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
-
一种用于磁共振引导的加速器系统的磁屏蔽方法研究
在磁共振引导的加速器系统中,面临的主要技术挑战之一是磁共振系统中的外磁场会对加速器中的电子束产生干扰,进而影响加速器的正常工作.为了抑制磁场干扰,利用高磁导率的材料设计了一种开口结构的磁屏蔽筒.使用三维电磁场有限元分析软件ANSYS Maxwell仿真亥姆霍兹线圈,其产生的匀强磁场代替影响加速器电子枪的磁共振外磁场,对屏蔽筒磁导率、半径、长度、侧边厚度、底边厚度、外磁场磁感应强度参数进行仿真求解,使用MATLAB进行数据处理来比较屏蔽性能,给出了优半径与长度时不同侧边厚度与底边厚度的屏蔽效能表,可完全满足磁共振引导的加速器系统的需求.
-
多剂量水平鼻咽癌容积调强与动态调强放射治疗剂量比较及传输效能分析
本研究目的为系统地比较双弧容积旋转调强放射治疗(VMAT)与动态调强放射治疗(d-IMRT)两种技术方法在多剂量水平鼻咽癌(NPC)计划质量和传输效能上的异同,分析靶体积与计划质量差异的相关性.为20例2014年-2015年在本机构进行过4～5剂量水平全颈同步加量(SIB)调强放疗的NPC患者重新设计双弧VMAT计划,其逆向优化条件与设计IMRT计划时相同.然后对两组计划的靶区和危及器官(OAR)的剂量参数、传输效能进行了比较,用三维剂量验证系统进行了质量保证验证,分析肿瘤靶体积与计划质量差异的相关性.结果显示,双弧VMAT靶区的适形度指数(CI)优于d-IMRT (P＜ 0.05),未发现两者差异与靶体积明显相关(P＞0.05).VMAT在靶区PTV1、PGTVnd和PTV3的剂量分布与d-IMRT相似或前者略好.VMAT降低了PTV2剂量,均匀指数(HI)变差.对脊髓、脑干等,VMAT有更好的保护作用,但会增加腮腺剂量.d-IMRT计划跳数为VMAT计划的3.32倍,出束时间为VMAT计划的2.19倍.在COMPASS*质量保证(QA)验证中,VMAT与IMRT计划的靶区γ(3 mm,3％)通过率均大于97％.本研究结果表明,VMAT和d-IMRT两种技术对多水平处方剂量NPC患者的治疗效果相差不大,VMAT能提高靶区的适形度,但使除颈部转移淋巴结外的颈部靶区剂量覆盖率和剂量分布变差.VMAT的QA优于d-IMRT,且VMAT在传输效率上也明显高于d-IMRT.
-
基于自回归小波包熵特征融合算法的情感识别研究
针对提高情感识别正确率这一国际开放问题,本文提出了一种基于小波包熵和自回归模型相结合的脑电信号特征提取算法.自回归过程能大程度逼近脑电信号,用很少的自回归参数提供丰富的谱信息.小波包熵反映脑电信号在各个频带中的谱能量分布情况.将二者结合,能够更好地体现脑电信号的能量特征.本文基于核主成分分析方法,实现了脑电信号特征提取融合.课题组采用情感脑电国际标准数据集(DEAP),选取6类情感状态以本文算法进行情感识别.结果显示,本文算法情感识别正确率均在90％以上,高情感识别正确率可达99.33％.本文的研究结果表明,该算法能够较好地提取脑电信号情感特征,是一种有效的情感特征提取算法.
-
一种基于线阵电荷耦合器件的毛细管内血液流速检测系统
为了检测毛细管中血液样品的流速特征,本文介绍了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)+线阵电荷耦合器件(CCD)+个人电脑(pC)端软件结构的血液流速测量系统.在TCD1703C和AD9826器件数据手册分析的基础上,运用了Verilog HDL硬件描述语言对其驱动进行了设计和仿真验证,并且在FPGA中同步进行了图像信号的采集和血液样品实时边缘点信息的提取,然后对一系列离散位移量做差分运算得到每次扫描的血液样品位移量,进而得出样品的流速.后,经过系统的仿真调试,对血液流速检测系统的可行性进行了验证;经过流速曲线的绘制与流速特性的分析,对测量血液流速的意义进行了分析.结果表明,该血液流速检测系统具有简便、测量耗时短等特点.
-
精神分裂症患者脑功能网络度中心度研究
采用基于体素的度中心度(DC)方法探讨服用抗精神病药物的精神分裂症(SCH)患者脑功能网络的变化特点.通过对41例SCH(病例组)与41名年龄、性别相匹配的健康志愿者(健康对照组)进行静息态功能磁共振成像(rfMRI),采用基于体素的DC方法分析rfMRI数据,采用t检验比较组间差异,并计算病例组与健康对照组差异脑区的DC值与临床症状和病程的相关性.结果显示,与健康对照组比较,SCH组初级感知运动网络的相关脑区的DC值显著降低(P＜0.05),而执行控制网络的相关脑区DC值显著升高(P＜0.05),并且这些差异脑区的DC值与患者的阳性和阴性症状量表(PANSS)评分及病程相关.本研究显示,SCH患者的初级感知运动网络和执行控制网络的功能整合发生异常改变.
-
抗拔出力和骨折块间加压力评价拉力螺钉拧紧程度的实验研究
本实验研究对骨科拉力螺钉在紧固阶段的抗拔出力和骨折块间加压力的关系进行探讨.利用6.5 mm松质骨拉力螺钉和标准人工骨进行测试.实验包含旋转置入测试和随后的螺钉拔出测试两部分,分别记录不同紧固角度下螺钉的骨折块间加压力和抗拔出力.结果发现拉力螺钉产生的骨折块间加压力和抗拔出力随紧固角度呈现特定的变化规律且不同时到达峰值.本实验揭示了拉力螺钉紧固阶段的力学环境变化,并发现了确定其佳置钉终止时机的有效方法.
-
基于N-back认知任务的正常脑老化事件相关电位分析
本文旨在研究不同N-back认知任务下正常脑老化的全脑事件相关电位P300的变化趋势.通过对15个正常年轻人和10个正常老年人进行N-back认知任务下全脑的事件相关电位P300的测定,将所得结果进行分析.结果表明,在执行相同负荷的认知任务时,老年人的P300潜伏期较年轻人在全脑范围内增长;峰值较年轻人在前额-中央区增加,其中在前额区增加的差异具有统计学意义;在认知任务负荷增加时,老年人峰值在全脑范围内增大,以额-中央区为主,但老年人在两种负荷认知任务下的峰值差异不具有统计学意义;而潜伏期在右脑额-中央区缩短,在两种负荷认知任务下的潜伏期差异具有统计学意义.因此,全脑事件相关电位P300显示正常脑老化主要影响着前额区,且相比于低负荷认知任务,执行高负荷认知任务时更能反映老化对脑功能特征的影响.通过本文以上研究结果,期望可对早期老年痴呆患者的检出具有启示意义.
-
去抗原猪松质骨修复犬颌骨缺损的影像学分析
目前临床应用的异种骨多来源于牛,近年来许多学者对猪骨的临床应用进行了大量的探索.因此,本研究利用去抗原猪松质骨修复狗下颌骨缺损,并进行影像学评价,为后期利用组织工程修复颌骨缺损提供新的思路.本研究通过对4只中国杂种犬施行手术,构建了双侧下颌骨骨缺损动物模型,然后采取同体双侧对照原则,随机选取一侧用犬自体骨修复(设为对照组),对侧缺损处用去抗原猪松质骨修复(设为实验组),以钛板钛钉分别予以固定,于术后第12周、第24周进行锥形束电子计算机断层扫描(CBCT)、电子计算机断层扫描(CT)和单光子发射计算机断层成像术(SPECT)检查,以SPECT与CT进行图像异机融合.研究结果显示,去抗原猪松质骨改建速度虽然较自体骨为慢,但仍可作为支架材料修复颌骨缺损.通过以上研究,本文结果或可为临床修复大面积颌骨缺损所需材料提供一种新的选择.
-
三维打印Ti-6Al-4V合金孔洞几何特征与空间分布研究
三维(3D)打印技术因其增材制造特性被认为是一种先进的制造技术,其中电子束烧结技术(EBM)是一种广泛应用的金属3D打印工艺.该工艺打印的金属构件因常含有微观孔洞缺陷而降低了力学性能,特别是疲劳性能.本文针对电子束烧结工艺打印的两种不同形状的植入体Ti-6Al-4V合金试样,利用计算机断层扫描技术(CT)对试样内的孔洞进行了测量,统计并分析了孔洞的数量、体积、形状以及空间分布情况.结果表明形状差异在一定程度上影响了电子束烧结Ti-6Al-4V合金的微观孔洞缺陷数量,但不同试样的孔洞均以小于0.000 2 mm3的小体积孔洞为主,占孔洞总数的80％.反映试样孔洞奇异性的球度值较小,孔洞体积与球度值呈反比.对自由面的强化烧结有效降低了试样近表面的孔洞密度.本文结论对利用该工艺制备具有较好抗疲劳性能的医用植入体有一定参考价值.
-
基于K-means聚类与改进随机游走算法的冠脉光学相干断层图像斑块分割
光学相干断层成像技术(OCT)现已发展成为国内外较热门的冠状动脉内影像技术,其中冠脉OCT图像的斑块区域分割对易损斑块的识别和研究有着重大意义.本文提出了一种基于K-means聚类与改进随机游走的新算法,实现了对冠脉钙化、纤维化斑块和脂质池的半自动化分割.本文主要创新点为改进了随机游走算法的权函数,将图像中像素间的边与种子点之间的距离加入到了权函数定义中,增加了弱边界的权值,防止了过分割现象的发生.本文基于以上方法对9名冠状动脉粥样硬化患者的OCT图像进行了斑块区域分割.通过对比医生手动分割结果,证明了本文方法具有良好的精度和鲁棒性,以期本文方法可对冠心病的临床诊断起到一定的辅助作用.
-
基于三维有限元仿真的卧床和空间失重下人体股骨重建分析
进行长期空间飞行的航天员处于失重环境,所受力学激励小于正常值,会面临骨密度减小和骨丢失的问题.为了探究失重环境下股骨密度和质量的变化趋势,本文建立了人体股骨的三维模型,进行了卧床条件下基于有限元的人体股骨重建的仿真分析.通过对比卧床实验数据与仿真数据,验证了人体股骨有限元模型与重建参数的有效性.继而进行人体股骨在空间失重条件下的重建仿真,建立关于时间的骨重建速率函数.增大载荷大小和增加载荷循环都能减少骨丢失,仿真结果表明增大载荷大小更能有效减少骨丢失.对股骨骨量恢复的重建速率作出讨论,结果表明骨量恢复的重建速率小于骨丢失的重建速率.本文为航天员阻力锻炼方法及后期恢复训练提供了理论依据,航天员在空间飞行期间可以通过增大阻力锻炼强度减少骨量丢失.
-
基于脉搏波的警觉度检测研究
本文采用脉搏波信号研究了警觉度的变化规律.本研究共招募10名受试者参加了持续95 min的警觉度“时钟测试”(MCT).试验过程中,受试者们通过卡罗林斯卡嗜睡量表(KSS)和斯坦福嗜睡量表(SSS)主观评价了清醒程度,同时记录了所有受试者的目标反应时间、目标识别正确率和脉搏波信号.结果表明,根据主观量表得分和受试者的行为学数据可以将警觉度定标为3个水平:前30 min为高警觉度水平;中间30 min为一般警觉度水平,后30 min为低警觉度水平.此外,脉搏波信号的时域特征,如:次级波峰幅值、波峰幅值、次级波峰潜伏期,随警觉度的降低而减小,而波谷幅值随警觉度的降低而增大;频域特征:8.600～ 9.375 Hz、11.720～12.500Hz、38.280～ 39.060Hz和39.060～39.840Hz这4个子频带的能量概率也随警觉度的降低而减小.后,在上述8个特征建立的模型中,10名受试者三分类正确率的平均值高达88.7％.本文的研究结果证实了脉搏波在警觉度评估上的可行性,为警觉度的实时监测提供了新的思路.
-
用于三维打印的陶瓷义齿材料制备及性能研究
陶瓷材料的微流挤出成形是三维打印领域中一种尚未发展成熟的快速成型工艺,它是将陶瓷浆料经微米级孔道挤出成丝后自由粘结堆积成形的,因此会造成空隙和气孔率较大,烧结后会影响材料的致密度,从而影响力学性能.本文针对这一缺陷首先研究了适用于此工艺的陶瓷义齿打印浆料的制备方法,并对浆料的理化特性以及烧结性能进行分析和测试.结果得出:配制的陶瓷浆料不仅从流变特性上符合微流挤出成形的要求,成形坯体烧结后的效果也满足口腔义齿的力学性能要求.这是技术上的一个进步,奠定了此工艺在三维打印陶瓷材料应用领域的基础,推动了该工艺的发展逐步走向成熟.
-
基于深度学习方法的慢性阻塞性肺疾病危重度分类研究
本文提出了一种基于深度学习方法的慢性阻塞性肺疾病危重程度自动分类算法,并以大样本临床数据为输入特征,分析各特征在分类中所占的权重.研究通过特征选择、模型训练、参数优化、模型测试,建立了基于深信度网络架构的分类预测模型,通过对2007年、2011年两个版本的慢性阻塞性肺疾病全球倡议组织(GOLD)危重程度标准进行自动分类与测试,分类准确率均达到90％以上.同时,通过分析模型系数矩阵得出输入特征的贡献度排序,并通过该排序发现,贡献度较大的输入特征与临床诊断先验知识之间存在较好的吻合性,证明了深信度网络分类模型的有效性.通过本文研究,期望能为深度学习方法在疾病诊断辅助决策中的应用提供有效解决方案.
-
基于Gabor小波-传递熵的脑-肌电信号同步耦合分析
人体运动中脑电(EEG)信号和肌电(EMG)信号间的同步特征能够反映皮层肌肉间功能耦合(FCMC)的关系.本文将Gabor小波和传递熵(TE)结合,提出一种新的方法(Gabor-TE)用以定量分析不同恒定握力下EEG-EMG信号间的非线性同步耦合特征及方向特性.本研究首先选取9名健康受试者在4种不同恒定握力下的EEG、EMG信号,并以Gabor小波变换进行局部分解;然后计算频带TE值并定义单位传递面积指标(ATE),分析恒定握力下EEG-EMG信号的局部频段同步特征及方向特性;后探究EEG信号和EMG信号功率谱对Gabor-TE方法分析结果的影响.本文研究结果表明:恒定握力下,β频段EEG→EMG方向TE值高于EMG→EEG方向,且随握力水平增加EEG→EMG方向上β频段ATE值降低;γ频段TE值在EMG→EEG和EEG→EMG方向上的差异随握力增加而呈现出一定的变化规律;EMG功率谱与特征频段TE结果强相关.本文试验结果表明,Gabor-TE方法能定性、定量描述EEG-EMG信号在局部频带和信息传递上的非线性同步耦合特征,今后或可为研究运动控制及患者康复评价提供一定的理论依据.
-
便携式手握心电监护仪的设计与实现
针对传统电极需要与皮肤直接接触、使用不方便、花费时间长等缺点,本文基于电容耦合原理设计了一种隔着衣物快速检测人体心电信号的便携式手握心电监护仪.该监护仪主要由手握心电传感器和嵌入式终端两部分构成.本系统将感应电极隔着衣物放置于胸前,检测获取心电信号,并经单端差动放大、滤波和主放大后,由CC2540模块进行A/D转换和心电信号传输.然后嵌入式终端对接收到的心电信号进行数字滤波和数据处理,后在屏幕上显示波形和心率值.实测结果表明利用手握心电监护仪能实现隔着衣物实时检测人体心电信号,具有操作简单、便携性和快速检测等优点.
-
三维打印颌骨支架的研究进展
口腔颌面部肿瘤、外伤等常造成大范围的颌骨缺损,导致患者面部畸形、语言和咀嚼功能障碍等,严重影响患者生活质量.三维打印(3DP),又名“增材制造”,是一类将材料逐层添加来制造三维物体的技术.利用三维打印并结合影像数据、计算机设计和个性化制造颌骨修复支架,可以对复杂形态的颌骨缺损进行精确的修复重建,相对于传统的颌骨修复方式具有独特的优势,成为近年来颌骨组织工程支架研究的热点.本文就三维打印颌骨支架在颌骨修复中的应用作一综述,为临床上颌骨缺损的修复提供新思路.
-
黑色素纳米颗粒的特性与应用研究进展
黑色素纳米颗粒除了具备黑色素固有的优良性质如金属离子螯合性、光热转换性等之外,还具有高分散稳定性以及良好的生物相容性和生物可降解性,且易于表面改性或负载功能性物质来增强性能,从而用于靶向特定部位和治疗疾病.本文对黑色素纳米颗粒的特性、制备及应用研究进行综述,旨在为进一步开发其应用提供参考,为生物、医学等领域的实践提供理论依据.
-
竞争性内源核糖核酸的研究进展
竞争性内源核糖核酸(ceRNA)假说是一种新的基因转录后调控模式,即编码蛋白质的信使RNA (mRNA)、长链非编码核糖核酸(lncRNA)、假基因转录物、环状核糖核酸(circRNA)等可通过结合微小核糖核酸(miRNA)参与其靶基因的表达调控.ceRNA调节网络在维持正常生理状态及调控疾病发生、发展中发挥重要作用.本文围绕着该假说的提出、相关分子类型、当前研究现状、存在问题和发展方向等多个方面,对ceRNA的研究进展进行综述,有助于阐明包括肿瘤在内的多种疾病的致病机理,并为疾病的诊治提供新思路.
-
基于多模型高斯过程回归的肺部四维计算机断层扫描超分辨率重建
肺部四维计算机断层扫描(4D-CT)能引导精确放疗,然而出于对患者安全性的考虑,4D-CT扫描间距不能太小,以至于图像的上下层间分辨率过低,因此图像冠、矢状面需要插值才能得到高分辨率图像.本文提出了一种基于多模型高斯过程回归的超分辨率重建技术,该方法利用高分辨率的横截面及对应的低分辨率图像作为训练集,通过构造多个高斯过程回归模型,预测出冠、矢状面的高分辨率像素点.实验结果表明,本文方法在边缘及细节的恢复上都优于双三次插值、凸集投影算法、稀疏表达方法、多相位相似的方法和基于自学习分块的高斯过程回归方法.研究结果表明,本文方法能有效提高肺部4D-CT图像的质量,对实现肺部肿瘤精确的个体化放疗有积极意义.
-
术中矩阵式电极的精确定位研究
为精确定位术中硬膜下矩阵式电极的图像坐标和序号,本文提出一种图像处理的矩阵式电极定位联合算法.采用电极逐点扩展定位算法,向上下左右逐点扩展,确定各个电极初始坐标和序号;采用单电极坐标区域提取算法,确定各个电极佳坐标,从而逐点定位所有电极的图像坐标和序号.本文研究结果表明,电极序号定位准确率达100％,电极坐标定位误差小于2 mm.本文研究的算法可以精确定位呈弧形排列的矩阵式电极图像坐标和序号,从而辅助绘制大脑皮层功能映射图,实现术中脑功能区精确定位,因此今后或可广泛应用于基于皮质脑电信号分析的神经系统科学研究和应用.
-
经颅磁声刺激作用下神经元放电频率适应性的研究
经颅磁声刺激利用超声和静磁场共同作用在神经组织或组织液中产生的电流来调节神经元的活动.它具有高空间分辨率和良好穿透深度的优点.神经元放电频率适应性在神经信息处理中起着重要作用.本文基于Ermentrout神经元模型研究了在经颅磁声刺激下,磁场强度、超声强度、超声频率对神经元放电频率适应性的影响作用.仿真结果表明,随着磁场强度的增加,神经元产生放电的时间缩短,峰峰间期变小,放电间隔变短;在不同适应变量的情况下,随着适应变量的增加,初始放电频率随着输入的磁场强度向右偏移,而在稳定状态下放电频率随着磁场强度的增加近似呈线性关系.超声强度对神经元放电频率适应性的影响与磁场强度相一致.超声频率对神经元放电频率适应性无明显影响;在不同适应变量下,随着适应变量的增加,初始放电频率的幅值整体降低,而在稳定状态下放电频率随着超声频率的变化基本呈线性关系.研究结果可以帮助我们揭示经颅磁声刺激对神经元放电频率适应性的作用机制,为其用于神经精神方面疾病的治疗提供理论依据.
-
混合语音段特征双边式优选算法用于帕金森病分类研究
近年来,已有研究证明基于语音数据可实现帕金森病(PD)的诊断,但是目前相关研究主要集中在特征提取及分类器设计等方面,对于样本优选方面考虑不足.本课题组前期研究结果表明,样本优选可有效改进分类准确性,但是样本和语音的相关关系至今还未能深入研究.因此,本文提出了基于相关特征加权和多核学习算法,同时对语音段和特征进行优选,用于发现语音段和特征的协同效应,从而达到提升PD分类准确性的目的.实验结果表明,本文算法针对受试者的分类准确率达到了82.5％,较已有文献算法提高了30.5％.此外,本文算法还挖掘出了语音段和特征的协同效应,对语音标记物提取有一定参考价值.
-
实时动态血糖监测器的设计与实现
实时动态血糖监测有助于严格控制血糖水平在正常值范围之内,从而降低糖尿病并发症的风险,提高糖尿病患者的生存质量.针对实际监测过程中传感器、环境噪声等各种因素限制其测量精度的问题,本文提出了一种移动窗双层筛选处理算法结合实时自补偿校准算法的双重校准模式,实现对电流数据的信号漂移补偿,并基于此设计了一种可实时、动态检测血糖变化的监测器.该监测器由可调激励电压模块、电流-电压转换模块、微处理器和无线收发模块组成,其大小仅为40 mm× 30 mm×5 mm,重量仅30 g,便于患者随身佩戴,且设计的通信指令码算法保证了数据传输的安全性和完整性.体外葡萄糖实验表明监测器的电流检测效果良好,在体5h的监测实验表明该监测器可实现对血糖的实时动态监测,与家用血糖仪对比其相对误差在2.22％～ 7.17％之间,证明设计的监测器具有较高的检测精度.
-
一种计算机断层图像辅助的肾动态图像感兴趣区自动检测方法
肾小球滤过率(GFR)是评估肾脏功能的重要指标,可采用肾动态显像联合Gates法计算获得.针对GFR计算问题,本文提出一种计算机断层(CT)图像辅助的肾动态图像感兴趣区(ROI)自动检测方法,以实现客观准确的GFR计算.该方法首先获得CT冠状面投影图像与单光子发射计算机断层成像(SPECT)的增强合成图像,完成双模态图像配准后,采用改进的水平集方法实现肾脏ROI的自动检测并获取本底ROI,后利用Gates法计算GFR值.经临床数据验证,该方法能够自动完成肾脏GFR值计算,所得结果与临床报告一致.该方法在消除人工勾画环节的同时,还能提高ROI检测的准确性和稳定性,尤其有利于肾功能严重受损时的GFR计算.
| 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 |
