生物医学工程学杂志
Journal of Biomedical Engineering 생물의학공정학잡지
- 主管单位： 四川省科学技术协会
- 主办单位： 四川大学华西医院 四川省生物医学工程学会
- 影响因子： 0.43
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 1001-5515
- 国内刊号： 51-1258/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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基于视频图像处理的髋、膝运动速度和位移的测定方法研究
在反复实验和不断研究改进的基础上,本文提出了一种高效的基于视频图像处理技术的髋、膝运动速度和位移的测定方案.以专门设计的24个均匀分布于两同心圆上的圆环点和两个可沿同心圆公共圆心随意在竖直平面内旋转的直杆作为基本测量辅助物,通过在康复训练床面一侧所安装的摄像头,基于简化的摄像机针孔投影模型和快速单帧视频感兴趣区域检测和分析技术,本方案可以对髋、膝的两维位移和速度进行实时、准确的定量测量.经过实验测试,本文所提出方案基本能够满足该类系统测量精度和处理速度的需求,完全可以作为一种先进、直观的辅助手段应用到肌肉/平衡功能障碍的智能化评定/训练治疗系统中.
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糖尿病Wistar大鼠海马神经元损伤及认知功能障碍研究
本研究旨在探讨链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠在不同的病程持续时间内认知功能损伤及海马神经元细胞凋亡的情况.通过一次性腹腔注射60 mg/kg链脲佐菌素,建立Ⅰ型糖尿病Wistar大鼠模型.建模后在不同的病程持续时间检测体重、血糖值,应用Y迷宫检测大鼠的认知能力,进一步HE染色检测大鼠海马CA1区神经元细胞的凋亡情况.结果发现,糖尿病大鼠随着发病时间的延长,表现出体重逐渐下降和持续高血糖;糖尿病发病70 d以上,大鼠的海马CA1区神经元细胞存活数量明显减少,学习记忆功能下降.本研究显示链脲佐菌素诱发的糖尿病大鼠,在发病70 d可表现出认知功能障碍和脑海马神经元细胞损伤,具有明显的糖尿病脑病特征.
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CK2β促进Pink1/Parkin介导的Miro1降解
帕金森氏病相关蛋白PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1)在细胞内有两种亚型,分别是定位于线粒体表面的全长PINK1 (PINK1FL)和定位于细胞质的PINK1-cyto.PINK1FL能在功能下降的线粒体表面积累,协同另一帕金森病相关蛋白PARKIN降解线粒体转运因子MIROL1,但目前对PINK1-cyto的功能却了解得极少.为了探讨PINK1-cyto在细胞质中的生理学功能,我们在HEK293细胞中通过细胞转染瞬时表达不同蛋白,并利用免疫共沉淀的方法探讨蛋白质间的相互作用.实验结果表明,PINK1-cyto在Casein KinaseⅡ调控亚基CK2β的帮助下,可以协同PARKIN降解MIRO1,并且CK2β的这一功能不依赖于Casein KinaseⅡ的催化亚基CK2α.同时,免疫共沉淀分析表明CK2β可以促进PINK1-cyto与MIROL1的结合.这说明,除了与CK2α结合外,CK2β也可以与PINK1-cyto结合形成具有生理活力的激酶复合体.
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高强度聚焦超声经颅治疗温度场的数值仿真研究
数值仿真是预测高强度聚焦超声(HIFU)温度场分布的有效方法之一.本研究参照人体头颅结构建立HIFU经颅骨治疗模型,采用Westervelt声波传播方程的近似式和Pennes生物热传导方程数值仿真HIFU经颅骨治疗的温度场分布,利用时间反转法对焦域位置进行调控和颅骨温度较高处的热点消除,进而分析讨论输入声强、辐照时间、换能器与颅骨相对距离对颅内形成焦域的影响.研究结果表明,时间反转法可实现HIFU经颅治疗形成焦域位置的调控和颅骨温度较高处的热点消除,热点消除后焦点温升无明显降低;利用热点消除法可在距离颅骨20 mm的颅内浅表组织中形成60℃以上的焦域,形成的焦域体积随输入声强以及辐照时间的增加而非线性增加,声强越大,达到相同大小的焦域体积所需要的辐照时间越短,且换能器与颅骨之间的距离对颅内形成焦域体积的大小有影响.
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中国生物医学工程类科技论文近期发文的计量研究
通过对中国生物医学工程类科技论文发文情况的计量研究,系统地评价国内生物医学工程学科的科研水平与发展趋势,以期提高生物医学工程学科和文献计量学的研究水平.使用Pubmed检索平台对科学引文索引近5年收录的生物医学工程类科技论文进行检索,并根据检索结果对全球、中国内地、中国香港及台湾地区发文的数量、被引频次及发文期刊的影响因子做深入分析.结果表明,中国近5年发文数量虽不断递增,但与世界范围内发文量相比,还有相当大的提升空间;内地、香港、台湾3个地区中,内地有着较为明显的学科优势,而香港地区的科技论文平均被引频次高;内地各省市中,上海与北京地区总体科研能力相对较高.
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不同注射器对微量注射泵质量控制的影响研究
为了评估不同注射器对微量注射泵性能参数及应用质量的影响,本文运用瑞典奥利科公司多通道输液泵/注射泵分析仪Rigel Multi-Flo配合3种不同品牌注射器对26台Injectomat Agilia微量注射泵进行质量控制检测,获取微量注射泵流量、阻塞报警压力、阻塞时间、快推容量等数据,并利用统计学方法进行分析.结果表明普通注射器在流量、阻塞报警压力、阻塞时间、快推容积方面与专用注射器有明显差异(P＜0.01),提示临床医护人员在使用微量注射泵时尽量选用与其兼容的注射器,为临床科室安全、合理使用微量注射泵提供依据和指导.
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基于盲源信号处理的脑电特征提取方法的研究
本文首先研究对比AMUSE、SOBI、JADE、FastICA四种典型盲源信号处理算法提取脑机接口(BCI)中四种运动想象脑电源信号(想象左手、右手、脚和舌)的分类识别正确率.之后从时间和空间两个角度,组合应用两种盲源信号处理算法,解决特征提取时脑电信号微弱、不平稳和极易受到各种干扰的问题.研究结果表明:通过组合SOBI和FastICA算法,能够提取出比较微弱的想象运动源信号,并且能够在一定程度上消除外部干扰的影响,有利于进一步研究大脑在运动控制过程中的脑电生理机制,提高BCI系统的实际应用能力.
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基于半反半透镜的新型尿液分析核心模块的研究
结合32位微处理器和高精度颜色传感器构建一种新型尿液分析核心模块.模块采用新颖的光学结构和特定电路提高测量精度,并利用温度对测量结果进行补偿,可直接输出当前测试条的原始数据及尿液中11项被测指标试纸块颜色的RGB值、反射率、半定量等级等信息.结果表明,该模块测量精度在95％以上,具有较好的稳定性、可靠性和一致性,同时该模块还具有很好的开放性和可扩展性,可方便地用于各种类型的尿液分析仪,并可大幅度地降低尿液分析仪的研发和生产成本.
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渐进性引导呼吸下的脉搏波传导时间变异性分析
研究渐进性引导呼吸对脉搏波传导时间(PTT)的影响.对22名健康成年人采集引导呼吸率依次为14.0次/min-12.5次/min 11.0次/min-9.5次/min-8.0次/min-7.0次/min这一过程的同步心电、呼吸以及桡动脉体表脉搏波信号,通过心电R波顶点到桡动脉脉搏波的二阶微分极值点的时间间隔计算PTT,观察每个引导呼吸率下的PTT幅度变异性以及PTT基线变化情况.经验模式分解(EMD)被用于PTT信号处理,以有效提取PTT中与呼吸相关的幅度振荡成分以及与基础血压相关的PTT基线成分.计算结果显示:所有受试者的PTT幅度变异性随呼吸率的逐渐降低均呈现增大的变化趋势;渐进性引导呼吸过程中大部分受试者(14人)表现出PTT基线上升的现象.实验结果表明:在渐进性引导呼吸过程中,呼吸运动对PTT幅度的调制作用逐渐增强;同时渐进性引导呼吸能产生PTT基线上升的累积效果.由于PTT与血压变化呈负相关关系,因此PTT基线上升表征了系统血压的下降.该研究表明渐进性引导呼吸通过心血管反射可以起到降低系统血压的作用.发展能够有效表征引导呼吸有效性的特异性指标并将呼吸调节技术用于原发性高血压患者,是后续工作中亟需开展的研究内容.
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基于小均方差法的局部脑血容积计算的研究
本文采用基于傅里叶变换的小均方差(MMSE)法对磁共振灌注成像中局部脑血容积(rCBV)进行了计算,针对磁共振灌注成像过程中存在测量噪声干扰的问题,对算法进行了改进.实验对比了信噪比(SNR)为50 dB环境下的rCBV和采用MMSE法进行处理的rCBV,分析了不同SNRs对脑血容积的影响.实验结果表明,采用MMSE法处理灌注图像可以很好地滤除测量噪声,准确地计算脑血容积.与现有其他方法相比,该方法对环境的敏感度小,尤其适合处理SNR较大的环境中获得的灌注图像.
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乳腺癌数据的几何代数特征提取和微分进化特征选择研究
模式识别问题中特征提取和特征选择是一个重要问题.基于向量的几何代数表示方法,提出了一种新的几何代数片积系数特征提取方法,并对其中存在的维数升高问题进行了研究,提出了改进的微分进化特征选择方法.本文分类器采用线性判别分析,以公开的乳腺癌生物医学数据集进行10折交叉验证(10 CV),得到的分类结果超过了96％,优于原始特征和传统特征提取方法下的分类性能.
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一种基于T-S模糊辨识的人体站立平衡系统建模方法
为了使被动平衡康复训练系统可以制定安全的训练强度和训练方式,本论文采用T-S模糊辨识方法建立了一种新的人体站立平衡系统数学模型.该模型以多维运动平台的运动加速度为模型输入,人体关节角度为模型输出.采用人工蜂群寻优算法改进模糊C-均值聚类算法,提高了辨识前件参数的效率.通过试验,采集了9位健康成年人的被动站立平衡调节数据,用于模型参数训练和模型结果验证.采用仿真结果和测量数据的均方差及互相关度,证明了所建模型是准确和合理的.
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微电极阵列电刺激视网膜的温度场有限元分析
为了避免长期电刺激造成视网膜热损伤,本研究旨在探讨使用视网膜假体时电极阵列参数对视网膜温度分布的影响.参照实际的视网膜上假体,用有限元软件(COMSOL Multiphysics)建立4×4微电极阵列电刺激视网膜的三维模型,计算电刺激视网膜时的稳态温度场.分析了电极触点间距、材料与触点半径(即面积)等参数对温度场分布的影响.采用实际刺激电流,视网膜内稳态温度大增加约0.004℃;电极触点间距从130 μm增加到520μm时,温度降低约0.006℃;触点半径从130 μm增加到260 μm时,温度降低约0.005℃.结果表明,4×4微电极阵列电刺激不会对视网膜造成热损伤.视网膜内的大温度随着电极触点间距的增加而降低,间距超过触点直径时大温度之间的差异减少;温度随着触点面积增加而降低;不同电极材料之间的温度差别可忽略.合理地设计电极触点间距和面积可以减少电刺激时的温升.
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温控医用灌注泵温度控制系统的设计
在手术中,医生需用温度适宜的无菌生理盐水进行创伤清洗.为了实现手术过程中常温冲洗液的迅速加温,设计了温控医用灌注泵.本文主要研究了温控医用灌注泵在待机模式和冲洗模式下两种不同的温度控制方法.待机模式时,系统采用传统比例-积分-微分(PID)控制算法;冲洗模式时,系统动态特性实时变化,恒温控制过程复杂,温度控制主要通过拟合控制函数结合PID控制算法实现.根据冲洗液的初始温度和流量实时调节温度控制参数,以实现冲洗液在不同初始温度、不同流速下的恒定温度输出.实验表明该控制系统效果良好,精度较高.
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基于有限元方法的不同球-窝设计参数的人工颈椎间盘生物力学分析
本文采用三维有限元方法评价不同球-窝曲率半径的ProDisc人工颈椎间盘在植入颈椎后的生物力学差异,为人工椎间盘的设计改进和临床应用提供生物力学参考依据.首先建立C5-C6节段的三维有限元模型并验证,同时建立曲率半径分别为4、5和6 mm的人工颈椎间盘有限元模型并分别植入C5-C6节段,对所有置换模型都施加74 N的轴向压缩预载荷和1.8 Nm的前屈/后伸、左右侧弯和轴向旋转力矩,进行有限元计算.计算结果显示球窝结构的曲率半径会改变植入节段的屈伸关节活动度,而在其他载荷下差异不明显.增大曲率半径可改善聚乙烯内衬应力集中现象,但同时也会伴随小关节力、韧带张力增大的不良结果.因此,人工椎间盘的设计应综合考虑保留运动节段的关节活动度同时又不致小关节、韧带、聚乙烯等的应力过大,以免影响长期临床效果.
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基于属性层次关系的白细胞图像类间特异特征选取方法研究
为了实现用较低的类间特征维数对正常人体外周血白细胞高效分类,本文提出一种基于属性层次关系的彩色白细胞图像类间特异特征选取方法.本文依据形式概念的属性约束关系,定义并权衡属性度数值,留取类间特异性较高的属性,实现层次关系分层优化及可视化,建立基于分层优化层次关系图的知识表示和发现方法.以正常人体外周血白细胞区域特征为形式背景,通过此方法选取类间特异性较高的属性,挖掘白细胞图像六分类类别特异性,将60种类间属性优化为12种,有效降低了特征维数,提高类间特征分类实效性.通过与经典实验结果比对,证明了该方法的可用性和有效性.
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人体下蹲站起动力学建模与仿真研究
脑卒中患者平衡功能严重下降,完成蹲下站立的动作相当困难,因此有必要对人体下蹲站起过程进行深入的研究,并对该过程做准确的动力学建模与仿真.本文将人体简化为7刚体模型,不考虑上肢和头部的运动,建立人体下蹲站起过程坐标系,利用Lagrange方法分别求出下蹲站起过程中膝关节力矩和髋关节力矩,并利用Matlab对该数学模型进行仿真.在机械系统动力学自动分析(ADAMS)中建立人体下蹲站起几何模型,通过仿真验证了所建立Lagrange数学模型的有效性,为进一步研究下蹲站起康复训练器械提供了良好的理论参考依据.
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水牛角材料的力学性能与生物学评价
本文对水牛角角蛋白材料的力学性能与生物学评价进行了实验研究.通过单轴拉伸和微米压痕测试方法,探讨取样位置对水牛角材料力学性能的影响,通过元素分析,研究水牛角材料不同部位的元素含量的变化,并采用扫描电子显微镜观察水牛角材料拉伸断裂面的微观结构.此外,通过溶血实验、红细胞形态观察、血液血小板和红细胞计数以及小鼠植入实验,对水牛角材料进行了初步的生物学评价.研究结果表明:水牛角材料具有良好的力学性能,沿着水牛角的生长方向,其各项力学特性值逐渐增大,这与水牛角不同部位的C、N、S含量及其微观结构有密切关系;此外,水牛角材料无毒性,不引起溶血反应,对红细胞具有良好的亲和性以及组织相容性,但水牛角材料可引起血液血小板的黏附、聚集,且并没有继续诱导引发大量血小板聚集而导致血液凝固,具有良好的血液相容性.
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应用软组织高频焊接仪闭合小肠的可行性研究
本研究旨在评价软组织高频焊接仪闭合小肠的可行性及有效性.取100根猪小肠随机分为实验组与对照组,每组50根.实验组使用焊接仪闭合小肠,测量闭合肠管所用时间、热损伤范围、闭合处高温度和闭合后肠管爆破压,并取闭合处组织进行病理切片检查;对照组采用手工缝合法闭合小肠,记录闭合肠管时间和闭合处爆破压.结果发现软组织高频焊接仪闭合新鲜猪小肠50根,闭合成功率达100％,两组闭合肠管时间、爆破压差异存在统计学意义(P＜0.01).闭合处主要病理改变为组织的急性热损伤及压力损伤.结果表明软组织高频焊接仪闭合小肠具有较高的可行性.
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下颌螺旋轴轨迹的三维显示和分析系统的开发
本研究拟开发下颌螺旋轴轨迹的三维显示和分析系统,用于定量分析下颌的三维空间运动.采用6自由度的超声下颌运动记录仪测量下颌运动;利用计算机断层扫描图像重建上颌、下颌颅骨的三维数字模型;通过结构光三维扫描仪将颅骨的三维数字模型校准至下颌运动数据的坐标系.基于Visualization ToolKit和Open Scene Graphics Library开发了本系统,利用下颌运动数据计算连续变换矩阵来仿真下颌运动,通过特征值方法计算下颌的螺旋轴轨迹,并实时显示螺旋轴轨迹与下颌的空间位置关系.本系统可以计算并输出下颌螺旋轴的参数(旋转、平移、方向、位置),用于精确评价下颌的三维空间运动.因此,本系统为采用螺旋轴理论研究下颌的三维空间运动奠定了一定的理论依据和实验基础.
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刺激脉宽对电诱发复合动作电位阈值的影响
本文研究了电诱发复合动作电位(ECAP)的刺激脉宽与阈值之间的关系.首先通过对已有实验结果的拟合得到了单根听神经动作电位的刺激脉宽和阈值关系式中的基强度和时基;而后基于ECAP的机制提出了一个描述其刺激脉宽与阈值之间关系的数学表达式;进一步通过豚鼠实验得到了表达式的参数并验证了表达式的适用性.研究结果表明,ECAP与单根听神经动作电位对比,二者的刺激脉宽与阈值之间存在相似的函数关系,但前者的基强度比后者小一个数量级,而时基比较接近.这些结果对于临床的ECAP测量与深入研究人工耳蜗的语音处理策略具有一定的指导意义.
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基于快速溶血预估模型的离心血泵叶轮特性数值分析
离心血泵叶轮形态是决定其内部流场剪切应力致血液细胞损伤的重要因素之一.对具有不同叶轮形态的离心血泵进行流体动力分析及数值溶血预估有助于提高血泵的综合性能.本文采用低雷诺数修正SSTκ-ω湍流模型,对四种不同叶轮形态的离心血泵内部流场进行计算,包括压力场、速度场以及剪切应力场分布等;并运用快速溶血预估模型计算各血泵的标准溶血参数值(NIH).分析结果表明,虽然四种血泵的压力场分布均符合要求,但对数螺旋线叶轮血泵流道中的涡流和回流得到了明显改善,高剪切应力区域体积只占总体积的0.004％,NIH为0.0089,对血液细胞破坏小.
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基于青年人足底压力测试的步态实验研究
本文基于力敏电阻(FSR)传感器,设计了压力测量鞋垫,研制出一套结构简单、稳定可靠、方便穿戴和室外实验的步态检测系统.硬件部分包括足底压力传感器阵列、信号调理单元、主电路单元三部分.系统的软件具有数据采集、信号处理、特征提取及分类等功能.系统采集了一个健康人体的27组步态数据并进行分析,研究各种步态下的压力分布特征,对平地行走、上坡、下坡、上楼梯及下楼梯5种步态模式进行模式识别与分类,通过K近邻(KNN)分类算法达到了90％的正确率,初步验证了该系统的实用性.
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正常人全颈椎(C0～T1)三维有限元模型的建立与验证
研究人体颈椎及相关疾病生物力学机制,创建一个解剖精细、非线性的正常人全颈椎(C0～T1)三维有限元模型.模型基于1例女性健康志愿者颈椎CT数据建立,采用MIMICS13.1、Hypermesh11.0、Abaqus 6.12-1等有限元软件依次创建、预处理、运算和分析.在生理静态载荷下分别模拟颈椎活动(前屈、后伸、侧弯和旋转),观察应力集中部位;测量相邻椎体相对活动度(ROM).本模型经文献中ROM结果验证可靠;预测生理载荷下枕骨大孔前部及侧部是上颈椎的应力集中点;中下段颈椎的应力集中点大部分为活动方向对侧的椎弓根和小关节突.全颈椎(C0～T1)非线性有限元模型的建立,可以为深入了解颈椎及其相关疾病的生物力学机制提供更理想的理论研究平台.
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口腔锥形束CT同步曝光控制的设计及其验证
在口腔锥形束CT的设计中,X射线源的控制、平板探测器的实时采集以及机械结构的运动这三者的协同工作直接影响成像质量.本文在充分分析平板探测器时序信号特征基础上,研究利用微处理机控制器(MCU)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和光耦等元件设计并实现同步曝光控制系统.利用该系统获取投影图像,分析其稳定性、线性一致性、信噪比(SNR)并进行FDK算法重建,以验证同步曝光控制系统的设计性能.实验结果表明该系统性能良好,可满足三者间的协同工作.
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PRG4蛋白SMB结构域的表达及聚集现象研究
利用糖蛋白 4(PRG4)分子多态性的特点,克隆表达含有两个人促细胞生成素B(SMB)结构域及少量糖基化重复序列的重组蛋白(SMBPRG4),并建立了成熟的纯化工艺流程,可高效表达重组蛋白.进一步通过凝胶排阻、动态光散射实验发现重组蛋白具有自我聚集的特点,在溶液中以稳定的二聚体形式存在.结构预测及非还原电泳揭示SMBPRG4是非共价结合的同源二聚体.
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基于OVR-CSP的情绪认知重评脑电信号晚正成分研究
晚正成分(LPP)作为事件相关电位(ERP)的一个重要成分,是研究情绪调节重评进程的理想成分.本研究主要对采集的情绪认知重评脑电信号的LPP进行处理分析.基于EGI64导脑电采集系统采集16名被试的情绪认知重评脑电数据,首先采用独立成分分析(ICA)算法去除脑电信号中的眼电、肌电等噪声;然后用一对多-公共空间模式(OVR-CSP)算法对Pz电极的脑电信号进行特征提取;后对提取的LPP成分进行时域及空域分析.结果表明:①从波幅的角度来比较:认知重评诱发的波幅显著大于观看中性诱发的波幅,而小于观看负性诱发的波幅.②从时间进程的角度来比较:经过OVR-CSP特征提取处理后,认知重评与自由观看组的差异发生在0.3～1.5s;而经过叠加平均方法处理后,认知重评与自由观看组的差异发生在0.3～ 1.25 s.以上结果说明OVR-CSP算法不仅能以较少的试验次数准确提取LPP,为后续研究认知重评策略调节LPP提供较好的方法,同时也能为认知重评在情绪调节方面提供神经生理学依据.
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快电容补偿方法对提高神经元细胞动作电位发放精度的影响
膜片钳技术是通过测量pA级细胞离子通道电流来研究各种离子通道及其调控机制,但测量对象和测量仪器本身引入的快电容(C-fast)和慢电容(C-slow)伪差信号,会改变动作电位的发放特性.本文首先讨论快电容伪差信号对膜电容以及膜电位的影响,并且通过对H-H模型中膜电位变化的分析,得出膜电位变化对动作电位发放特性的影响.在此基础上,主要通过对传统快电容补偿误差的分析,讨论其影响机制,并对电极电容形状对快电容的影响进行了重点讨论.通过这种方法不仅可以大大提高补偿速度,而且从电极形状上也可以尽量提高补偿的精度.
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磁共振扩散加权成像对乳腺癌新辅助化疗后病理反应的评价
本研究旨在探讨采用扩散加权成像(DWI)的不同表观扩散系数(ADC)测量方法,在评价和预测乳腺癌新辅助化疗(NAC)疗效中的价值.2010年3月～ 2012年12月收集在我院经核芯针穿刺活检病理证实为乳腺浸润性导管癌并术前行NAC的患者71例,在NAC前后各阶段行DWI磁共振检查,分别采用平均ADC值法及低ADC值法测量组织ADC值.NAC后按Miller &Payne病理反应性分级标准分为组织学显著反应(MHR)组与非组织学显著反应(NMHR)组.结果显示,NAC前、第2周期后、全程结束后,两种ADC测量方法的结果具有高度的相关性,Pearson相关系数分别为0.699、0.749和0.895.自NAC第2周期结束后,两种方法测量的MHR组及NMHR组ADC值的组间差异均具有统计学意义(P值均＜0.05).采用平均ADC值法,MHR组与NMHR组间ADC值变化率于第2周期结束时未见明显差异(P＞0.05),而低ADC值法显示第2周期结束时MHR组ADC变化率明显高于NMHR组(P＜0.05).DWI可对NAC后乳腺癌组织的病理改变情况进行评估,而低ADC值法比平均ADC值法能更早地通过ADC值及其变化率对化疗疗效进行评估.
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光学方法在齿科印模厚度测量中的应用研究
齿科印模广泛用于口腔修复领域,是用于口腔内形成印模,便于后期在其内灌制模型.为了测试齿科印膜材料厚度,为临床医学使用提供参考,采用临床印模作为研究对象,通过光学方法,利用电荷耦合装置(CCD)进行采集待测印模切面灰度图像,并且该切面与钢刻度尺置于同一平面.利用实际标尺刻度与像素间的转换关系,对印模试件进行壁厚测量.结果表明利用光学方法测试壁厚可行,能够到达微米量级.为类似结构的生物组织工程材料的厚度测试提供了实验方法和技术.
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在线孟德尔人类遗传数据库数据挖掘的研究进展
在线孟德尔人类遗传数据库(OMIM)是描述人类遗传病及其相关基因的知识库,其词条包括疾病的临床特征、基因连锁分析、染色体定位以及动物模型等,是研究疾病与基因关系的重要依据.疾病表型的相似性可能提示分子之间的相互作用.进行表型比对将有助于预测疾病候选基因以及分析分子之间的关系.OMIM数据库采用文本描述疾病表型,并不适用于计算机分析.对OMIM数据进行标准化对于大规模比对和分析疾病的表型数据、建立表型与基因的对应关系具有重要的意义.研究者近期通过引入标准的医学语言系统,采用文本挖掘中的词频-逆文档频率技术以及用于文档分类的余弦定理方法,结合基因本体论及其比对方法,推动了OMIM数据挖掘的快速发展.本文总结了近年来OMIM数据标准化、表型相似性度量及数据挖掘研究的主要成果,并对其发展趋势进行了预测.
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物理人建模及应用的研究现状与展望
随着计算机技术的发展和人体信息数字化水平的提高,近年来数字人的研究已经由几何解剖结构重建逐渐推进到对人体物理特性进行建模的阶段.本文通过对国内外物理人的相关研究文献进行归纳和总结,介绍了数字人的整体规划和物理人在其中的位置、概念及应用价值;重点剖析了物理人建模流程、核心技术及其在电磁辐射、超声传输、生物阻抗测量、生物力学分析四个主要领域的研究与应用;分析并总结了现阶段物理人建模存在的问题;展望了物理人未来的发展趋势.
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碳纤维增强聚醚醚酮复合材料生物摩擦学研究进展
碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料具有优异的生物相容性、生物力学及生物摩擦学性能,有望成为人工关节替换材料.本文阐述了润滑介质、增强体的表面改性、功能性粒子填充、摩擦副材料及摩擦运动方式等因素对CF/PEEK复合材料生物摩擦磨损性能的影响,指出今后应加强对多因素协同作用下CF/PEEK复合材料磨损机制与润滑机制的研究.
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干细胞治疗退变椎间盘组织再生的研究现状及进展
椎间盘退变所引起的下腰痛是常见的临床慢性病,椎间盘组织自身无再生修复能力,目前临床治疗不能从根本上解决病因.随着对椎间盘退变机制的认识不断深入,以及细胞分子生物学、基因及材料工程的迅速发展,运用干细胞与组织工程技术延缓或逆转退变椎间盘成为可能.笔者结合国内外的研究报道对采用干细胞技术治疗退变椎间盘的研究现状及进展作一概述.
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无线人体通信技术
无线体域网(WBAN)是穿戴式监测技术中关键的一环,当前有着诸多的通信技术可供选择,像蓝牙、ZigBee、超宽带(UWB)、无线人体通信(WHBC)等.其中WHBC是近几年才兴起的技术,有着强劲的增长势头,在组建WBAN这一方面有着天然的优势,值得我们去深入研究.本篇论文先简单介绍了WHBC的技术背景,然后讲述了WHBC的理论模型和基于WHBC的数字传输机,后分析了WHBC中的各种干扰并阐述了能有效应对干扰的自适应跳频(AFH)技术.
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乳腺X线成像系统自动曝光控制研究进展
从图像质量和放射剂量之间的平衡关系来看,乳腺X线成像是苛刻的放射成像技术之一,需要同时满足极好的图像质量(对小尺寸物体和低对比度结构均可见)和很低的放射剂量(因为需要筛查大量无症状人群)两方面的要求.因此,从第一台专用的乳腺X线成像设备推出以来,人们就在既保证图像质量又降低乳腺的X线吸收剂量方面做了很多努力.乳腺X线成像系统自动曝光控制正是这种需求的体现.本文从光谱优化、探测器发展、自动曝光控制实现方法以及自动曝光控制评价等方面综述了乳腺X线成像系统自动曝光控制的发展历程和现状.
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生长因子对人脂肪干细胞成软骨诱导作用研究
人脂肪干细胞(hADSCs)的成软骨潜能是近年来组织工程学研究的热点之一,而生长因子是诱导hADSCs向软骨细胞分化的关键因素.目前用于软骨诱导的生长因子多来自转化生长因子(TGF)-β超家族,其中以TGF-β1/3为常见.但hADSCs与人骨髓干细胞(hBMSCs)对TGF-β的反应存在差异,且研究发现,骨形态发生蛋白-6(BMP-6)可以显著上调hADSCs的TGF-β Ⅰ型受体的表达水平,因此传统的hBMSCs软骨诱导液未必同样适合hADSCs.于是本文结合近年来的相关研究,对用于hADSCs成软骨诱导的生长因子做一综述.
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NLRP3炎症小体与糖尿病
目前,糖尿病已成为全球化的流行性疾病,其慢性进行性病程和多种急慢性并发症,严重影响着患者的生活质量,因此提高糖尿病的防治水平是近年的研究热点.NOD样受体家族的NLRP3炎症小体能感受代谢应激信号的刺激,导致天冬半胱氨酸酶-1(caspase-1)活化和白介素1β(IL-1β)产生,与糖尿病的发生发展密切相关.新近研究表明,NLRP3炎症小体可能是治疗糖尿病潜在的新靶点.本文将对NLRP3炎症小体的活化与调控机制、对糖代谢的影响以及针对性的靶向治疗进行综述.
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基于Monte-Carlo模型的电极表面处理快速仿真
微型和集成化的生物传感器为细胞电生理研究提供了强有力的手段.在电极阵列制作工艺上对传感器芯片电极表面进行电镀铂黑处理,可以降低噪声,提高灵敏度.为了量化分析电极表面纳米铂黑粒子的处理效果,本文提出了一种基于Monte-Carlo方法的网格搜索算法,给出了运算优化策略,实现了理想贴附条件下快速模拟一个数量级内粒径分散度在20～200 nm范围内均匀分布的纳米粒子贴附于电极上的过程.在电极半径为100μm的尺度下,试验次数n=10时的仿真处理时间从原方法的平均20 h优化为0.5h,大大缩短了整个建模过程.应用本文方法进一步研究了在单/多层纳米粒子表面处理时,不同电极尺寸、形状对粒子贴附率和处理均一性的影响.仿真结果表明,理想实验条件下在电极半径小于100 um时,随着电极尺寸的增大,纳米粒子有效贴附率增大,均匀化程度升高,有利于电极阵列重复性的定量评估.在相同电极面积条件下,圆形电极的表面贴附率效果优于方形等形状的电极.
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基于超声粒子成像技术的大鼠动脉模型血流剪切力测量方法
动脉粥样硬化及血栓的形成与动脉管腔内的血流动力学参数变化密切相关.然而,目前普遍应用的超声多普勒成像技术不能精确测量复杂血流流场信息.本文提出了一种基于超声造影微泡的超声粒子成像测速技术,能够获得二维血管全流场的信息,且不依赖于声束与速度向量之间的夹角.本研究使用10只健康的大鼠,应用超声粒子成像测速法计算其左侧颈动脉的全场血流速度分布,结合多项式拟合的方法计算腔内速度梯度变化,可评估血管在不同血流速度下受到的剪切力.实验结果表明超声粒子成像技术测速结果与多普勒测速结果吻合.利用四次多项式拟合的正常血管流速模型效果佳.统计血管壁周期的平均剪切力结果与该位置平均血流速度成正相关.超声粒子成像技术能够无创、实时地评估全流场血流动力学变化情况,为进一步探讨狭窄血管流场中复杂多变的剪切力分布异常奠定基础.
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远程多生理参数实时监测云服务平台的构建与分析
针对现有的多生理参数实时监测系统中,由于终端用户数量增加和上传数据加大所导致的服务后台数据一致性无法保证、生理参数存储与处理能力不足、实时性较差以及数据利用率低等问题,提出了基于云计算的多生理参数监测后台数据集群存储与并行处理新模式.通过对监测系统云平台的基础设施即服务层资源虚拟化、平台即服务层实时计算平台的构建、软件即服务层数据流的接收与分析,以及多生理参数流传输通路瓶颈问题等方面的研究,实现了生理信息大数据量的实时传输、存储与集群处理,并可利用批处理对患者的历史数据实现纵向分析.仿真测试结果表明:基于云平台的远程多生理参数监测系统在集群数据处理时间和负载平衡方面,比传统的服务器模式具有明显的优势.该平台解决了传统远程医疗服务中数据周转时间长、实时分析算法误差较大和架构拓展困难等问题,为多生理参数无线监测以专业的“穿戴式无线传感+移动终端无线传输+云计算服务”模式走向家庭健康监测提供了技术支撑.
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基于中枢模式产生器的主动式智能踝关节控制的研究
为了使主动式踝关节假肢携带者能更好地根据外部环境和步态的变化实现假肢自然行走,设计了主动式智能踝关节假肢的机械结构和控制系统,提出了主动式踝关节假肢运动轨迹的中枢模式产生器(CPG)控制策略.主动式踝关节假肢通过动力机构为人体提供了运动动力,可实现人体运动的主要功能和特性.通过Matlab/simulink仿真,有效验证了基于生物中枢模式产生器控制机制的主动式踝关节的运动控制方法,能够使主动式踝关节假肢的输出轨迹准确快速地跟踪期望轨迹.因此该主动式踝关节假肢能实现及时调节和动作,智能性增强,同时本文提出的该项技术对智能假肢的发展具有重要的实用价值.
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心脏心冲击信号降噪方法研究
心冲击(BCG)信号是反映心脏机械运动的生理信号,测量中无需在受试者身体表面贴附电极,能实现无感觉生理监护.但BCG信号微弱,易受到干扰,测量时经常被淹没在噪声中.为了有效识别BCG信号,提出一种基于时频联合分布和经验模态分解(EMD)的BCG信号降噪方法.该方法先建立BCG信号的自适应优核,然后在时频平面内提取BCG信号分量,后根据EMD原理对BCG信号分量进行滤波,从而实现BCG信号降噪.仿真研究表明,该方法克服了EMD处理在不同时间含有相同或相似频率成分信号时的不足,所提出方法实现了BCG信号降噪,可以有效还原BCG信号特征.
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主从微创手术机器人驱动器模糊比例积分微分控制研究
导管机器人微创手术要求驱动器控制系统具有快速响应、强抗干扰性以及对目标轨迹实时跟踪的性能.由于导管自身参数以及运动环境不断变化等因素,对驱动器采用传统比例积分微分(PID)控制时,PID参数一经整定后成为固定增益,不能适应对象参数和环境干扰而改变,影响位置跟踪精度,并可能产生较大的超调,危及患者血管安全.为此,本文采用模糊PID控制方法,在位置跟踪过程中对PID增益参数进行调整,用以改善系统的动态性能、抗干扰能力和位置跟踪精度.仿真结果表明,模糊PID控制方法具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能,通过与传统PID控制的比较,验证了模糊PID控制在导管机器人微创手术中的可行性与实用性.
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横向均匀磁场对高能电子束剂量分布影响的蒙特卡罗研究
本文采用蒙特卡罗方法研究了横向均匀磁场下,高能电子束在均匀水模中的剂量分布特点.结果显示磁场对电子束剂量分布产生了明显影响.这些影响包括电子束的射程明显降低且在射程末端形成很高的剂量峰值,并随后产生迅速的剂量跌落.此外,峰值与表面剂量比值也大幅增加.模拟结果表明,适当的磁场和电子线能量可以产生类似于重离子的深度剂量分布特性,这意味着磁场条件下的电子线放疗具有相当大的应用前景,但同时为相应的剂量算法研究带来了新的挑战.
| 年 | 期数 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 |
| 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 05 06 z1 |
| 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 Z1 |
| 1998 | 03 |
