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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几何尺寸和材料特性对头部转动特性的影响
本研究为了探讨头部尺寸及脑组织材料参数对头部转动响应的影响,采用实验设计的方法,应用已验证的3岁、6岁儿童和第50百分位成人头部有限元模型进行转动仿真.研究结果表明:在相同的转动载荷条件下,头部尺寸及转动方向对头部转动响应不具有显著影响,脑组织黏弹性材料的各个参数对头部转动响应的影响也不显著,但相对于衰减常数和体积模量,头部转动响应对脑组织剪切模量为敏感.所以,在研究转动载荷条件下的脑损伤标准时,脑组织材料参数的选取对仿真结果的准确性尤为重要.
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正常人下颈椎C4~7节段三维有限元模型的建立与验证
本研究基于计算机断层扫描(CT)图像数据建立并验证正常人颈椎C4~7三维有限元模型,为研究中医手法治疗颈椎慢性疾病的生物力学机制提供模型平台.基于受试者颈部CT图像,依次运用Mimics 17.0、Geomagic12.0及Abaqus 6.13等软件创建正常人C4~7节段有限元模型.在模型上分别模拟前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转工况,计算椎体间相对动度(ROM),将计算的结果与文献结果进行对比分析,并观察模型在1 Nm载荷下6种工况下模型的主要应力分布情况.本研究成功建立了正常人颈椎C4-7三维有限元模型,共包含591 459单元、121 446节点,模拟了椎体、椎间盘、韧带、关节等几何结构与材料特性.模型在前后屈伸、左右侧弯和左右旋转6种工况下的ROM与实验研究数据基本一致,在1 Nm扭矩或弯矩载荷下,模型主要应力分布基本反映了正常人颈椎生理活动时的主要应力分布情况.本研究建立的正常人颈椎C4~7三维有限元模型精确逼真,符合颈椎的生物力学特性,可用于研究中医手法治疗颈椎慢性疾病的生物力学分析.
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运动意图的偏小二乘解码研究
由于大脑信息编码的稀疏特性,微电极阵列记录的神经元集群信号中包含大量的噪声和冗余信息,这降低了运动意图解码的稳定性和精确度.针对这一问题,本文将偏小二乘(PLS)特征提取应用于神经元集群解码中,首先采用PLS提取神经元集群锋电位发放特征,然后用支持向量机(SVM)对提取的特征进行分类,解码得到运动意图.采集三组鸽子十字迷宫转向实验中的大脑神经元集群信号进行解码,结果表明,PLS结合分类模型的解码方法克服了PLS回归易受噪声累积影响的缺点,稳定性和解码正确率均更高,相比传统的降维方法,PLS提取特征个数更少,包含有用信息更多,三组实测数据的解码正确率分别为93.59%、84.00%和83.59%.
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ATM基因单核苷酸多态性rs189037C>T与原发性高血压的相关性研究
本文旨在探讨共济失调毛细血管扩张症突变(ATM)基因单核苷酸多态性rs189037 C>T与原发性高血压(EH)之间的关系.我们采用病例对照研究法,随机选择50岁以上的住院患者369例,根据高血压诊断标准,分为EH组(190例)和对照组(179例).用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性分析方法检测ATM基因rs189037位点的基因型.在整个研究人群中,ATM基因rs189037的三种基因型CC、CT和TT分别占33.9%、48.0%和18.1%.三种基因型分布在EH组和对照组之间差异无统计学意义(P=0.619).排除主要混杂因素以及性别和年龄分层分析后,仍未发现ATM基因多态性rs189037与EH的发生相关(P>0.05).另外,TT型携带者中冠心病(CAD)发生风险明显低于CC和CT基因型(OR=0.49,95%CI=0.26~0.90,P=0.021).总之,ATM基因多态性rs189037与EH的发生没有相关性,但与CAD的发生密切相关,TT基因型可能是CAD的保护因素.
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MPPa光动力疗法诱导人肺癌顺铂耐药细胞凋亡
肺癌死亡率居世界肿瘤首位,5年生存率不足15%,顺铂耐药是死亡率居高不下的重要原因,本文将探讨光敏剂MPPa介导的光动力疗法诱导入非小细胞肺癌顺铂耐药株A549/DDP发生凋亡的现象及其机制.课题组分别给予不同浓度光敏剂MPPa(0、1、2、4、8、16 μmol/L)、不同能量光照(O、0.6、1.2、2.4、3.6、4.8 J/cm2)处理细胞,CCK-8法检测细胞活性.将细胞分为对照组、MPPa组(2μmol/L MPPa)、光照组(2.4 J/cm2光能量密度)和MPPa介导光动力组(PDT组)(2μmol/L MPPa、2.4 J/cm2光能量密度).应用Anne-V/PI双染流式细胞技术检测细胞凋亡;DCFH-DA染色观察细胞内活性氧产生;蛋白质印迹法(Western blot)检测B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)蛋白和Bcl-2相关X蛋白(Bax)的表达.实验结果显示,单纯光照及MPPa对细胞生长无抑制作用;MPPa介导光动力却对人肺癌耐顺铂细胞A549/DDP有显著杀伤作用,其杀伤作用呈明显的剂量效应关系(P<0.05);PDT组发生凋亡率均高于各对照组(P<0.05);DCFH-DA染色发现PDT组细胞内活性氧明显高于各对照组;Western blot检测发现PDT组Bax蛋白表达升高,Bcl-2蛋白表达降低.实验证实MPPa介导的光动力疗法可抑制肺癌顺铂耐药细胞A549/DDP活性,并诱导其凋亡.
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基于多岛遗传算法的生物组织三维温度场重构研究
首次提出了基于多岛遗传算法进行生物组织三维温度场无损重构的重要思想,把复杂的生物热传导反问题的求解转换为正问题的求解过程,并通过实验对该重构思想的可行性和可靠性进行了验证.以生物组织内点热源的位置P(x,y,z)和温度t为优化变量,把同一表面各个对应点的实验温度值和计算温度值相减并取绝对值之和,以此为目标函数逐次迭代.目标值越小,则当前变量,即热源位置和温度值优.多岛遗传算法可以很好地应用于生物组织三维温度场的重构,无需提取生物组织全部的表面温度数据,为热传导反问题的研究提供了一条具有借鉴性的方法与思路.
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意外滑动过程中人体下肢关节与肌群的自主平衡调节作用研究
针对受扰条件下的步态失稳现象,国内外学者已做了一定的研究工作,但有关失稳过程中自主平衡行为与表面肌电信号及步态参数之间的表征关系却鲜有涉及.本文将步态分析与肌电信号分析相结合,研究在水平步道行走时,足跟着地后发生意外滑动的情况下,人体下肢关节和肌群的自主平衡调节机制.本文募集10位健康受试者,统一着鞋,采集分析了在干燥步道和油面步道两种不同行走条件下的下肢关节力矩、关节角度和主要参与肌群表面肌电信号等参数的变化规律.研究表明:发生意外滑动时人体通过增大踝关节背屈力矩、髋关节和膝关节伸直力矩与膝关节伸直角度,并及时调整相关肌肉激活延迟时间(依次激活胫骨前肌→股直肌→腓肠肌→股二头肌)来调节身体重心位置以维持平衡、避免滑倒.本文的研究结果可为防止滑跌损伤、康复训练以及下肢助行装置的研发等领域开拓新的思路并提供一定参考价值.
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基于心电、脉搏波信号的动脉硬化无创检测
动脉硬化无创检测对于预防心血管事件具有重要意义.考虑到心电信号、脉搏波信号之间的耦合及与动脉硬化之间的内在关联,心电信号的特征参数包括RR间期、QRS波宽度、T波幅度,脉搏波信号特征参数包括峰值数、20%主波宽度、主波斜率、脉率及三个波峰的相对高度,使用主成分分析方法对脉搏波特征数据降维后,对样本是否为动脉硬化病例进行评价.将神经网络和模糊逻辑推理有机结合,利用40组临床心电、脉搏波信号,建立基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的动脉硬化评价模型.实验结果表明,该模型可通过自学习实现动脉硬化的安全、无创检测.
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动态稳定器植入术后颈椎生物力学的有限元分析
本文研究动态稳定器(DCI)植入术对下颈椎邻近节段的关节活动度(ROM)、椎间盘与椎体的生物力学特性及力传导模式的影响.首先采用DCI植入和椎间植骨融合两种术式建立颈椎C5、6节段退变治疗的有限元模型,分析两种术式下C3~7段颈椎在前屈、后伸、侧弯和旋转时的ROM及椎间盘和椎体的应力分布情况.结果表明DCI植入后手术节段ROM保留效果明显(减小幅度<25%),对邻近节段运动学特性影响较小.植骨融合后手术节段的ROM丧失86% ~91%,邻近节段的ROM和椎间盘、椎体应力均显著增加,C5椎体应力增加达171.21%.因此DCI植入对颈椎ROM和应力影响较小,本文结果可为DCI植入与植骨融合的临床手术提供理论依据.
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基于数字信号处理器和齿轮泵的尿流率计校准装置的可行性研究
尿流率计质量失控会对临床应用造成隐患,现提出一种基于数字信号处理器(DSP)和齿轮泵的尿流率计校准装置的设计方案并研究其可行性.根据研究方案,由DSP和齿轮泵等器件构建流量测试系统并进行实验,分析系统的稳定性、重复性和线性度.测试实验结果表明,该系统可产生稳定的、重复测量精度高、不同速率的水流,同时可校准具有临床意义的9~50 mL/s范围内的尿流率,系统流量误差小于1%,符合校准装置的技术要求,说明基于DSP和齿轮泵的尿流率计校准装置的研究方案是可行的.
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生物阻抗身份识别研究
本研究旨在根据生物电阻抗理论和模式识别算法,对不同的人进行生物电阻抗的测量并进行身份识别.本文利用AD5933芯片设计阻抗采集电路来采集不同人手掌处的生物电阻抗,获得1~100 kHz频率激励下的阻抗谱信息,计算阻抗曲线的分段频率值作为特征参数.为了提高识别率和防止过度拟合,将被测人员分成训练集和测试集,设计了一个3层的向后传播(BP)神经网络模型,对样本进行训练和预测.研究结果表明,BP神经网络对测试样本能进行有效识别,训练集的准确率达到97.62%,验证集的准确率达到88.79%,测试集的准确率达到86.34%,综合的识别准确率为94.22%.该网络可以很好地识别出已存在于训练网络中的人和不属于训练网络的陌生人,验证了基于生物电阻抗的模式识别方法对身份进行辨识的可行性与可靠性,为身份识别提供了一个简单有效的补充性技术.
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丘脑皮层神经群模型仿真及现场可编程门阵列实现研究
利用计算机模拟大脑的神经振荡对于分析大脑的功能机制具有重要的意义.丘脑皮层神经群模型(TNMM)是一种通过建立丘脑和皮层耦合关系来反映神经活动机制的模型,有助于我们理解大脑特定认知功能及各个节律脑电信号的神经振荡活动.随着神经群模型的复杂性和规模的不断增加,常规的计算机系统性能无法实现快速和大规模的模型仿真.本文提出了以FPGA为基础的硬件计算仿真方法,利用Altera公司的计算机辅助设计工具DSP Builder,同时结合MATLAB/Simulink实现复杂神经群算法模型的搭建和硬件平台移植.此方法充分利用FPGA的并行计算能力来实现大规模复杂神经群模型的快速仿真,为神经群模型的计算机实现提供了新的方案和思路.
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基于电荷耦合元件的新型显色生物芯片识读仪的研究
针对目前市场上显色生物芯片检测设备存在的信号采集时间长、通量低、信噪比差、智能程度较低等问题,开发了一种高通量(1次检测8片)快速检测设备.该设备由硬件系统和软件系统两部分构成,采用基于i.MX6嵌入式操作系统,以电荷耦合元件(CCD)成像方式读取生物芯片上微阵列检测图像,通过芯片条码由软件自动完成微阵列图像处理以及数据分析和结果输出.本系统对标准灰度片以及标准格式芯片测量显示,光学测量误差小于0.1%,检测信号线性R2为98.7%,重复性CV值为1.096 1%.对200例临床检测芯片的对比研究结果显示,检测性能优于同类型已上市识读仪.
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受体相互作用蛋白激酶1在血管平滑肌细胞表型转换中的作用研究
血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转换在多种血管疾病中起着重要作用,因此本研究旨在探索受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)在血管平滑肌细胞表型转换中的表达变化及其可能起到的作用.通过血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)刺激建立VSMCs表型转换模型,分别采用定量PCR、Western blot检测VSMCs表型转换及分泌标志物、RIPK1的表达和核因子-κB (NF-κB)的P65亚基磷酸化水平的变化,5-乙炔基-2脱氧尿嘧啶核苷(EdU)掺入法检测细胞增殖变化,并用划痕实验检测细胞迁移情况.同时,应用RIPK1特异性小分子抑制剂Necrostatin-1(Nec-1),以及特异性RIPK1-siRNA抑制RIPK1的表达,观察RIPK1在VSMCs表型转换中的作用.结果显示,AngⅡ诱导VSMCs发生表型转换后,RIPK1表达及P65磷酸化的水平明显增加.给予Nec-1预处理或是利用RIPK1-siRNA沉默RIPK1基因后,P65的磷酸化水平呈现下调,同时能部分逆转VSMCs的表型转换并抑制其分泌、增殖和迁移能力.实验表明,AngⅡ能诱导RIPK1表达上调,同时RIPK1可能通过促进NF-κB的P65亚基磷酸化参与了VSMCs的表型转换过程.
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利用反转录环介导等温扩增技术检测丙型肝炎病毒
鉴于丙型肝炎病毒(HCV)危害着人类健康,本研究拟用反转录环介导等温扩增(RT-LAMP)建立一种简易检测方法.收集并用FQ-PCR(金标准)检测临床样本.根据HCV保守5'非编码区设计4条通用引物,然后用Taq DNA聚合酶优化传统RT-LAMP体系,通过酶切和交叉实验以评价RT-LAMP的特异性,通过和反转录PCR(RT-PCR)同时检测倍比稀释的模板以评价RT-LAMP的灵敏度.同时判断钙黄绿素和羟基萘芬蓝(HNB)染色法是否与电泳法的结果相同.结果显示,Taq DNA聚合酶可提高扩增效率,RT-LAMP的特异性好,酶切片段与预期相一致(216 bp)且只有HCV被扩增,灵敏度为10 IU/tube,比RT-PCR高10倍.另外,两种染料和电泳法的检测结果相同.RT-LAMP和RT-PCR检测75例临床样本的一致性差(P<0.05,Kappa=0.375),和FQ-PCR的一致性好(P>0.05,Kappa=0.762).综上所述,RT-LAMP简易、特异、灵敏,适用于基层医疗机构.
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基于角膜地形图仪的个性化角膜分析软件的设计与实现
角膜作为眼光学系统为重要的屈光部分,它的特性在临床手术中是一个重要的参数.本课题是通过Windows下的Hook技术自动截获OrbscanⅡ角膜地形图仪在检测过程中产生的数据,并将数据读取到编写的角膜分析软件中,进一步对数据进行分析与计算,求得个体的全角膜360个半子午线Q值.角膜分析软件是以Visual C++6.0为开发环境,利用OpenGL绘图技术,绘制出个性化三维角膜形态与Q值分布图,并实现对角膜数据的即时查询,更好地扩展了角膜地形图仪的功能,为下一步研究角膜疾病的自动筛查打下了坚实的基础.
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基于复眼透镜LED蓝绿光黄疸光疗系统的研究与设计
半导体发光二极管(LED)可应用于黄疸的治疗,其中LED蓝绿光照射患儿是全球公认安全高效、经济便捷的方法.本研究在一种LED蓝绿光作为光源的黄疸光疗系统中利用复眼透镜阵列实现大面积均匀照明.基于AMC7150芯片构建恒流驱动模块,AT89C52单片机和LCD12864液晶显示屏构建人机交互模块.根据国家光疗设备安全专用要求YY0669-2008,设计并实现了光斑面积S=250 mm×500mm、蓝光辐照度E蓝光≥2mW/cm2、绿光辐照度E绿光≥1.5 mW/cm2、光均匀度≥90%的黄疸光疗系统.和传统光疗系统相比,这种新系统治疗效果更好,生物安全性更高,更易实现人机交互,更经济便捷.
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两级轴流血泵基于血液损伤的数值分析
植入式微型轴流血泵工作时的高叶轮转速会增加血液损伤的风险.本文试图通过将轴流血泵设计成两级的方式来减小发生溶血和血栓的风险.本文对两级及单级轴流血泵在进口流量5L/min、出口压力100 mm Hg的工况下进行数值模拟,并对比了溶血程度及血小板活化程度.研究结果显示,两级轴流血泵溶血程度优于单级设计,而血小板活化程度差于单级设计.在溶血程度和血小板活化程度的指标上,两级低-高扬程叶轮组合血泵设计优于两级等扬程和两级高低扬程叶轮组合血泵设计.在降低植入式微型轴流血泵的血液损伤风险方面,本文的研究结果可为其提供一定的理论基础和新的设计思路.
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腹主动脉灌注瑞芬太尼聚己内酯减轻脊髓缺血再灌注损伤的实验研究
观察腹主动脉灌注瑞芬太尼聚己内酯(REM-PCLL)对脊髓缺血再灌注损伤(SCIRI)的作用.36只新西兰大白兔随机分为假手术组(S组)、对照组(C组)和REM-PCL组(R组),每组12只.采用肾下腹主动脉阻断法,建立SCIRI模型.分别于缺血前、再灌注15 min、再灌注30 min、再灌注60 min及再灌注120 min监测脊髓微循环血流量(SCMBF)及血流速度(BFR)变化,并于缺血前、再灌注6h、12h和24 h进行神经功能评分.分别于缺血前、缺血45 min、再灌注30 min、60 min、6h、12h及24 h监测血清神经特异性烯醇化酶浓度(NSE)、白细胞介素-lβ(IL-1β)及白细胞介素-8(IL-8)浓度变化.分别于缺血前、缺血45 min、再灌注30 min和60 min时测定脊髓神经细胞线粒体超氧化物歧化酶(SOD)、活性氧(ROS)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)、线粒体肿胀度(MSD)水平并观察其运动神经元异常率改变.结果显示C组缺血后MSD、NSE、IL-1β、IL-8、ROS、MDA水平及运动神经元异常率均升高(P<0.01),脊髓神经细胞线粒体SOD、GSH-PX及T-AOC水平均降低(P<0.01).R组运动神经元异常率损害明显轻于C组(P<0.01),NSE、IL-1β、IL-8、ROS、MDA和MSD水平均明显低于C组(P<0.01),SOD、GSH-PX及T-AOC水平均高于C组(P<0.01),再灌注期间神经功能评分较C组恢复迅速(P<0.01).研究表明,腹主动脉灌注REM-PCL可以通过抑制炎性反应及提高线粒体抗氧化能力减轻SCIRI.
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基于几何特征的孤立性肺结节检测
孤立性肺结节在中后期阶段发展为肺癌的概率较大,为检测孤立性中后期肺结节,提出一种基于几何特征的计算机辅助检测肺结节算法,针对传统算法不能排除血管截面类干扰的不足加以改进.通过使用K-means聚类算法对感兴趣区(ROI)的细长度、类圆度、紧凑度和离散度等几何特征进行多次聚类,从而识别出孤立性肺结节.对肺部影像数据库联盟(LIDC)数据集中232幅医学计算机断层扫描(CT)图片进行实验,结果表明所给出的算法对孤立性肺结节的检出率为92.3%,误判率为14.8%,而传统算法的检出率为83.9%,误判率为78.2%.因此,本文算法不仅能较好地标记出肺结节,而且可以排除干扰的血管截面,降低了误判率.
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骨形态形成蛋白载体与可控释放系统的研究进展
骨形态形成蛋白(BMPs)是目前已知的诱导骨生成能力强的因子之一.重组人骨形态形成蛋白(rhBMPs)的产品已经在骨科、口腔医学等领域得到广泛应用.临床使用时,需要将其与具有缓释作用的载体复合,保持作用部位的浓度以持续诱导成骨.本文就BMPs载体及其释放系统的研究进展作一综述.
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微球在磷酸钙骨水泥中的应用
磷酸钙骨水泥(CPC)因具有良好的生物活性和生物相容性,目前已成功应用于临床.磷酸钙骨水泥从制备到应用避免了高温烧结的过程,是各类药物和高分子材料的优良载体.本文综述了近年来微球以及各类载药微球与磷酸钙骨水泥相结合的应用,主要从药物缓释、快速降解、形成多孔支架以及改善力学性能这几个方面论述了微球在磷酸钙骨水泥临床应用中的作用.本文通过分析总结微球改善磷酸钙骨水泥性能的原理及方法,为今后进一步改进、制备符合临床使用要求的理想型磷酸钙骨水泥奠定了理论基础.
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小肠黏膜下层用于软组织修复的研究进展
小肠黏膜下层(SIS)是一种脱细胞的天然细胞外基质材料,由于其优异的生物相容性、独特的牛物力学特性和生物学活性,已被广泛用作再生医学的骨架材料.本文从SIS的特性及其在软组织修复中的新应用两个方面对近几年来SIS的相关研究工作进行综述,同时展望了SIS在生物医学领域的应用前景.
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恶性肿瘤动态对比增强磁共振成像计算机辅助诊断研究进展
动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)相较于传统的磁共振成像(MRI)技术,可以为恶性肿瘤的诊断提供更多的信息.为了能够方便、快速地利用这些信息,基于DCE-MRI的恶性肿瘤的计算机辅助诊断(CAD)研究成为业界研究的热点方向之一.文中综述了利用DCE-MRI图像信息进行恶性肿瘤CAD的研究进展,主要包括四方面内容:①图像预处理,如降噪和图像序列配准;②感兴趣区域(ROI)的分割;③特征提取,即对ROI进行定量描述并提取量化值作为特征;④肿瘤区域的识别与分类,即通过学习ROI的特征,对其是否为病灶进行识别及预测.本文总结了CAD技术在恶性肿瘤DCE-MRI图像中的应用,并对该领域今后的研究提出了自己的看法.
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机械电反馈与心房颤动
心房颤动是常见而顽固的房性心律失常,心房力学或机械环境改变与房颤发生发展关系密切.机械因素可通过诱导心房电-解剖重构,导致心肌自律性及触发活动增加,传导速度减慢,有效不应期缩短,并终使房颤易患性增加.其中细胞内钙离子稳态、细胞骨架结构及功能、局部肾素-血管紧张素-醛固酮系统、整合素及丝裂原活化蛋白激酶信号通路等参与上述过程.本文系统地介绍了与心房颤动相关的机械电反馈过程,对该领域内相关研究进行归纳整理,旨在为进一步研究并阐明房颤的力学机制提供理论依据.
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Caveolae/Caveolin-1在间充质干细胞成骨分化中的作用
间充质干细胞(MSCs)具有良好的成骨活性.随着细胞和组织工程学的发展,利用MSCs移植来治疗骨损伤已成为新的治疗模式.细胞质膜微囊(Caveolae)是细胞膜内陷形成的烧瓶状质膜微区,主要由胆固醇、鞘磷脂、蛋白质组成.小窝蛋白-1(Caveolin-1)是其主要的蛋白成分.Caveolae是细胞信号的整合器,许多信号分子聚集在此与Caveolin-1结合,调节细胞分化等生命活动.本文将简要综述Caveolae/Caveolin-1在MSCs成骨分化中的作用.
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血流向量成像技术对正常人主动脉弓流场的可视化观察及定量研究
应用血流向量成像技术(VFM)对正常人的主动脉弓血流流场进行可视化观察及定量研究.在VFM模式下采集87例健康志愿者主动脉弓长轴切面彩色多普勒动态图像,观察并定量分析主动脉弓流场向量分布特点、逆流和涡流的形成以及血流平均能量损耗(mEL).结果:①主动脉弓各段峰值流速(Vp)均出现于快速射血期,但分布位置不尽相同;主动脉弓各段前向血流速度由等容收缩期迅速上升,至快速射血期达峰值后逐渐降低.②所有受检者于等容舒张期在主动脉弓小弯侧观察到逆流和涡流.③主动脉弓流场内mEL从等容收缩期开始迅速上升,在快速射血期达到峰值后逐渐降低,直到心房收缩期接近于零.VFM为研究人体主动脉弓流场提供了新的方法和思路.对正常人主动脉弓流场的可视化观察及定量研究可望为进一步研究主动脉疾病流场改变提供理论依据.
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一种医用一氧化氮流量控制仪的设计与实现
医用一氧化氮流量控制仪在缓解肺动脉高压的应用中具有重要作用.本文对医用一氧化氮流量控制仪的设计要求、总体设计方案、输送系统以及硬件电路部分进行了介绍.并着重对输送系统以及硬件电路部分进行研究与设计.本文设计的流量控制仪需要与呼吸机配套使用,对患者所吸入治疗气体中的一氧化氮气体浓度进行监测,具有实时显示浓度、超标声光报警等功能.系统通过与呼吸机联用,将治疗气体通入模拟肺中来模拟病人呼吸,进行了线性度实验、稳定性实验以及系统的综合响应时间实验,对系统的可靠性与稳定性进行了验证,终得出设计的一氧化氮流量控制仪的精度以及响应时间等参数能够满足设计要求的结论.
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一种基于模型的机械通气模糊逻辑决策系统
机械通气是临床上用于改善患者呼吸的重要辅助手段,所以机械通气参数设定的正确与否直接影响着患者体内的气体交换过程.本文尝试建立一种基于人体肺部气体交换数学模型的机械通气模糊逻辑决策系统.人体肺部气体交换数学模型可以根据患者的生理参数模拟出患者的肺部气体交换情况,便于临床医生更好地了解和掌握患者的病情.决策系统应用模糊控制的方法提出适合患者的机械通气设定参数,为临床医生进行机械通气的设置提供参考.实验选取10名在ICU接受机械通气治疗的患者,系统根据每一位患者的生理参数建立了相应的气体交换数学模型,并提供了适合患者的机械通气设定参数,与患者当前接受的机械通气设定参数进行对比.结果表明系统提出的机械通气设定参数在满足患者气体交换要求的前提下尽可能地降低了吸入氧浓度的值,在满足分钟通气量的前提下尽可能地降低患者呼吸功,改善了患者的气体交换情况.
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肾小球透射电镜图像的灰度与形变畸变校正
为获得大视野高分辨率肾小球图像,需对多个小视野高分辨率图像进行拼接.由于灰度不均匀和几何形变两种畸变的影响,导致图像拼接的效果不理想,对病理诊断难以起到实质性的协助,为此本文提出了肾小球透射电镜(TEM)图像的灰度与形变校正方法.本文首先描述了两种畸变对图像的影响,并根据TEM成像系统原理提出TEM图像获取模型和畸变校正模型,其次根据该模型分别利用灰度不均匀校正和几何形变校正的方法有效减小了两种畸变的影响.实验结果表明在拼接前用本文方法进行预处理后,拼接效果明显提升,有效减少了由图像畸变引起的条纹、模糊、伪影等.本文方法能有效解决肾小球TEM图像的畸变问题,有助于提高多个肾小球TEM图像的拼接效果.
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小波变换结合经验模态分解在音乐干预脑电分析中的应用
本文旨在结合小波分析与经验模态分解(EMD),充分提取音乐干预下的脑电(EEG)信号特征参数,提高情绪状态评估的分类准确率与可靠性,以期为辅助音乐治疗提供支持与帮助.采用音乐诱发情绪的多通道标准情感数据库(DEAP)中的数据,利用小波变换提取出额区(F3,F4)、颞区(T7,T8)和中央(C3,C4)通道的α波、β波以及θ波节律;对提取的脑电节律进行EMD以获得固有模态函数(IMF)分量,再进一步提取脑电节律波的IMF分量平均能量和幅度差特征值,即每种节律波中包含3个平均能量特征和2个幅度差特征值,以达到充分提取EEG特征信息的目的;后基于支持向量机分类器实现情感状态评估.结果表明,利用该算法可以使无情绪、积极情绪、消极情绪之间分类优正确率达到100%,使得积极与消极情绪之间的识别率提升10%左右,可以实现无情绪与积极、无情绪与消极情绪等情感状态的有效评估.处于不同情感状态下,音乐治疗效果差异较大,提高情感状态评估的分类正确率,将帮助提高音乐治疗的效果,更好地为音乐治疗提供支持.
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一种可在胸外按压期间进行室颤节律辨识的新算法
在心肺复苏期间,由于胸外按压对心电(ECG)信号产生了机械干扰,无法可靠地辨识心电节律.而中断胸外按压会减小复苏成功的可能性,所以本文研究开发了一个新的滤波算法——增强小均方(eLMS)算法,可以在无需硬件参考信号支持的情况下,成功滤除胸外按压干扰,达到在不间断胸外按压的情况下正确辨识室颤(VF)节律和正常窦性(SR)节律.该滤波算法仅用受按压干扰的心电(cECG)信号实现滤波,无需其它参考信号.通过在不同信噪比的情况下混合ECG信号和按压干扰信号来验证该算法,并且与其它已经成熟的算法比较.验证结果表明在不同信噪比情况下,eLMS方法的辨识结果均优于其他方法.进一步研究表明,仅用eECG信号就可以很好地辨识心电节律.本算法的成功研发降低了体外除颤仪的研发成本,提高了心电节律辨识的准确性以及复苏成功的可能性.
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 |
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2004 | 01 02 03 04 05 06 z1 |
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2001 | 01 02 03 04 |
2000 | 01 02 03 04 |
1999 | 01 02 03 04 Z1 |
1998 | 03 |