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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索控式中央驱动上肢康复机器人
目的 根据居家康复的要求与趋势,针对国内外上肢康复机器人体积庞大、传动链复杂以及驱动噪声大的缺点,设计了一款索控式中央驱动上肢康复机器人.方法 首先采用钢丝绳和同步带组成的传动系统进行动力传递,并采用中央驱动式设计,即将电机驱动设备统一安置于远离患者的底座上;然后通过Solidworks建立三维模型,并设计动力传递系统的总体方案;后通过Solidworks中的Motion模块对机器人肩关节屈曲/伸展运动、肩关节内收/外展运动、肘关节屈曲/伸展运动以及肩肘关节联动运动进行运动学仿真,验证所设计的上肢康复机器人机械臂结构的合理性及设定轨迹的可行性.结果 肩关节、肘关节以及腕关节运动学仿真曲线证实了该上肢康复机器人能够平稳地完成规划的轨迹动作,从而验证了机械结构设计合理,方案可行.结论 索控式中央驱动上肢康复机器人具有动力传递系统轻便以及结构简单的优点,可以协助患者完成各种康复运动.
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一种改进的FastICA算法在胎儿心电提取中的应用
目的 为了改进传统FastICA算法对初始权值较敏感的问题,本文提出一种基于超松弛因子改进的FastICA算法来提取胎儿心电.方法 首先对DaISy数据库中的母体腹部混合信号进行中心化和白化处理,去除信号间的相关性;然后在牛顿迭代算法中引入超松弛因子对随机产生的初始权值进行处理,再用改进FastICA算法提取胎儿心电;后对胎儿心电信号的提取结果 通过可视化的波形和量化指标进行评估.结果实验结果显示该算法平均迭代次数由改进前的55次降到15次,信噪比也得到提高,并且改进后算法提取出来的胎儿心电几乎不掺杂母体心电.结论 基于超松弛因子改进的FastICA算法,在保持收敛速度的同时,放宽了对初始权值的要求,避免了收敛不平衡,减少了迭代次数,可以提取出比较清晰的胎儿心电.
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基于卷积递归神经网络的血压测量模型
目的 提出一种新型卷积递归神经网络血压模型(convolutional recurrent neural network-blood pressure,CRNN-BP),解决使用脉搏波波形进行血压测量模型中存在的特征点难以提取和鲁棒性较低的问题,提高血压模型普适性和精度.方法 该模型首先使用卷积网络层自动提取脉搏波的波形特征;其次使用递归网络层依据连续心动周期血压变化关系对波形特征进行校正;后使用全连接网络层预测出当前的血压值.结果 使用MIMIC数据集中人体真实生理信息对模型进行验证,收缩压和舒张压的平均绝对误差分别为2.71 mmHg和1.41 mmHg.模型精度相比于未使用递归网络层的模型CNN-BP和使用全部脉搏波波形点的传统血压回归模型更有优势,且符合AAMI和BHS标准.结论 CRNN-BP有效地提取了脉搏波的波形特征,并提升了模型的精度和鲁棒性.
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人脑静息态fMRI信号局部一致性的年龄效应研究
目的 研究正常老化情况下健康成年人的脑功能局部一致性(regional homogeneity,ReHo)的年龄差异,为正常老龄化评估提供新的特征参数.方法 选取国际脑图谱联合会的健康成年人静息态功能磁共振数据为研究对象,首先将被试分为老年组和年轻组,预处理数据后计算每个被试全脑灰质的ReHo值,然后将性别作为协变量,对两组标准化ReHo图像进行双样本t检验统计分析,比较老年组与年轻组局部一致性差异.结果 与年轻组相比,在海马、丘脑、颞上回、岛盖部额下回、枕中回、背外侧额上回、枕上回、中央后回脑区,老年组的ReHo值显著降低;在杏仁核、舌回以及前扣带和旁扣带脑回区域,老年组的ReHo值显著增加.结论 特定脑功能区的局部一致性在正常老龄化进程中变化显著,可作为老龄化评估的一个特征参数.
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腰椎双侧不同椎弓根螺钉固定的生物力学实验研究
目的 研究腰椎在不同椎弓根螺钉内固定组合形式下椎体的生物力学特性,为临床腰椎的椎弓根螺钉固定手术选择椎弓根螺钉提供依据.方法 首先采用新鲜猪腰椎多节段椎骨标本15例,剔除椎体周围肌肉及软组织等,保持椎间盘、韧带、小关节及椎骨完整.将测试样本分为3组:5例采用万向螺钉坚强固定(A组),5例采用单向螺钉+万向螺钉混合固定(B组),5例采用单向螺钉微动固定(C组).然后利用万能试验机,施于3 N·m、4 N·m、5 N·m和6 N·m的力偶矩,测量各组标本在4组扭矩下做前屈(flexion,FL)、后伸(posterior extension,EX)、左侧弯(left side bend,LB)和右侧弯(right side bend,RB)时椎体各节段及整体的关节活动度(range of motion,ROM).结果 在4种工况下,万向螺钉坚强固定下腰椎关节活动度小,单向螺钉微动固定的关节活动度大;单向螺钉微动固定腰椎在前屈、后伸、左侧弯和右侧弯工况下关节活动度分别为万向螺钉坚强固定的139％、112％、135.4％和143.3％;其中坚强固定、微动固定与混合固定的前后弯曲性能无显著性差异.结论 椎弓根螺钉内固定组合形式对椎体活动度稳定性和灵活性有影响,万向螺钉坚强固定侧重于要求稳定性强的患者,单向螺钉微动固定能提高左右侧弯的灵活性,可为临床选择合理的手术方案提供理论参考.
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基于局部相关性的磁共振相位对比成像和计算流体力学的对比方法
目的 磁共振相位对比成像方法 (phase contrast magnetic resonance imaging,PC MRI)和计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)作为研究血管内流场的两种重要方法,它们之间的对比具有重要的意义.前人的研究多聚焦于两种方法所得的速度矢量大小的相对比较,而缺乏对二者结果 中速度矢量的分布规律的比较.本文提出了一种基于局部相关性的对比方法,以实现定量比较PC MRI和CFD方法结果中速度矢量大小的分布规律.方法通过PC MRI扫描9名健康志愿者左右颈内动脉血管,并进行个性化的CFD计算,分别用这两种方法得到的速度数据重建颈内动脉虹吸弯处的血流速度矢量场.引入速度大小的局部相关性参数,计算出两种方法结果的相对误差和局部相关性来比较两种方法速度矢量大小和速度分布规律,以实现定量比较.结果相对误差在靠近血管壁和虹吸弯部较大,在靠近血管中心处较小;局部相关性和相对误差的分布大体相反,但在某些流速较小、相对误差较大的位置,相关性并不低.结论 基于局部相关性的对比方法,可以定量比较PC MRI和CFD结果中的速度分布,反映速度分布的相似性或差异,可作为PC MRI和CFD对比研究中的一项重要指标.
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SACNet:一种癌症网络合成与分析系统
目的 针对目前癌症的疾病网络构造的片面性和不精确性,提出一个基于集成多种数据源的癌症网络构造分析辅助工具系统.方法 基于KEGG数据库的癌症生物通路和DisGeNET数据库的基因疾病关系等数据源,利用生物通路差异分析方法结合癌症基因表达数据获取差异通路集合,集成网络可视化工具生成癌症网络,结合网络聚类分析方法给出聚类分析结果 ,并对聚类分析结果进行基因功能聚类,分析癌症聚类子网络在癌症中的生物学功能.结果该工具系统生成的癌症网络以及聚类得到的网络分析结果能较准确反映出癌症和致病基因之间的联系.结论 该系统界面友好,人机交互性好,可以有效辅助科研人员工作,对探寻癌症内部致病机制具有价值和意义.
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基于核函数极限学习机和小波包变换的EEG分类方法
目的 为实现运动功能障碍患者的运动意愿,基于脑-机接口(brain-computer interface,BCI)的康复训练技术是近年来的研究热点.脑-机接口的关键技术是快速准确地识别出与运动想象相关的脑电模式.针对脑电信号非平稳及个性化差异等特点,利用小波包理论和核函数极限学习机(extreme learning machine,ELM)方法 ,提出一种自适应的特征分类方法来提高脑电信号的分类识别率.方法由于小波包存在着频带交错的现象,所以首先利用距离准则将自适应提取的优小波包的平均能量作为特征向量,并采用核函数ELM方法进行分类.后利用BCI竞赛数据进行了脑电信号特征分类的仿真研究,并对不同算法的分类识别率进行仿真分析.结果 自适应特征分类方法对用于实验的脑电数据的平均分类识别率达到97.6％,对比ELM、神经网络(back propagation,BP)和支持向量机(support vector machine,SVM)分类方法,核函数ELM方法在分类时间和识别精度上效果佳.结论 本文提出的脑电信号分类方法取得了较高的分类识别率,适用于脑电信号的分类应用.
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压力抗血栓装置气泵性能测试系统设计
目的 针对压力抗血栓装置中气泵流量压力性能检测需求,设计开发了一种气泵性能测试系统.方法 该测试系统主要由气动回路系统和测试控制系统两部分组成.系统基于人机交互测试模块,以PC机为系统控制和测试核心,利用传感器实时检测气泵的压力和流量信号,通过数据采集卡将获得的压力和流量信号传送给PC机;基于LabVIEW开发环境编写测试系统软件,完成流量-压力曲线的绘制和显示,并结合数据分析判断气泵的性能是否正常;后对SC3601PM型气泵进行性能测试,验证系统的可行性.结果 实验所得的流量-压力拟合曲线与标准曲线的相关系数R均为0.9996,拟合曲线与标准曲线的大绝对误差均在大允许误差范围内.结论 该测试系统可以较好完成气泵的流量压力性能的测试,并且该测试系统操作简便、精确度高且智能化,使气泵能更准确地应用于压力抗血栓装置中,推广和应用前景良好.
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左前降支冠状动脉瘤搭桥手术血流动力学研究
目的 采用计算流体力学方法 ,研究大隐静脉(saphenous vein graft,SVG)与左乳内动脉(left internal mammary artery,LIMA)分别作为移植管搭桥手术旷置与结扎冠脉瘤(coronary artery aneurysm,CAA)时移植管的血流动力学,并以此为根据探讨冠脉瘤搭桥手术移植管的选择与冠脉瘤的结扎与否,为临床手术提供可靠帮助.方法首先分别构建SVG和LIMA搭桥旷置冠脉瘤手术模型、SVG和LIMA搭桥结扎冠脉瘤手术三维模型(three-dimensional model,3D Model)4个模型.然后在建立集中参数模型(lumped parameter model,LPM,zero-dimensional,0D)的基础上,采用几何多尺度方法,将0D集中参数模型与3D冠脉模型耦合计算.研究SVG和LIMA为移植管时流量、壁面切应力(wall shear stress,WSS)、振荡剪切指数(oscillatory shear index,OSI)血流动力学参数.结果 不同手术术式左前降支总流量基本相同,约为82 mL/min.OSI:模型1为0.014044、模型2为0.283494、模型3为0.013035、模型4为0.023263.一个周期内平均WSS:模型1为0.4745 Pa、模型2为0.8600 Pa、模型3为0.4424 Pa、模型4为1.699 Pa.结论 当采用SVG桥时,冠脉瘤旷置与结扎两种方式都有较好的手术效果;当采用LIMA桥时,结扎冠脉瘤有较好的手术效果.旷置冠脉瘤移植管会因高OSI与竞争流较高、桥流量不足导致较不利的血流动力学环境,从而影响手术预期效果.
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虚拟心脏仿真研究进展及其在临床中的应用
虚拟心脏就是利用计算机来模拟心脏的生理结构及功能,对心血管疾病的研究有重要意义.目前在心脏的各种仿真研究中,不同学科的研究小组所用的计算机模型相差较大,尚无统一的跨学科研究平台.本文从微观层次和宏观层次综述了虚拟心脏在功能性建模方面的研究进展,并对心脏疾病的模拟仿真以及虚拟心脏在临床上的应用进行了综述.后,简要地分析了虚拟心脏建模在临床应用中的优势,并对虚拟心脏发展方向进行了展望.虚拟心脏可以定量分析所有对心脏疾病诊断和治疗极为有价值的生理信息,从而系统地揭示心脏内部运行的机制,它是现代医学科学发展的重要方向.
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基于体表心电图的房颤自动识别算法综述
首先介绍了房颤的症状、发病率及危害,然后重点阐述了基于体表心电图的房颤时域、频域和非线性分析自动识别技术,后对文献报道的房颤识别算法辨别房颤的灵敏性、特异性、阳性预测率、准确率进行统计,并对各种方法的优缺点进行了比较.经过对比发现,利用多个R-R间期关联性的信息进行特征提取可以提高检测房颤的精度.此外,仅基于R-R间期的算法需较长的心电才能准确识别房颤,结合心房活动识别精度明显提高,当房性室性心动过速发生时,或者当心电节律快速改变时,此时信号更加适用于频域分析.非线性算法是对时域基于R-R间期算法的一种改进,能够进一步提高识别精度.
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经导管主动脉瓣置换术研究现状及进展
经导管主动脉瓣置换(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)是一项治疗严重主动脉瓣狭窄的新型微创技术,目前主要应用于存在高危、中危风险或手术禁忌证的患者.本文总结了目前TAVR的植入路径、围术期影像学检查、TAVR系统的研发和应用进展.植入路径主要包括经股动脉、经心尖路径、经主动脉等.超声和多层螺旋CT是围术期的主要影像学依据.34 mm Evolut R瓣膜和Sapien 3瓣膜的新型设计,明显减少了瓣周漏的发生,并为髂血管异常的患者实施TAVR提供了可能.JenaValve获准应用于治疗主动脉瓣关闭不全,拓宽了TAVR的适应证.后对TAVR的发展进行了展望.
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基于SQL Server技术的全英生理学终结性评价对临床医学学士专业优质本科学生的评价分析
目的 通过SQL Server 2008数据库平台,构建全英医学生理学课程管理模块及在线考试数据库,利用该平台的数据编辑、查询和提取功能以及数据安全保障机制,建立以课程管理、在线考试试题管理、成绩管理以及统计分析等模块为基础的评价体系,对临床医学学士(medicinae baccalaureus,baccalaureus chirurgiae,MBBS)班的中外籍学生全英生理学课程的形成性评价及终结性评价结果进行比较.结合学生的语言背景及受教育背景,对该专业中外优质学生的学习效果进行分析.方法 采用全英生理学课程考试管理模块对海南医学院2012级及2013级临床医学学士专业中外籍学生参与的全英生理学课程学习效果进行评价.通过成绩管理模块调取并分析终结性评价结果 ,了解来自于不同语言及文化背景的学生在重点章节知识点方面的掌握情况.通过统计分析对该专业优秀成绩学生的产生及未来从事该专业相关工作的发展性进行评价.结果不同语言及文化背景的中外籍学生群体对于全英生理学课程重点知识的掌握方面组间差异具有统计学意义(P<0.05).具有全英教育背景以及受过高中以上教育的外籍学生在学习医学生理学方面具有较大的优势.结论 利用SQL Server平台技术构建的评价体系,通过形成性评价反馈以及终结性评价分析,对于客观评价及了解不同语言文化教育背景的临床医学本科优质学生的形成过程具有很大帮助.
| 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 |
