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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可穿戴式跌倒防护装置充气机构的设计与研究
目的 跌倒对老年人身心健康有着巨大威胁.针对现存跌倒防护装置结构复杂且充气方式不安全等问题,设计一套基于检测跌倒能自动充气的机械装置,以帮助老人在意外跌倒时能够通过气囊充气防护免受伤害.方法 该保护装置由压缩二氧化碳气瓶、充气机构和保护气囊3部分组成,首先防护模块以CO2为充气源,传动机构采用大功率舵机带动同轴的凸轮旋转,随着凸轮旋转刺针直线运动刺破气瓶;然后采用拉伸机对刺针刺破钢瓶力度进行测试,进而通过大刺穿力和凸轮推程选定合适扭矩舵机;后利用气体动力学等熵流公式预测气囊充气时间.结果 对身高在163～174 cm的学生进行测试,模仿老人步态分别进行向前、向后和侧面跌倒实验,测得3种方式跌倒的时间分别为(865±41.49)ms、(788±53.56)ms和(852±65.37)ms;同时通过模拟气囊充气过程,获得气囊充气时间为(441±29.6)ms.将实验获得的跌倒时间和气囊充气时间进行对比可知,在老人跌倒过程中有较为充裕的时间为气囊充气,验证了利用压缩二氧化碳对气囊充气实现跌倒保护的可行性.结论 本跌倒防护装置在跌倒检测的基础上,能够实现跌倒防护、减少跌倒带来的伤害,且装置具有结构简单、可靠性高、价格低廉等优点,适宜于推广应用.
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新型运动心电图检测系统及初步临床应用
目的 为了更加全面地诊断心肌是否存在潜在的缺血,评估心肺功能和诊断相关疾病,本文研制了一款新型运动心电检测系统,并初步验证其临床应用的可靠性.方法 该系统在传统运动心电系统的基础上,引入呼吸力学监测、二氧化碳监测以及氧浓度监测,并采用新型QRS波起点和终点检测算法和自适应滤波等避免血压值和心电参数受到运动的干扰.后进行了标准符合性测试和临床试验对该新型运动心电系统进行了测试和验证.结果 标准符合性测试表明该运动心电系统共模抑制比、输入噪声等关键技术指标满足标准要求;临床运动试验得到的HR、ST、ST/HR、SP/DP参数值和医生手动测量参数值偏差的标准差分别是0.798次/min、0.0088 mV、0.071μV/(次/min)、1.135/0.919 mmHg(1mmHg=133.322 Pa).结论 该系统稳定可靠,且ECG、血压等参数计算准确,为心肺功能评估提供了可靠的参考,具有较高的临床应用价值.
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基于时空曲率正则化的细胞图像序列去噪
目的 显微细胞成像系统获取的图像序列由于光照、电磁干扰等因素的影响,不可避免地存在一定程度的噪声,消除噪声得到清晰的细胞图像是后续细胞形态特征提取和分析的首要步骤.本文引入细胞图像序列的时域信息来构建时空曲率正则化约束,以实现细胞图像序列的去噪处理.方法首先,利用细胞图像序列的空域和时域相关性,构建基于时空曲率正则化的图像序列去噪模型;然后,通过增广拉格朗日乘子法实现模型的优化求解;后,分别通过对叠加有不同高斯白噪声水平的纤维母细胞和多能干细胞图像序列进行去噪实验,以验证去噪效果.结果与总变分去噪法、三维阈值剪切去噪法和空间曲率正则化去噪法相比较,基于时空曲率正则化的细胞图像序列去噪方法应用于2组细胞图像序列去噪的视觉效果,及峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似度(structural similarity,SSIM)都优于其他3种方法.结论与其他3种去噪方法相比,此方法更加充分利用了细胞图像序列的时域信息,去噪后能有效地维持图像对比度,振铃效应不明显,对高斯噪声具有更好的适应性和稳定性,可应用于细胞形态变化检测的前期处理阶段.
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射频消融肾交感神经的体外实验研究
目的 射频消融肾交感神经治疗顽固性高血压在临床上取得一定的疗效,它是通过插入肾动脉的射频导管释放能量,选择性毁坏外膜上的肾交感神经纤维,降低其活性以达到降压的目的,但是射频能量在消融交感神经的穿透能力受消融条件影响.本实验采用体外肝脏中的血管模仿肾动脉,探究不同消融条件下温度场的变化情况.方法 实验中使用含有血管的体外牛肝21个(分解块),采用水流模拟血管中的血液流动,进行射频消融.采集血管壁外周距离消融点上方8～10 mm处组织中的温度以及下游水流中心区的温度,研究该条件下射频消融对组织和血管下游的影响.同时通过改变消融时间以及水流速度,研究不同情况下的消融结果.结果 (1)当消融点与水流中心测温点的距离增加,水流中心消融前后温度ΔT值就会降低.在距离7 cm的情况下,水流温度只上升了1.11℃,说明射频能量对血流下游温度的影响是有限的.(2)随着消融时间由8 min逐渐增加到10 min,水流温度ΔT值与消融点上方组织温度ΔT值均增加.(3)水流速度由0.28 m/s增加到0.365 m/s,则水流温度的ΔT值与消融点上方组织温度ΔT值均下降.(4)射频消融所造成的温度变化,消融点上方组织平均升高3.97℃,水流中心点平均升高2.17℃.结论在10 min内对血管内壁进行消融,消融点外周上方组织和下游水流的温度上升,大不超过6℃,对血液流动影响有限,基本验证了血管内射频消融术治疗的可行性.
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基于功能连接的屈光参差性弱视视觉网络损伤研究
目的 基于功能连接算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据,通过对比弱视患者脑部自发活动的视觉网络功能连接异常,揭示其视觉损伤机制.方法 在闭眼静息条件下采集21名弱视成年人和21名正常对照组的fMRI数据,进行去噪、校正等预处理后,计算初级视觉网络、高级视觉网络和视觉空间网络3个典型的视觉网络内和网络间的功能连接系数,并采用双样本t检验进行统计分析.结果 屈光参差性弱视与正常对照组在初级视觉网络中差异无统计学意义,在高级视觉网络和视觉空间网络中差异具有统计学意义,并且它们网络之间的功能连接差异也无统计学意义.结论 基于功能连接的静息态功能磁共振分析是有效的非侵入式脑区功能性连接异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视不同视觉网络的自发脑部活动脑区异常表现,对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发.
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球囊扩张式支架扩张过程的数值模拟
目的 求解支架扩张过程中的应力、形变分布云图,以及压强-直径变化曲线,获取球囊扩张式支架整体性能数据.方法 使用"体积控制"球囊-支架模型,运用有限元分析软件ANYSY进行数值模拟,并与实验数据进行比较.结果 支架-球囊模型可以很好地模拟支架扩张全过程;当球囊膨胀至大直径,支架模型的主体结构与加强筋连接位置会发生塑性形变,而大应力也分布在连接位置.结论 通过有限元分析可以对支架性能进行优化.
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基于多特征融合的中文电子病历命名实体识别
目的 针对某三级甲等医院电子病历中的非结构化部分(诊断和病情),建立多特征融合的条件随机场模型,自动化识别用自然语言描述的电子病历(electronic medical records,EMR)中的疾病和症状,从而实现电子病历信息的结构化存储,以利于电子病历的信息挖掘和统计分析.方法 将手动标注的语料库分为训练集和测试集,借助NLPIR工具分割文本,选择CRF++工具进行实验.针对中文电子病历的数据特点,先选取基本特征和相应的特征模板,通过不同上下文窗口的对比实验确定其大小;再分别添加引导词特征和构词结构特征,对比两种高级特征对实验结果的影响.结果 仅选取基本特征,上下文窗口为7时,识别效果好;添加高级特征后,终疾病实体F值为92.80％,症状实体F值为94.17％.结论 条件随机场模型融合多种有效的特征,可以很好地识别出电子病历中的疾病和症状实体.本研究对电子病历的命名实体识别有重要的意义.
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稳态视觉诱发电位频率响应特性研究
目的 稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)是大脑对周期性视觉刺激产生的响应,已广泛应用于基于脑电(electroencephalogram,EEG)的脑-机接口(brain-computer interface,BCI).SSVEP频率响应曲线通常是以发光二极管(light emitting diode,LED)作为视觉刺激器的方式获得的.近年来,计算机显示器广泛用于产生闪烁刺激,然而基于计算机显示器的SSVEP频率响应曲线少有研究.为此,本文研究了基于计算机显示器的SSVEP频率响应特性.方法 利用采样正弦编码方法在普通LCD显示器上产生了42个刺激频率(频率范围4～45 Hz),并收集了10位健康受试者的脑电数据,以研究SSVEP幅值/信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)与刺激频率的关系.结果 较强SSVEP响应出现在大脑枕区.SSVEP基频幅值的峰值出现在10 Hz处,且第二峰值出现在20 Hz处.SSVEP二次谐波幅值的峰值出现在6 Hz且在高刺激频率处幅值较小.低、中频段的SSVEP基频信噪比处于相当的水平.结论 本文的实验结果可以为基于计算机显示器的SSVEP-BCIs的频率选择提供依据.
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软组织厚度自动测量器械的设计与实验研究
目的 研究自动测量软组织厚度的关键技术,设计一种自动测量组织厚度的器械,通过实验验证其可行性及准确性.方法 设计测厚实验系统,采用直流减速编码器电机实现对测量结构的反馈和控制,按照结构内部的传动关系建立主从运动量间的关系式,即电机转轴转动圈数与器械前端所夹组织厚度的关系,从而实现测厚功能.根据实验组与对照组的结果分析测试实验系统的误差与分布情况.结果9组实验共产生27对厚度数据,其误差平均值为-0.07 mm,方差为0.03 mm2.按实验次数分组,其组内误差波动较小;按厚度值分组,其组内误差波动较大.结论 采用该器械测量厚度是可行的,但还存在一定误差;实验批次决定了器械测量的初始位置,对测量结果影响较大;不同厚度值对应器械前端不同的开口角度,对测量结果影响较小.
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左主干分叉病变严重程度的血流动力学功能性评价
目的 无保护左主干分叉病变的治疗方式选择很大程度上依赖于病变的严重程度.SYNTAX评分是基于冠脉造影图像对冠脉病变严重程度进行评价的方法,是一种完全解剖学的评价,缺少功能性的分析.本文以总灌注量作为判断病变严重程度的参考量,从血流动力学的角度对不同类型分叉病变严重程度做出评价.方法 采用患者三维模型(three-dimensional,3D)耦合个性化的集中参数模型(lumped parameter model,LPM,0D)对不同的分叉病变进行多尺度数值仿真计算,提取不同分支的流量、分叉区域的壁面切应力(wall shear stress,WSS)、壁面切应力振荡指数(oscillatory shear index,OSI)3个血流动力学参数,通过对比这些参数,从血流动力学的角度对不同类型分叉病变严重程度做出分析.结果 分支(回旋支)是否病变对总灌注量是有影响的,当分支存在病变时,总灌注量会降低,与SYNTAX评分中对分叉病变严重程度的分类是一致的.从恶化风险(WSS,OSI)来看,当左主干存在狭窄时,分叉区域平均WSS相对比较大,OSI并没有呈现出一定的规律.结论 分支存在狭窄的左主干分叉病变比分支不存在狭窄的病变总灌注量更小,心肌缺血程度更严重,狭窄进一步恶化并无明显差异.
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不同磁性纳米材料对血管内皮细胞作用的对比研究
目的 研究3种不同磁性纳米颗粒对体外培养的血管内皮细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和细胞间连接的影响,探讨二者之间的关联性.方法 将原代人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)随机分为对照组和不同磁性纳米颗粒暴露组.利用动态光散射(dynamic light scattering,DLS)对纳米颗粒的粒径和电势进行表征;采用细胞计数试剂盒(cell counting Kit-8,CCK-8)法测定细胞活性;通过二氯二氢荧光素-乙酰乙酸酯(2′,7′-dichlorofluorescin diacetate,DCFH-DA)荧光探针标记和流式细胞术检测细胞中ROS水平;利用普鲁士蓝染色和透射电镜方法观察内皮细胞对磁性纳米颗粒的摄取.对细胞表面血管内皮钙黏蛋白(vascular endothelial cadherin,VE-cadherin)进行免疫荧光标记,在激光共聚焦显微镜下观察细胞间连接,并通过Western blot检测VE-cadherin表达水平.结果 磁性纳米颗粒能诱导内皮细胞内ROS水平上升,降低VE-cadherin表达水平,细胞间缝隙增大.抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸处理可使ROS水平下降并减少细胞缝隙.由于组分、表面修饰、尺寸等因素不同,磁性纳米颗粒对内皮细胞活性、ROS水平及VE-cadherin产生不同程度的影响.结论 不同磁性纳米颗粒对内皮细胞活性氧和细胞间连接的影响不同;在实验所采用的低剂量暴露下可影响内皮细胞连接的完整性.
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闭合复位空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的生物力学分析
目的 通过闭合复位空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的生物力学分析,探讨影响空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的主要因素.方法 对2010年8月至2016年10月骨科收治的47例股骨颈骨折患者进行回顾性研究.所有股骨颈骨折患者均行闭合复位空心钉内固定治疗,对性别、年龄、手术时机、术前牵引、复位质量、术后完全负重时机、Garden分型、内固定是否取出等因素进行单因素和多因素分析.结果股骨颈骨折疗效的危险因素有:年龄、复位质量(P<0.05),其余指标均无统计学意义.结论 年龄、复位质量是影响股骨颈骨折临床疗效的主要因素,空心钉内固定的力学固定效应为骨折愈合打下良好的基础. 因此在临床股骨颈骨折的患者可根据患者的具体情况选择合适的治疗方案,以取得更好的治疗效果.
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基于微机电系统加速度传感器的上肢运动功能评价系统
目的 设计一种基于微机电系统(micro-electro-mechical system,MEMS)加速度传感器的上肢运动功能评价系统,通过平滑度和加速度均方根指标精确客观地评价脑卒中患者上肢运动的功能障碍.方法 本系统主要包括ATmega128单片机的通信模块,可进行上下位机的数据传输,保存数据;ADXL345加速度传感器的数据采集模块,实时采集患者的上肢运动加速度,本系统造价低、便于携带、测试高效.选择6例脑卒中上肢偏瘫康复患者(病患组)和4例上肢健康者(健康组)进行初步测试.健康组进行零负荷定向够物运动和梯度负荷够物运动重复测试;病患组和健康组进行零负荷定向够物运动对比测试.结果 零负荷定向够物运动重复测试:健康组被试者间的平滑度(P>0.05)和加速度均方根(P>0.05)差异无统计学意义;零负荷定向够物运动的对比测试:患者与健康人员的平滑度指标差异具有统计学意义(P<0.05),加速度均方根指标差异无统计学意义(P>0.05);梯度负荷够物运动重复测试:平滑度随着负荷的增加而增长,且经一元线性回归分析,平滑度与负荷线性关系显著(P<0.001).结论 基于MEMS加速度传感器的上肢运动功能评价系统可通过平滑度定量评价脑卒中患者的上肢运动能力,并进一步得到平滑度和负荷之间呈线性关系,为后续评价脑卒中上肢偏瘫患者的康复状况,提供了新的思路.
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东芝Aquilion系列CT常见故障和维修分析3例
X射线-CT 扫描机是利用X 射线进行计算机横断体层摄影的专门设备.随着科学技术的飞速发展.医疗技术水平的不断提高, CT 检查已经成为患者的常规检查之一. CT 机的正常使用直接关系到患者的就诊时间和效率.因此, 日常维护和迅速解决机器突发故障是保证CT 作效率的重要前提之一.以下总结了3 例常见故障的原因及其排除方法, 以供同行交流.
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基础-临床-工程融合的医学院校科研发展
随着医学和工程学的迅猛发展,基础-临床-工程间的交叉与融合将对现代医学的发展起到重要作用.首都医科大学将科研合作、学科融合、基金扶持等方面作为切入点,针对基础教师和临床医生的交流建立了长效机制,对学校的教学、科研以及人才培养等方面起到了至关重要的作用,全面推进了学校的科研发展.
| 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 |
