回归系数提取特征值,利用支持向量机算法进行动作模式识别.结果 设备的采集部分体积为37 mm×27 mm×15 mm,可方便地实现穿戴式,上位机部分则可以满足对信号的各种分析以及作为人机交互界面.结论 该系统可实现对患者的康复训练,也可扩展到游戏娱乐.
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长期900MHz射频电磁辐射对NIH/3T3细胞凋亡与周期的影响
目的 探讨长期900 MHz电磁辐射对NIH/3T3细胞凋亡与周期的影响,以为进一步深入研究电磁辐射的细胞生物学效应提供一定理论依据.方法 将NIH/3T3细胞分为对照组和辐射组,对照组NIH/3T3细胞为正常条件培养,电磁辐射组用SAR值为4.0 W/kg的900 MHz电磁辐射辐照,辐照时间为2 h/d.分别取正常培养和电磁辐射辐照的4d、7d、10d和12d的对照组和辐射组NIH/3T3细胞,用流式细胞法进行细胞凋亡和细胞周期检测和分析.结果 长期900 MHz电磁辐射引起NIH/3T3细胞出现显著的早期和晚期凋亡.细胞辐照12d时产生S期阻滞.结论 在12 d的辐照周期里,900 MHz电磁辐射持续地诱导NIH/3T3细胞凋亡,在辐照超过10d后开始对细胞周期产生一定影响.
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基于三维冠状动脉CTA图像的半自动血管分割方法
目的 从患者胸腔部位的计算机断层血管造影(computed tomography angiongraphy,CTA)图像中分离出冠状动脉血管,并实现三维的可视化,以便医生对由冠状动脉病变引起的心血管疾病进行诊断和治疗.方法 在传统区域生长的基础上提出一种半自动的血管分割方法.首先采用基于灰度值的主动脉预生长,然后进行基于自适应阈值的冠状动脉生长,后进行后期处理,得到终分割结果.结果 通过这种半自动的区域生长得到的结果,在三维上进行可视化后能够较清晰地判断出血管的粗细、形状、狭窄等情况,且得到的模型也可用于后期的相关计算.结论 基于传统区域生长算法的半自动血管分割方法提高了冠状动脉分割的适应性和有效性,能更好地对冠状动脉CTA图像进分割提取.
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基于递归定量分析的癫(癎)脑电研究
目的 从非线性动力学的角度出发来分析正常脑电EEG与癫(癎)脑电的区别,提出利用递归定量分析方法对两种不同脑电信号进行定量分析.方法 首先在递归图原理基础上,利用符号动力学方法改进为排序递归图;然后利用递归定量分析方法(recurrence quantification analysis,RQA)量化参数——平均对角线长度;后分别对16组正常人与癫(癎)患者的脑电信号的α波用排序递归图定性法分析不同脑电的动力特性,再用递归定量分析来量化参数.结果 癫(癎)患者的脑电信号的排序递归图规律性更强,表示癫(癎)患者的脑电信号确定性更强.结论 利用递归定量参数可以完成对癫(癎)脑电的检测.
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图像域自适应线性自回归MRI图像客观质量提升算法研究
目的 磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是临床医学影像检查的重要手段,然而受限于检查时间,高客观质量的MRI图像难以获得,有效提高MRI图像分辨率成为研究热点.本文为高效地提高MRI图像分辨率,减少患者检查时间,提出图像域的基于线性自回归模型自适应客观质量提升算法.方法 首先,创建基于距离权重的自回归模型获得插值系数;其次,利用自适应算法解决自回归算法中插值矩阵病态的问题;后,通过对标准数据库中具有不同噪声水平的图像进行测试.结果 本算法重建图像的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)平均值比经典算法提高1.8～4dB,结构相似度(structural similarity index measurement,SSIM)指标平均提高0.02～0.06.结论 图像域自适应线性自回归MRI图像客观质量提升算法在有效提高MRI图像分辨率的同时,保持了较高的客观质量.
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基于皱褶轮廓贝塞尔曲线插值的肠道内镜图像三维重建
目的 肠道癌症的及早发现与治疗能大大提高患者的存活率,肠道内镜图像的三维重建可以增强医生对肠道结构的理解.目前肠道三维结构重建方法受肠道皱褶遮挡影响无法重建完整的肠道结构,并且重建的点云不能直观呈现肠道的结构.本文提出了基于肠道褶皱插值的重建方法拟解决重建的肠道不完整以及点云显示不直观的问题.方法 首先利用肠道呈管道状的先验信息,运用运动恢复结构技术三维重建肠道褶皱轮廓,然后在皱褶之间进行贝塞尔插值重建肠道褶皱之间的肠壁,实现肠道整体的三维结构重建.后在OpenGL平台上,渲染并显示肠道的三维结构.本文应用该方法从两张内镜肠道图像重建了肠道的结构.结果 该方法重建的肠道结构轮廓位置准确,能清晰直观地展现肠道结构.该方法融入了肠道形状先验信息,从内镜图像重建并直观显示了肠道三维结构.结论 基于皱褶轮廓贝塞尔曲线插值的肠道内镜图像三维重建方法,克服了传统三维重建的缺点,能为医生提供直观的肠道结构信息,也为从连续多帧内镜图像重建肠道结构提供了技术基础.
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个性化肝癌患者肝脏相关动脉血管的三维容积重建及其应用
目的 对个性化肝癌患者肝脏周围的动脉血管进行三维容积重建,并探讨其潜在的临床及科研应用.方法 针对个性化肝癌患者,通过GE Lightspeed 64排螺旋CT进行扫描,基于300层腹部连续断层图像,利用Minics进行三维图像的容积重建,获取肝脏周围动脉血管的三维结构,结合临床探讨其在疾病诊疗和科研方面的指导作用.结果 利用三维容积重建得到了局部腹腔干、肝动脉、肝固有动脉、胃左动脉等血管的三维容积模型.其中,腹腔干血管直径在12.7～ 18.6 mm之间,肝动脉血管直径约为5.3mm、肝固有动脉血管直径约为4.5mm、胃左动脉血管直径约为4.6mm.结论 利用三维容积重建技术所得的肝脏周围血管模型提供了较二维图像更直观的解剖显示和较好的后处理优势,是个性化有限元模型的基础,为肝动脉血流的有限元分析提供了数学模型,对制定更合理的肝脏外科手术方案及术后评价具有一定的指导意义.
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碱金属热消融特性的超声图像纹理刻画
目的 碱金属热消融方法为肿瘤微创治疗提供了一种有效手段,该疗法结合了热疗与化疗的双重优势,具有显著的临床实用价值,但在热疗过程中无创监测热凝固区,并在热消融后判别热凝固区进行疗效评估是此消融手术的一个关键.本文拟采用超声图像对热疗进行评估,并选取出变化较大的纹理特征参数作为疗效评估手段.方法 首先采集碱金属消融后猪肉组织的B超图像与正常组织的B超图像,利用图像纹理特征分析方法,评估灰度直方图、灰度共生矩阵等19个参数,统计20例实验结果,获得消融后变化率较大的参数,作为组织是否热凝固的判断依据.结果 统计数据表明,碱金属热消融前后图像纹理特征变化较大的有灰度直方图中的灰度均值、灰度标准差以及灰度共生矩阵中0°和45°的对比度等4个参数.超声图像纹理特征可间接反映碱金属热消融的效果,并可作为热凝固区的判别依据.当灰度值增大50％及以上、灰度标准差增加100％及以上、灰度共生矩阵中对比度增加30％及以上时,可判定此时组织为凝固组织.结论 本文为碱金属热消融方法的疗效评估及实时监测提供了一种有效手段,可为该疗法的快速实用化提供参考.
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基于力反馈的腰椎内固定虚拟手术训练系统构建
目的 为实现虚拟手术环境全方位的实时交互,本文针对脊柱腰椎椎弓根螺钉内固定手术构建了虚拟手术训练系统.方法 通过脊柱模型的虚拟几何建模和纹理渲染以高真实感地模拟真实虚拟手术环境,同时基于椎体骨的体素模型通过多点碰撞检测算法和钻骨力预测经验模型,实现钻骨操作的碰撞检测及反馈力实时计算,并模拟椎弓根钉植入过程的视觉和触觉感受.结果 该虚拟手术训练系统实现了虚拟视觉及虚拟力触觉的实时交互,模拟了椎弓根钉植入操作手感.结论 虚拟手术训练系统为椎弓根螺钉内固定手术操作提供了视觉与力触觉模拟,实现了一种精确、安全、灵活的训练方式.
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一种自动有效的电解剖图与CT曲面配准算法
目的 为房颤消融手术提供一种自动精确的电解剖图与CT曲面配准算法.方法 首先,以基于主轴的方法粗配准电解剖图与CT曲面,然后以基于迭代近点的方法进一步精配准两图.结果 采用CartoMerge、随机方法和本文提出的基于迭代近点的方法分别逐一配准三组真实和三组模拟的电解剖图与CT曲面.相对Carto-Merge和随机方法,基于迭代近点的方法配准结果稳定,精度高,而且算法完全自动,无需任何手动操作.结论 基于迭代近点的电解剖图与CT曲面配准算法能很好地满足临床房颤消融手术的需求.
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用于精神分裂症检测的眼动仪研制
目的 为了辅助医生诊断精神分裂症患者,设计一种高精度桌面式眼动仪.方法 系统采用双屏输出,摄像机集成了红外光源及红外滤光镜片.重点提出一种新的瞳孔中心识别算法,首先对预处理后的眼图进行瞳孔轮廓提取,然后采用小二乘椭圆拟合法识别瞳孔中心.在此基础上,对瞳孔周围区域进行边缘检测,得到的大轮廓中心即为普尔钦光斑中心.后基于非线性二阶多项式拟合静态标定算法建立了眼图坐标系和场景坐标系的映射方程,并完成了注视点标定.结果 实现了眼动轨迹的实时显示和凝视点数目的统计,测试有效率达到80％以上.结论 系统能够很好地跟踪和显示人眼运动,具有较好的实用性.
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计算机辅助诊断模型内部验证方法的定量评价
目的 定量比较4种常用的内部验证方法,为评价计算机辅助诊断模型性能时选择验证方法提供参考依据.方法 利用Logistic回归模型完成大样本集(n=415)和小样本集(n=76)下的胰腺癌诊断任务,分别采用保持法、k折交叉验证法、留一法和0.632 Bootstrap法共4种内部验证方法,并用诊断的正确率、敏感度、特异度和ROC曲线下面积评价诊断的稳定性、偏倚和运算效率.结果 对大、小样本集,0.632 Bootstrap验证方法得到的正确率、敏感度、特异度和ROC曲线下面积的标准误分别为0.012、0.014、0.010、0.010以及0.013、0.014、0.010、0.011,均小于其他验证方法,其他方法均不同程度地高估或低估模型性能.结论 考虑验证的简洁有效性,k折交叉验证法在大样本量的情况下即可达到内部验证的佳效果,在小样本量情况下推荐使用0.632 Bootstrap进行验证.
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新型生物可吸收房间隔缺损封堵器的生物相容性研究
目的 评价自主研究的新型房间隔封堵器的生物相容性,为动物实验提供依据.方法 封堵器框架由生物可吸收聚左旋乳酸(poly-L-lactic acid,PLLA)单丝网编织成型.通过对PLLA单丝进行体外细胞毒性测试、体外溶血测试、全身急性毒性测试、肌肉植入实验,评价新型房间隔封堵器的生物相容性.结果 PLLA房间隔缺损封堵器无体外细胞毒性,体外溶血率0.9％,无急性全身毒性反应.通过分析样品植入肌肉1个月、3个月和6个月后组织病理,观察样品与组织之间的反应,未发现明显的组织损伤和组织增生.结论 生物可吸收PLLA房间隔封堵器的生物相容性良好,可进行下一步的动物实验研究.
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少年与中年脑电信号的多尺度符号序列熵分析
目的 脑电信号的生理分析对于评估大脑功能的活跃程度、生理状态具有重要意义,脑电图(electroencephalography,EEG)是临床检查脑部疾病的一种手段,而影响脑电图结果的因素很多,其中年龄是不容忽视的因素之一.本论文提出多尺度符号序列熵(multiscale sign series entropy,MSSE)用于分析不同年龄阶段的β波脑电信号,采用符号化的方法来处理时间序列可以去除一些细节的信息而保留感兴趣的部分.方法 首先依次对4组中年和少年的β波脑电数据从数据长度N、字长m和噪声等多个角度对其符号序列熵(sign series entropy,SSE)进行分析,验证了SSE能够正确区分中年和少年的β波脑电信号.接着基于SSE算法在多个尺度下对含噪声和去噪声的中年和少年的β波脑电信号进行分析.结果 随着尺度的增加,含噪声与去噪声β波脑电信号SSE的值也同步升高,并且少年的SSE均高于中年的SSE.结论 脑电信号的多尺度符号熵分析方法可以有效区分少年和中年β波脑电信号,并且在信号噪声的影响下也可对不同年龄段的β波脑电信号进行检测.
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基于事件相关电位P1的人脸视觉信息早期加工研究
目的 探索事件相关电位的P1成分能否反映人脸处理加工和非人脸物体处理加工的差异,为事件相关电位P1成分的研究提供新信息.方法 本研究确保低级视觉刺激相的同时,在两种不同刺激清晰度的条件下对受试进行汽车和人脸图像类别的二分类检测任务.基于事件相关电位P1成分结合行为学结果,探索两种刺激类别在感知、决策的异同.结果 事件相关电位的结果表明,人脸和汽车刺激类别对应的P1成分幅值在不同刺激清晰度下均有统计差异,而在相同刺激类别下不同刺激清晰度的P1幅值均无统计差异.结论 事件相关电位和行为学结果均表明,人脸的处理加工机制和非人脸物体的处理加工机制不相同,且这种差异在P1成分已有体现.
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腹腔镜模拟手术三维纠偏系统的研究
目的 基于腹腔镜模拟手术训练缺乏有效的训练系统的问题,本文采用双目视觉系统设计了一种腹腔镜模拟手术三维纠偏系统,以达到将原设定切割路径呈现在程序界面,同时实时显示手术刀尖端切割路径,并实现纠正切割路径.方法 在Visual Studi0 2010软件平台上对Micron Tracker进行二次开发,调用Micron Tracker函数库进行Marker点的识别,采用拉格朗日拟合算法拟合出原定路径,通过逐一调用器械尖端坐标画出器械尖端走过的轨迹.结果 使用纠偏系统的A组志愿者和不使用纠偏系统的B组志愿者之间的偏移量比较得出:A组的25次实验整体X轴和Y轴正负平均偏移量均小于B组的偏移量;A、B两组第1次和第5次实验相比,正负平均偏移量均显著减少(P＜0.05),且随着受试者操作次数的增加偏移量呈减小的趋势;对A、B两组的正负偏移量进行方差分析,可得因素(纠偏系统)对实验指标(偏移量)有显著影响(F＞F-crit).结论 本研究设计的纠偏系统能有效减少培训者在培训过程中的偏移量及培训时间,提高培训效率.
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血流变仪的常见故障维修
由赛科西德公司生产的SA6000全自动血流变设备采用了先进的锥板技术、数字化采样、反冲洗技术,通过测量血液的切变率来反映人体血液黏稠情况.本文对设备的维修情况进行了汇总,以供同行交流.1 常见故障维修实例故障现象及分析一:设备切变池的抽液孔阻塞.原因是血标本与枸橼酸钠抗凝剂的混合不匀或剂量不够,造成测试的血液标本中有小凝块,进行反冲清洗程序时造成堵孔.
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医学影像成像原理课程信息化教学的实践研究
目的 基于信息化教学模式,改造以“教师、课堂、书本”为特征的传统教学模式,以培养学生能力为目标,提高学生的学习主动性.方法 将医学影像成像原理课程的信息化教学资源发布到网络教学平台中,有效地组织并实施教学.对信息化网络教学平台使用前后两届学生的学习情况进行对比,分析使用课程信息化网络教学平台后的教学效果和学习过程的操作可行性.结果 通过分析发现,学生的学习成绩有明显提高,同时培养了学生的自学能力、知识运用能力以及在讨论过程中对信息的检索能力和科学研究能力等.结论 在有效的教学组织下,信息化教学模式是一种很好的教学手段.
| 年 | 期数 |
| 2019 | 01 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2017 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2016 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2015 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2014 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2013 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2012 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2011 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2010 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2009 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2008 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2006 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 |
| 2003 | 01 02 03 04 |
| 2002 | 01 02 03 04 |
| 2001 | 01 02 03 04 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 01 02 03 04 |
