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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数字PCR中微滴生成尺寸与频率的数值模拟
目的 微滴合成是数字PCR中的关键技术,但其中两相流速与生成微滴大小和频率的关系尚不明确.本文采用VOF模型研究数字PCR系统中生成微滴的尺寸、频率与两相流速的关系.方法 将氟化油作为连续相,反应液(水)作为离散相,通过求解整体的动量方程和各自相的体积分数连续方程来实现相与相间的界面追踪,模拟出微通道内两相的流动情况,对不同两相流速下微通道内微滴生成的尺寸和频率进行研究.结果 在不同的流速条件下,微通道内会出现弹状流、滴状流和管状流3种流型.并且,对于弹状流和滴状流,随着连续相流速的增加,微液滴的生成尺寸减小,生成频率增加;而随着离散相流速的增加,微液滴的生成尺寸和频率都会增加.结论 在滴状流状态下,当连续相流速为0.048~0.064m/s,并且离散相流速为0.016~0.032m/s时,可高效生成数字PCR微滴.
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组学大数据环境下的基因变异信息并行处理与分析
随着第二代测序技术的发展与应用,其产生的测序数据也呈现快速的增长趋势,如何有效、快速、稳定地对海量测序数据进行分析成为生物研究领域迫切的需求.目前许多传统的测序数据分析软件仅支持单一功能,并不具备完整的数据分析能力,应对海量的测序数据时其处理能力也显著不足.为了应对上述问题,本文设计了一款基于Hadoop框架的测序数据分析软件,整合了现今生物研究领域内常用的多款序列分析软件,从而实现了对测序序列数据的自动化分析.该软件输入原始的测序数据后,经过碱基质量控制、序列比对、SNP位点信息提取、突变基因信息生成等几个过程,终输出详细的突变基因信息报告.该软件实现了自动化的数据分析,提高了数据分析的效率,极大减轻了数据分析人员的工作量.
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基于Bandlet的压缩感知算法及其在智能乳腺全容积超声系统中的应用
目的 在智能乳腺全容积超声系统中需扫描很多个切面同时进行成像和保存,数据量庞大.为此,本文提出基于Bandlet变换的压缩感知方法并应用于该系统,以降低存储和传输的数据量.方法 首先利用超声图像的Bandlet变换域能够根据图像的"几何正则性"来自适应改变得到稀疏表示的特点,将所得图像进行Bandlet变换.然后选择与Bandlet基矩阵不相干的随机测量来降低图像压缩的数据量,之后利用匹配追踪算法由压缩数据重建超声图像.后以智能乳腺全容积超声系统的图像数据为例进行压缩效率和重建有效性的验证.结果 压缩后的数据大小为原数据的30%,降低了传输和存储的数据量,同时可得到高质量的重建图像.结论 基于Bandlet的压缩感知算法可降低智能乳腺全容积超声系统图像的传输带宽和数据量,并保证了图像重建的质量,适用于智能乳腺全容积超声系统.
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术中透视图像质量对双平面定位算法精度的影响
目的 术中透视图像作为计算机辅助骨科手术(computer assisted orthopedic surgery,CAOS)系统重要的源头数据,其质量水平对系统定位精度有显著影响.本文定量研究四种典型图像质量参数对双平面定位算法精度的影响.方法 使用带有钢珠的标尺作为实验对象,用高精度数字放射平板采集高质量基准图像,通过定量化的人为干预来降低图像质量.使用降低质量后的透视图像作为算法输入,通过双平面定位算法得到靶点位置坐标,与测量得到的真值进行比较,得到定位误差数据.然后使用蒙特卡洛方法分析图像随机误差对定位算法精度的影响.结果 相关性分析发现图像分辨率和图像畸变与定位误差有显著相关性,对比度和信噪比对定位误差影响不显著.蒙特卡洛分析发现,[-10,10]像素的随机图像误差,可导致(11.65±9.06) mm的定位误差.结论 术中透视图像质量会显著影响空间定位精度,其中分辨率和图像畸变对定位误差有显著影响,对比度和信噪比影响相对较小.因此在保障手术精度的前提下制定合理的术中透视图像质量标准,对于提高CAOS系统定位精度有重要意义.
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基于心电信号的睡眠阶段的辨识
本研究以睡眠中的心电图信号为基础,计算出心率变异性的时域和频域参数,根据自律神经系统的变化与心率变异性的关联性,对睡眠的不同阶段进行辨识,从而实现睡眠质量监测的居家化.睡眠质量辨别算法以监督式倒传递类神经网络为核心,通过SDNN、RMSSD、SDSD、NN50、pNN50、HF-norm、VLF百分比、5min TP等8个特征值,进行睡眠的5个阶段的辨别.实验通过686组数据测试发现,隐藏层神经元数目为30,性能目标为40,为佳参数设定,其中对睡眠中Stage1 阶段的识别率可达 93.33%.
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基于中医腕踝针的穿戴式全息镇痛治疗系统
目的 研制一套可穿戴式、治疗参数连续可调的全息镇痛治疗系统,帮助患者更方便快捷地缓解和治疗疼痛.方法 以中医腕踝针疗法和经皮神经电刺激为理论基础,通过低频电脉冲作用于人体腕踝部的不同分区,治疗对应组织脏器的疼痛.根据Boost拓扑电路原理及闭环控制算法,采用全贴片元件,实现可穿戴、高精度治疗脉冲输出,开发Android App用于疼痛治疗、疼痛评估及管理,并对系统进行电压幅值测试和镇痛效果测试.结果 该镇痛治疗系统包括穿戴端、Android App端及云存储端三部分,Android App控制穿戴端的脉冲输出,云存储端记录治疗信息,增加了系统的交互性、实用性和可追溯性.经过系统初步测试,治疗脉冲电压在0~100V,脉冲频率在0.5~200Hz内连续可调;在志愿者身上测试具有良好的缓解疼痛效果.结论 实现了可穿戴式、治疗参数连续可调的全息镇痛治疗系统.
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基于改进的模糊C-均值聚类算法及支持向量机的眼底图像中硬性渗出检测方法
目的 提出一种基于改进的模糊C-均值(improved fuzzy C-means,IFCM)聚类算法及支持向量机(support vector machine,SVM)的检测算法,以实现对眼底图像中硬性渗出的自动识别.方法 首先利用改进的FCM算法对由江苏省中医院眼科提供的120幅彩色眼底图像进行粗分割以获取硬性渗出候选区域;其次,利用Logistic回归对候选区域提取出的特征进行选择,并利用候选区域的优化特征集及相应判定结果建立SVM分类器,实现眼底图像中硬性渗出的自动检测;后利用该方法对65幅眼底图像进行硬性渗出自动检测.结果 硬性渗出自动检测得到的病灶区域水平灵敏度96.47%,阳性预测值90.13%;图像水平灵敏度100%,特异性95.00%,准确率98.46%;平均一幅图像处理时间4.56 s.结论 利用改进的FCM算法与识别率较高的SVM分类器相结合的方法能够高效自动地识别出眼底图像中的硬性渗出.
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基于德尔菲法的区域卫生信息管理平台指标体系构建
目的 构建适合区域卫生信息管理平台的指标体系,为卫生行政管理提供有效、经济和便捷的信息化服务.方法 采用德尔菲法筛选指标.首先,以电子邮件的方式将问卷发给专家,由专家评分;其次,回收专家评分表进行数据统计分析,根据指标筛选规则来剔除不符合要求的指标;后,经过2~3轮德尔菲法咨询后形成指标体系.结果 经过两轮德尔菲咨询后,专家意见基本一致,两轮专家问卷回收率及有效率均为100%,专家权威系数0.721,专家的权威性较高.按照专家意见,在第一轮咨询后删除16个三级指标,第二轮专家咨询后删除15个三级指标,后形成包含4个一级指标、13个二级指标、98个三级指标的指标体系.结论 应用德尔菲法建立指标体系,具有一定的科学性和权威性,可以为后续平台开发提供依据,进而为卫生行政管理部门提供便捷的信息化服务.
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433MHz微波消融天线的设计与实验研究
目的 针对915MHz和2450MHz微波在肝脏消融中穿透深度低及消融范围受限的问题,提出使用433MHz微波用于恶性肝肿瘤的消融治疗,通过探索性研究和设计433MHz频率的微波消融天线,探讨433MHz微波消融系统对肝组织的消融效果.方法 采用缝隙长度分别为18mm、15mm和15mm,缝隙间距为10mm的尺寸设计天线.实时采集消融区域中4个不同旁开距离点的温度,并通过分析有效消融区域的横纵径数据,对所设计的微波天线进行有效评估.结果 433MHz微波消融天线能形成类葫芦形的消融区域,不仅能有效扩大消融体积,而且能缩短大横径形成的时间.结论 433MHz微波消融天线有望应用于恶性肝肿瘤的微波热疗,为研究新频率段的适形微波消融方法提供重要参考.
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基于安卓和蓝牙通信的智能生理监护仪的设计
目的 为满足生理监测设备多功能、便携式、网络化的发展需求,本文将生理监测技术和无线通信技术相结合,设计了一款便携式的智能生理监护仪,将多种生理参数的检测通过蓝牙传输到手机,使被监测者行动不受拘束,实时、可移动地获取和传输人体生理参数,满足家庭监护和远程医疗的需求.方法 该监测仪主要由MSP430f6638作为主控芯片,包括脉搏波采集电路与心电信号采集电路,单片机分时采集两路信号,进行中值滤波与均值滤波后将信号通过串口通信传输给蓝牙模块,通过蓝牙模块与手机自带的蓝牙进行通信.结果 该监护仪包含少量外围电路,只需连接3个心电极与1个血氧探头,加之简单的手机应用操作.通过蓝牙传输,可以通过手机实时显示心率、血氧饱和度、血压等生理参数.结论 该生理监护仪结构简单,经济实惠,操作方便,实时监测,提供了一个便携、高效、实时的家居化健康服务平台.
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喷砂预处理钛合金表面类金刚石薄膜的制备及性能研究
目的 利用等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)技术,在不同粗糙度医用钛合金表面制备类金刚石薄膜(diamond-like carbon film,DLC),并对类金刚石薄膜的膜-基结合力、电化学腐蚀行为及生物学行为进行研究,探索基底材料喷砂预处理对于表面制备的类金刚石薄膜是否是一种有效改性方法.方法 通过不同粒度的Al2O3在一定条件下喷砂钛合金表面,制备出不同粗糙度表面的钛合金片,采用PECVD技术在其表面制备类金刚石薄膜.通过扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪、表面性能测试仪和电化学方法检测各组样品的物理化学性能表征;利用MTT比色法、荧光染色法进行薄膜表面生物学行为的评价.结果 将DLC沉积在喷砂预处理的钛合金表面,可以明显增强类金刚石的膜-基结合力,高达到45N;耐腐蚀性研究中,表面沉积DLC的钛合金实验组腐蚀电位均正向大于未沉积DLC的钛合金组(P<0.05);生物学行为研究中,在60# Al2O3喷砂处理钛合金表面沉积DLC的S60实验组细胞增殖状况佳,明显大于未喷砂S0组(P<0.05).结论 将钛合金基底喷砂预处理后沉积DLC,可以提高类金刚石薄膜的膜-基结合力、耐腐蚀性及生物相容性,是一种有效的医用钛合金表面改性方法,具有潜在的临床应用价值.
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正常犬的左室短轴应变特点及旋转参数分析
目的 探讨二维斑点追踪技术评价正常犬左室短轴应变的可行性及短轴应变参数与左室收缩功能的关系.方法 正常成年犬27只,二维斑点追踪显像技术测量左心室径向应变(radial strain,RS)、圆周应变(circumferential strain,CS)和旋转(rotation,Rot)角度等参数,Simpson法测量左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF),并分析以上应变参数与Simpson法所测LVEF的相关性.结果 左室收缩期RS峰值为正值,中间段大,心尖段小,基底段居中;CS峰值为负值,从基底段至心尖段绝对值逐渐增大;Rot绝对值心尖段大,基底段次之,中间段小(P<0.05);收缩期内膜下心肌RS、CS、Rot均显著高于外膜下心肌(P<0.05).左室短轴径向、圆周整体应变及旋转参数与Simpson法所测LVEF相关(r值分别为0.72、0.87、0.80,P<0.05).结论 二维斑点追踪技术可准确测量正常犬左室短轴应变,左室短轴径向、圆周整体应变和旋转参数是反映左室整体收缩功能的有效指标.
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髓内固定的小鼠胫骨开放骨折模型与股骨闭合骨折模型的比较研究
目的 探讨小鼠骨折模型的建立难点、术式特点,分析模型建立后不同时相的骨折愈合特点,确定更具优势的小鼠骨折模型.方法 以C57BL/6野生型小鼠为平台建立胫骨开放横形骨折髓内固定模型及股骨闭合横形骨折髓内固定模型.术后连续观察并在术后第4、7、10、14、21、28、35天收取骨折部位标本,采用X线、micro-CT、组织形态计量学等方法对上述骨折模型进行比较分析,并连续观察小鼠活动能力.结果 开放性胫骨骨干横形骨折模型单批建立成功率为94.2%,无新发现骨折,无固定针移位现象.闭合性股骨骨干横形骨折模型单批建立成功率为80.0%,17.9%的小鼠发现粉碎性骨折或手术区域外骨折,14.3%出现固定针向近端移位现象.胫骨骨折组小鼠骨性骨痂体积百分比及骨连接密度在术后第10、14、21及28天均显著高于股骨骨折组小鼠(P<0.05).术后第7天,胫骨骨折组小鼠软骨骨痂面积百分比显著高于股骨骨折组小鼠;术后第10、14、21、28天,胫骨骨折组小鼠骨性骨痂面积百分比显著高于股骨骨折组小鼠(P<0.05).胫骨骨折组小鼠和股骨骨折组小鼠的软骨骨痂面积百分比分别在术后第7天和第10天到达峰值.术后胫骨骨折组小鼠活动能力的恢复快于股骨骨折组小鼠.结论 小鼠开放性胫骨骨干横形骨折髓内针固定模型是较为理想的小鼠骨折模型.
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基于自适应标记分水岭算法的肝脏CT图像自动分割
目的 为减少人工交互提出了基于自适应标记分水岭的CT系列图像肝脏区域自动分割算法.方法 首先对图像进行形态学重构运算以平滑图像,然后计算多尺度形态学梯度,同时提出利用梯度图像非零的局部极小值点的均值进行自适应标记提取,以避免分水岭的过分割和欠分割,再结合肝脏为大的实质性脏器和相邻图像的相似性实现CT系列图像的肝区自动分割.结果 该算法能自动、快速地提取CT系列图像中的肝脏区域.结论 分水岭算法能准确定位区域的边缘,通过选择合适的阈值对梯度图像进行标记以抑制分水岭的过分割,实现医学图像中感兴趣区域的自动分割.
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肺部图像配准关键技术及研究现状
图像配准是医学图像处理和分析的重要研究内容,其中对肺部的图像配准是医学图像非刚性配准的重要实例应用.因肺在呼吸运动或手术过程中会发生巨大形变,所以肺部图像配准充满着挑战,是图像配准领域内一个活跃的研究课题,具有广阔的应用前景.本文介绍了肺部图像配准的流程,并将其五个关键技术:形变模型、相似度度量、正则化方法、优化策略和评价方法进行了分析和总结.通过对研究现状及关键技术的回顾,提出了肺部图像配准目前面临的困境和未来的研究方向.
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FSL在DTI大脑图像分析中的应用现状
随着弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术在大脑结构方面应用研究的增多,与之相关的数据分析软件也在增多,其中FMRIB Software Library(FSL)在示踪时使用的是基于概率性示踪的算法,在进行交叉纤维示踪和灰质连接上有很大优势.本文主要根据数据分析方式的不同对FSL包含的两个子工具(tract-based spatial statistics,TBSS和FMRIB's diffusion toolbox,FDT)在DTI大脑图像分析方面的应用现状进行分类介绍,主要涉及老年抑郁症、精神分裂症以及认知功能等领域.本文首先简要介绍DTI原理,然后根据数据分析方式的不同,在TBSS部分分为全脑分析和感兴趣区域(region of interest,ROI)分析两方面,在FDT部分分为全脑示踪、ROI互连分析、基于连通度的分类三方面进行介绍,后对FSL的局限性以及发展状况进行总结.
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三维细胞培养中支架的研究现状
细胞培养技术是生物技术中核心、基础的技术,目前常用的二维细胞培养方法,例如,多孔板、烧瓶和培养皿等存在诸多不足和限制,三维细胞培养能够改善细胞局部微环境、促进细胞与细胞、细胞与基质之间的交流,模拟体内生理环境,从而增强细胞功能,在新药研发、肿瘤研究等领域具有广泛应用前景.支架是实现三维细胞培养常用的手段之一,相当于人工细胞外基质,能够模拟体内组织复杂的三维结构及其主要特征.本文从基于支架的培养体系和无支架的培养体系两方面讨论了三维细胞培养方法,尤其详细介绍了各种支架.
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CANON CR-1免散瞳眼底相机的1例故障分析及处理
眼底检查常用设备有直接眼底镜、间接眼底镜、血管造影、眼底相机、光学相干断层扫描仪等.免散瞳眼底照相机是眼科临床及眼病筛查时常用的眼底客观检查方法之一,如出现故障,将影响临床诊疗.本文针对CANON CR-1使用中多次出现内外眼切换这一故障,给出详细分析及处理方法,并提出使用过程中应注意的事项及保养方法.1 故障现象 患者外眼位置调节好后,准备拍眼底图,按内外眼切换键无反应,不能进行内外眼切换.
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磁共振成像设备故障现象及维修
磁共振成像设备在医院应用广泛,将其使用中常见故障汇总如下,以供同行参考.1 常见故障及维修故障现象一:床位升到规定高度,床板难以进入扫描区域.当床板后退到零刻度位置时,床位不能下降.故障原因分析:床体升到位置后,没有按顺序进入扫描区域,说明床体无法明确定位,不能前进,所以故障发生在降位光耦传感器上.当床体到达零刻度却不能持续降低,说明床体没有完全回到零刻度,未触发床体位置信号.
| 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 |
