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非线性药物动力学参数的计算方法研究进展
目的：旨在让药学领域的学者对非线性动力学参数的计算方法有更多的了解。方法本文综述了近年来有关非线性药物动力学的研究概况，介绍和评价了非线性药物动力学参数的计算方法及其应用。结果本文为研究非线性药物动力学参数的计算方法引入新思路。结论非线性药物动力学参数的计算方法推动了药物动力学更好的完善和发展。
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高血压合并室性早搏患者线性及非线性心率变异性分析
目的 研究高血压合并室性早搏患者线性及非线性心率变异性(HRV)指标的变化及与室性早搏数目的相关性.方法 选用24 h长程及5 min短程HRV指标对77例高血压合并室性早搏患者(A组)和41例正常对照者(B组)进行心率变异性分析,其中长程线性指标包括所有正常R-R间期标准差(SDNN)、每5 min正常R-R间期均值的标准差(SDANN)、每5min正常R-R间期标准差的均值(SDNN Index)、相邻正常R-R间期差值的均方根(RMSSD)、相邻正常R-R间期差值＞50 ms的百分比(pNN50),短程线性指标包括低频功率标化值(LFn)、高频功率标化值(HFn)、低频功率/高频功率(LF/HF),短程非线性指标包括中心边缘比(CER)、累积能量(CE)、大李雅普诺夫指数(LEs)、心迷走指数(CVI)、心交感指数(CSI),并分析A组的HRV指标与室性早搏数目的相关性.结果 与B组相比,A组的SDNN、SDANN、SDNN Index、RMSSD、pNN50、HFn、LEs和CVI显著降低(P＜0.05),LFn、LF/HF、CER、CE和CSI显著升高(P＜0.05),其中CER、LEs两项指标表现出随着室性早搏程度的加重而升高的趋势(P＜0.05),CER、CE、CSI与A组的24 h室性早搏数目呈正相关(P＜0.05),LEs、CVI与A组的24 h室性早搏数目呈负相关(P＜0.05).结论 高血压合并室性早搏患者的HRV显著下降,室性早搏数目随交感神经张力增高而增多,非线性HRV评价自主神经功能较线性HRV更为敏感.
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短时非线性心率变异性对心力衰竭患者心功能的评价
目的 评价短时非线性的心率变异性指标在不同心功能分级的慢性心力衰竭患者中的变化及影响因素.方法 应用5 min动态心电图分析84例慢性心力衰竭患者的心率变异性(HRV),非线性指标包括滑动窗口测度熵(MwEn)、中心边缘比(CER)、累积能量(CE),线性指标包括极低频功率(VLF)、低频功率(LF)、高频功率(HF)、低频功率/高频功率(LF/HF)、总功率(TP)、低频功率的标化值(LFn)、高频功率的标化值(HFn)；用彩色多普勒超声诊断仪测定左室射血分数( LVEF).将心率变异性指标与41例健康者进行比较,并分析非线性指标的影响因素.结果 短时非线性心率变异性指标在不同心功能分级组间的差异存在统计学意义(P＜0.05),在年龄、心率及LVEF三项指标中,LVEF是影响MwEn(r=0.50,P＜0.001)、CER(r=-0.27,P=0.007)、CE(r=-0.30,P=0.003)的主要因素.结论 短时非线性心率变异性分析可用来评价慢性心力衰竭患者的心功能状态,且与线性指标相比,具有较强敏感性.
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大鼠癫痫模型中水合氯醛与贝美格引起痫性脑电的非线性分析
运用非线性动力学指标近似熵和相关维对大鼠由水合氯醛与贝美格引起的痫性脑电信号进行研究.发现水合氯醛与贝美格引起的痫性脑电,在相同时期其复杂度无统计学差异;癫痫发作时,脑电信号的近似熵和相关维明显低于未发作和发作后.认为水合氯醛注射过量也可引起癫痫发作;癫痫发作时,脑电信号的复杂度发生明显变化.
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生物反馈过程心电及脑电信号的非线性分析
目的 探讨肌电生物反馈过程中脑电、心电信号的变化规律及其非线性机制.方法 以线性及非线性动力学参数--近似熵和互近似熵分析肌电生物反馈过程中的肌电、心电和脑电信号的变化规律及其相互联系.结果 生物反馈训练可使肌电振幅明显降低[生物反馈组(0.38±0.15)μV、对照组(0.57±0.18)μV,P＜0.05]、心电近似熵明显升高[分别为:(0.80±0.19)、(0.64±0.08),P＜0.05];脑电近似熵以FP1和FP2导联升高显著(P＜0.05);FP1(生物反馈组0.48±0.16;对照组0.31±0.10)和FP2(生物反馈组0.43±0.14;对照组0.27±0.12)导联的脑电-心电互近似熵也显著升高(P＜0.05).结论 生物反馈过程中FP1和FP2导联(对应大脑额极)的电活动增加,提示额极可能是生物反馈过程中大脑有意识调节内脏功能的中枢整合部位;非线性分析有可能为阐明生物反馈的机制提供新途径.
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人工神经网络及其在卫生检验中的应用
1引言人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANN)是模拟人脑神经系统基本特征,由大量神经元相互联接而成的自适应非线性动态网络系统[1].
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中医藏象学说自组织原理探析(二)——从耗散结构的形成条件探讨藏象与养生
目的:从耗散结构的形成条件探讨中医藏象与养生学说.方法:通过耗散结构形成条件对生命演化分析道生原则与养生之道.结果:提出如下推论和假说:①抑制熵增diS,增加负熵流deS是保障人体稳态、促进人体巨系统进化的必要条件；②信息反馈是增加人体负熵,实现人体巨系统功能改善和升华的关键因素；③任何暂时失稳的和处于相对稳态的生命机体(耗散结构)都有新生(恢复稳态)和继续进化(提高健康层次)的可能和希望；④自然之“道”即“宇宙统一场”,其是宇宙间唯一的“中和无极化之均衡统一场势”,是一切系统内部非线性动力学过程的根本原因,也是一切非线性系统自组织的根本动力.结论:从耗散结构的形成条件探讨中医藏象与养生学说值得进一步研究.
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伞形科药材的非线性反应快速鉴别
目的 利用中药作为非线性反应的底物,建立伞形科药材的鉴别方法.方法 采用H+-Mn2+-CH3COCH3-BrO3-为振荡体系,一定量的中草药粉末作为反应的底物.控制一定的温度,搅拌时间和搅拌速率.以217型饱和甘汞电极作参比,213型铂电极作指示电极,采用电化学工作站记录化学振荡体系中电位E随时间t的变化值,利用Origin7.5软件绘制E-t曲线,获得非线性电化学指纹图谱.结果 非线性电化学指纹图谱的重复性良好,经MATLAB软件分析相关系数大于0.9.4种药材的E-t曲线从整体上看具有明显的差别.聚类分析结果也将20个样品明显分为4类.结论 可以利用此方法鉴别伞形科药材,此方法简便、可行.
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天南星科药材的非线性反应快速鉴别
目的 利用中药作为底物的非线性反应,建立天南星科植物的鉴别方法.方法 采用H+-Mn2+-CH3COCH3-BrO3-为振荡体系,一定量的中草药粉末作为反应的底物.以饱和甘汞电极作参比,铂电极作指示电极,采用电化学工作站记录化学振荡体系中电位E随时间t的变化,利用Origin7.5软件绘制E-t曲线,获得非线性电化学指纹图谱.结果 非线性电化学指纹图谱的重复性良好,3种药材的指纹图谱具有明显的差别.结论 可以利用此方法鉴别天南星科药材.
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非线性动力学分析方法在嗓音医学中的应用进展
言语交流是人类社会生存的基本功能，生活质量与嗓音功能密切相关。伴随着日趋频繁的社会交往活动，嗓音疾病的患病率也逐年增加，因此，在治疗嗓音疾病时重视嗓音功能的保护有重要意义。目前，临床上对嗓音功能的评估主要包括：声带振动特征评价、发声质量的主客观评估、喉神经肌肉电生理评估、气流动力学评估等方面［1］。其中，因其客观性、方便性及实用性，声带振动特征评价和发声质量的客观评估在临床上应用广泛。正常声带发声时呈双侧对称的周期性振动，而病变声带可因声带的位置、形状、质量、张力、弹力及粘弹性等发生改变，导致声带产生不规则的振动，从而产生很强的非周期性嗓音声学信号。声带的位置、形状、质量、张力、弹力及粘滞性等因素均会对组织产生非线性影响，病变声带振动的过程不可能只按照某一因素的变化产生线性的变化，而是受多因素的影响产生非线性现象。本文对非线性动力学方法在嗓音医学中的应用进展及相关参数进行综述。
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正畸NiTi弓丝三维非线性有限元建模研究
目的:探讨正畸Niti圆丝和方丝的三维非线性有限元建模方法.方法:用Pro/E软件建立NiTi圆丝和方丝被固定于矫治器前的几何模型,导入Marc软件,对其进行几何修复后生成实体单元,并按实际模拟边界条件,按NiTi合金定义初始条件和材料特性,终得到正畸NiTi圆丝和方丝弓的有限元模型.结果:建立了用于正畸治疗的NiTi圆丝和方丝弓的有限元模型,可以预测弓丝在矫治形变过程中(各时段)其本身结构中各节点、单元的受力、位移情况.结论:本研究率先建立正畸NiTi圆丝和方丝的三维非线性有限元模型,为矫治方案的设计提供量化依据.
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头发检测诊断疾病已成为临床研究和实践应用的一种新方向
头发诊断疾病，主要取决于数据获取的可靠性和数据解析的合理性。
经过几十年的艰苦奋斗和辛勤劳动，我国已形成渐趋统一的标准化头发前处理方法，完善了包括使用头发标准物质在内的全程质控措施，这就在一定程度上保证了头发元素检测数据的可靠性和可比性。在数据解析方面，中国科技人员创造性地开发了各种类型微量元素谱--计算机模式识别法，包括基于机器学习的传统模式识别法（如非线性映照法、逐步回归和逐步判别分析法、偏小二乘法、人工神经网络法等）和基于统计学习理论的支持向量算法（如支持向量分类算法、支持向量回归算法等），后者已能较好的解决小样本、非线性、高维数和局部极小点等原来难以解决的实际问题。 -
全腰椎非线性有限元模型的建立与有效性验证
目的 为人体腰椎生物力学有限元分析建立有效的全腰椎非线性数字仿真模型.方法 采集一名25岁的健康男性腰椎(L1～5)CT影像数据,依次通过Mimics 17.0、Geomagic Studi0 2013、UG8.5、Hypermesh 13.0、Abaqus6.14-4五个软件建立模型,赋予各组织对应的属性.首先进行网格收敛性测试,选取合适的网格划分方案以提高分析效率.然后通过给模型施加不同的力矩载荷来模拟腰椎的6种运动(前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左轴向旋转、右轴向旋转),计算腰椎各功能节段(functional spinal unit,FSU)的活动度(range of motion,ROM).结果 模型得出的结果与体外试验的数据类似,两者变化趋势规律一致.结论 本研究使用的全腰椎非线性有限元模型的建立与验证方法可用于未来脊柱相关疾病的建模与分析.
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声衰减与非线性对双频聚焦声焦域的影响
目的:探讨声衰减与非线性对双频聚焦超声声焦域的影响.方法:利用瑞利积分的线性叠加算法数值模拟计算,并在辐照离体生物组织中进行实验验证.结果:随着声衰减系数的增大与非线性的增强,双频声焦域从“椭球形”变成“蝌蚪形”,并且焦域向着换能器方向移动,但声衰减的影响较非线性大.结论:声衰减与非线性对焦域影响较大,在实际应用中应予考虑.本文在利用瑞利积分的线性叠加算法,研究了媒介声衰减与高声强引起的非线性对差频相干模式下的双频聚焦声场焦域的影响.结果表明,随着声衰减系数的增大与非线性的增加.双频声焦域从“椭球形”变为“蝌蚪形”,并且焦域向着换能器方向移动,但声衰减的影响较非线性大.并在离体牛肝的损伤实验中得到初步验证.
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基于小波分析的MRI图像对比度增强
针对MRI影像经常出现的正常组织和病态组织之间对比度不清的问题,文中采取基于小波变换的非线性的图像增强算法.实验结果表明,此增强方法能够在增强图像微小细节的同时避免噪声过增大,使结果图像具有很好的视觉效果.因此本文方法有效而实用.
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一种快速超分辨率图像重建算法
本文提出了一种新的自适应超分辨率重建算法,能够从序列低分辨率图像中重建出高分辨率图像.该算法充分考虑到低分辨率图像中的运动误差估计、点扩散函数以及加性高斯白噪声对重建算法的影响,通过构造新的非线性白适应正则化函数,并用实验方法分析函数的凸性以得到自适应步长因子.为验证算法的有效性,本文采用光学图像进行实验.实验结果表明,新算法能够有效地改善图像的空间分辨率和提高算法的收敛速度.
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亚健康研究与混沌学
当前医学热点之亚健康研究发展迅速,总体处于主观性较强、粗略、模糊和经验性的阶段.因此,更客观地、科学地反映机体功能的"亚健康"状态,是亚健康研究急需突破的重要方向.从信息科学角度,对人体内生物功能信息网络的信息组构,进行深入分析加工,凭借反映机体内在功能有序化本质的指标,才能客观表述亚健康状态,因此必须引进现代系统科学混沌学中的非线性研究方法.
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EEG脑电复杂性研究进展
非线性科学和复杂性科学的基本理论的发展,大大加速了人类对大脑机理和病理的认识和研究.该文回顾了近年来EEG复杂性的研究概况,详细阐述EEG复杂性的研究进展及其与大脑机理、病理的联系,并对用复杂性研究的存在问题进行了进一步讨论,后展望了EEG的发展和应用.
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微种植体舌侧内收上前牙力系三维有限元非线性模型的建立
目的 建立具有高度几何相似性和力学相似性的微种植体支抗舌侧内收上颌前牙力系的三维有限元非线性模型.方法 通过高精度的螺旋CT扫描获得组牙与颌骨的结构信息,运用MIMICS软件进行三维重建,在Solidworks软件中建立包含舌侧托槽、弓丝、牵引钩及微种植体的三维几何模型.将上述三维几何模型导入ANSYS软件,并生成非线性牙周膜及非均质性颌骨,终生成微种植体支抗舌侧内收上颌前牙力系的三维有限元非线性模型,并对模型进行加载检测.结果 成功建立了高仿真的微种植体舌侧内收上颌前牙力系的三维有限元非线性模型.在100 ×g内收载荷作用下,上颌前牙发生舌向倾斜的初始位移,同时上颌切牙的腭侧龈缘与颊侧根尖出现压应力集中区,而腭侧根尖与颊侧龈缘出现牵张应力区.结论 根据上颌骨正交各向异性以及牙周膜非线性的材料属性,建立了具有高度几何相似性和力学相似性的微种植体舌侧内收上颌前牙力系的三维有限元非线性模型,可用于该舌侧矫治力系的生物力学分析.
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非线性教学模式在医学影像物理学中的实践研究
医学影像物理学是融合了医学影像和物理学，以物理学的知识为基础，研究和解决与医学诊断、治疗以及人体基础研究有关问题的交叉学科［1］。它是涉及物理学、医学和信息学的跨学科领域，是医学院校公认较难的科目。在教学过程中存在教学过程封闭与教学内容开放的矛盾。这类学科的复杂性必然导致教学模式的改革。教育学家小威廉姆 E·多尔认为“线性教学是一个确定的、序列性的、易于量化的秩序系统，它有着清晰的起点和明确的终点；而非线性教学是一个复杂的、多元的、不可预测的系统或网络，它像生活本身一样，永远处于转化和过程之中”［2］。在医学影像物理学中引入非线性教学模式就是要将传统的以老师为主的封闭教学模式改变为以学生为主的开放性教学模式。利用多媒体、网络、智能化软件、教学实习基地等技术和条件为基础，把 PBL 教学、情境式教学、实践性教学等多种现代化教学方法和多元教学手段有机结合在一起，并将物理学史、人文素质教育思想也融入教学中，发挥学生学习的积极性、主动性和创造性，培养学生综合素质［3］。目前，国内外关于非线性教学的研究已从理论层面上逐渐展开，但从实践层面上看，可供参考的范例和模式甚少。本研究尝试在影像物理学中引入非线性教学模式，并通过考试成绩和问卷调查进行评价，得到一些有意义的结果。
