中国生物医学工程学报杂志
Chinese Journal of Biomedical Engineering 중국생물의학공정학보
- 主管单位： 中国科学技术协会
- 主办单位： 中国生物医学工程学会
- 影响因子： 0.61
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 0258-8021
- 国内刊号： 11-2057/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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生物医学信号的近无损压缩
生物医学信号的压缩在临床中具有广泛的应用,但在实际应用中,医生们普遍认为有损压缩技术会使诊断信息丢失,只有无损压缩才能不失真地保留所有信息,因而临床诊断必须使用无损压缩.然而,事实并非如此,首先,在信号的采集和数字化的过程中就会引入量化误差和其他各种误差,即使用无损压缩,实际也是有损的;其次,无损压缩的压缩比很低,其压缩性能远不能与有损压缩相比,所以,在医学领域真正具有广泛应用需求的还是有损压缩技术,关键是如何控制好误差以确保信号的可信度.而一般的有损压缩技术,由于其对信号失真度缺乏严格的控制,因而不适合应用于医学领域,所以有必要研究特殊的有损压缩技术,这就是近无损压缩技术.为此,我们提出了一个能有效表征信号可信度的指标,在此基础上,结合生物医学信号非线性、非平稳性的特点,设计了一个基于上下文的生物医学信号近无损压缩算法,实验结果表明近无损压缩在保证信号可信度的前提下获得了比无损压缩更好的压缩结果.后,我们还就近无损压缩技术的研究方向作了有益的探讨.
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基于时空数据抑制噪声的快速脑磁源定位算法
在脑内电流偶极子定位计算中,如何抑制噪声提高定位精度是一个重要的问题.在磁源位置及指向固定的假设前提下,利用磁场的时空数据,可以提高定位精度.仿真计算表明:在相同定位精度情况下,该方法与基于瞬时数据的定位方法相比,可以将信噪比降低13db.此外为提高计算速度,文中采用了复合的头模型与组合的优化方法.
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基于自适应中值滤波的脑事件关联电位单次提取
提出一种基于自适应中值滤波的脑事件关联电位单次提取方法.刺激方式为odd-ball模式,直接用实测的数据进行实验.背景噪声从波形上看呈现为脉冲状形式,中值滤波可以有效地去除脉冲噪声.利用零交叉方法估计各单次记录信号中噪声的脉冲宽度,取其大值作为基准参数,自适应地动态确定各单次滤波时所用窗口的大小.在窗口大小确定后,对各单次记录到的信号进行中值滤波器处理,后对结果进行低通平滑.实验结果表明,本文提出的方法不但具有良好的单次提取效果,而且具有很强的适应性和稳健性.
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家兔脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型
目的:研究大脑组织的复电阻抗频率特性,分析缺血对大脑组织复电阻抗频率特性的影响,构建大脑组织的复电阻抗等效电路模型.方法:利用频响分析仪(1255B,英国Solartron公司),二电极测量法,对12只家兔正常、缺血状态大脑组织复电阻抗频率特性进行离体测量,脑缺血方法采用的是颈总动脉结扎法,等效电路模型分析采用阻抗分析软件(Zplot 2.1,英国Solartron公司),还经过脑组织病理学常规染色(HE染色)对脑缺血进行了验证.结果:在缺血脑损伤发生后,脑组织复电阻抗实部、虚部均明显增大,电阻率变化率受频率影响较小,但脑组织复电阻抗虚部频率特性未呈现出单峰走势,经软件分析得到了脑组织的复电阻抗等效电路模型.讨论:脑组织复电阻抗实部、虚部和电阻率变化率均可以作为成像变量;其复电阻抗等效电路模型显示整体脑组织的等效电路模型构成比较复杂,并非传统的生物组织三元件等效电路模型,在进一步的研究中应设法对各组织分别进行测量.
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用有限元法计算媒质各向异性真实头模型脑电正问题
神经元所产生的脑内电活动通常可用电流源偶极子来模拟.讨论用有限元法计算电流源偶极子产生的电流与电位分布,推导出计算偶极子源在各向异性导电媒质中的有限元方程,并对其进行变形,使得在各向异性导电媒质中生成的有限元刚度阵对称.这一算法已应用于媒质各向异性的真实头模型脑电计算,得到了较为满意的结果.
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用邻域运算从CT图像中分割骨骼
阈值法是传统的从CT图像中分割骨骼的方法,但由于部分体积效应,这种方法难以分割骨骼的细小部分.本方法定义了邻域相关度的概念,用来描述体素在其26-邻域内与某种组织的相关程度.在文中,一种利用邻域运算的骨骼分割方法被提出,首先取一个较大的初始阈值,分割出骨骼体素,再选取一个下限阈值,灰度位于初始阈值和下限阈值间的体素被定义为模糊体素,用邻域运算计算每一个模糊体素对骨骼和对其它组织的邻域相关度,比较二者的加权值,以判断此体素可否转化为骨骼体素.循环搜索所有模糊体素,直到不能从模糊体素中转化出骨骼体素为止.这种方法能分割骨骼的细小部分,对初始阈值不敏感,具有良好的稳定性.
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基于法矢量低通滤波的三维数据等值面平滑显示
在以前的三维显示研究中[1],采用表面矢量平滑的方法对三维重建后的数据显示取得了较好的效果,但也产生了表面特征和特征角等有用信息丢失的问题.现通过把表面法矢量视为离散矢量信号,引入信号处理中滤波器的方法平滑表面法矢量.相对于三维表面数据场的平滑,不仅平滑迭代次数更少,而且更好地保留了有用的表面特征信息.
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基于Gibbs随机场的有限混合模型改进与脑部MR图像的稳健分割
有限混合(FM)模型已经广泛地应用于图像分割,但是由于没有考虑空间信息,导致分割的结果对噪声很敏感,分割出的区域存在很多杂散的孤立点.本文在Gibbs随机场理论的指导下,将空间信息引入FM模型,提出了改进的脑部MR图像分割算法.此外,由树形K平均聚类来估计初始参数,实现了全自动的图像分割.本研究进行了仿真MR图像和真实MR图像的分割实验,定量的数据分析表明,我们所提的改进算法对噪声不敏感,可以更精确地将脑部MR图像标记为灰质、白质与脑脊液三种组织类型.
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多孔梯度结构羟基磷灰石仿骨材料的制备和微观形貌观测
通过仿骨材料的结构设计,采用羟基磷灰石粉末为原料,添加一定量的生物玻璃粘结剂和柠檬酸造孔剂,模压成型,1050℃烧结,获得了羟基磷灰石仿骨材料.微观形貌观察表明:材料外层较致密,含有微孔;内层多孔疏松,含有少量微孔和大量孔径为300μm～500μm的球形气孔,孔隙间相互贯通.材料的孔隙大小和分布呈梯度变化,与天然骨的结构基本一致.
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生物可吸收高强度固态压缩聚丙交酯的降解特征和强度维持
用特殊的加热压缩方法固态压缩法(solid-state compression, SC)加工左旋聚丙交酯(poly-L-lactide, PLLA),获得高强度SC-PLLA(弯曲强度250Mpa,剪切强度190Mpa).将SC-PLLA棒(3.2mm×30mm),置于PBS液或植入兔的皮下和股骨内,定期观察粘均分子量、结晶度、扫描电镜(SEM)形态和机械性能(弯曲强度和剪切强度),研究该材料的降解特征和强度特性,以评价其作为矫形外科骨固定装置材料的价值.结果表明,各组分子量在前12周下降迅速,其后缓慢下降,至72周时,各组分子量降解98%以上;结晶度则与此相反,12周内上升迅速,36周达大.SEM见SC-PLLA降解前内部有大量排列整齐的纵向纤维,并随降解而破坏并出现孔隙.SC-PLLA降解24周后,各组的弯曲强度仍维持在180MPa以上,剪切强度在75MPa以上,都大于皮质骨强度,提示材料的强度维持时间满足一般的骨内固定要求.因此SC-PLLA是一种有前途的生物可吸收接骨材料.
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新型骨基质材料复合骨髓基质干细胞体外培养的形态学观察
目的:新型有机-无机复合类骨基质材料(New Bone-matrix Material, NBM)的研制及其细胞相容性的初步检测,为骨组织工程探寻一种新型复合类细胞外基质材料提供实验依据.方法:应用组织培养技术,对兔骨髓基质干细胞(Bone Marrow Stromal Cell, BMSC)和NBM体外联合培养进行相差显微镜观察和扫描电镜观察.结果:骨髓基质干细胞可以在NBM材料上发生良好的粘附、增殖,并能长入材料的孔隙内,分泌大量的细胞外基质成份.结论:NBM是一种新研制的有机-无机复合类骨基质材料,具有网状孔隙结构;在体外与BMSC复合培养时表现出良好的细胞相容性,对细胞的粘附、增殖和功能表达未见明显影响.
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基于一维人工细胞自动机的肿瘤生长模型研究
通过对Gompertz肿瘤生长理论模型的研究和分析,设计了一种基于一维人工细胞自动机的肿瘤生长模型(TGM1dCA).在连续Gompertz模型基础上,论文导出了Gompertz模型的离散差分形式.运用离散Gompertz模型,论文设计出了体现肿瘤生长动态的人工细胞自动机状态随机演化规则.论文对TGM1dCA细胞自动机进行了理论分析和仿真实验,理论分析和仿真实验结果表明,TGM1dCA细胞自动机与Gompertz模型和临床实验数据具有良好的一致性.
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粘弹性肠道能动性模型的建立与数值模拟
潜入人体肠道释放药物和进行手术的医用微型机器人的研究是目前的一个研究热点,人体肠道的能动性模型对于机器人的控制甚为重要.在理论分析和动物肠道力学特性实验结果的基础上建立了肠道的能动性模型,与粘性蠕动模型相比,能动性模型考虑肠道的弹性性质和粘性性质,更符合肠道的实际特性.与肠道中的液体方程耦合,利用神经控制模型的机械运动模型,运用Galerkin有限元-有限差分法进行了肠道的运动学仿真.为微型机器人进入人体肠道的控制提供了可能.
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弹性模量与表观密度的分段函数关系用于股骨近端的结构模拟
目前,在用功能适应性理论与有限元相结合,进行计算机数值模拟骨再造时,大多数研究者对于不同的表观密度,都是将表观密度和弹性模量的关系取为一种形式.由于松质骨的各向异性,其结构形式的多样性、复杂性,认为用一个统一的模型来描述其结构性能存在一定的问题.本研究基于松质骨胞元模型理论,提出与实际更加接近的松质骨弹性模量与表观密度的分段函数关系,使得弹性模量与表观密度关系的确立有一定的理论基础.利用Mullender等[1]提出的骨自我组织控制过程微分方程来控制骨再造过程,与有限元相结合,将这种松质骨的弹性模量与表观密度的分段函数关系应用到股骨近端结构的模拟预测中,不但能根据模拟得到的内部密度分布给出其内部结构的具体胞元结构形式,而且可以大大提高迭代的收敛速度,因此是一项具有一定的理论意义和实际应用价值的工作.
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心肺交互作用的心血管系统模型及仿真研究
在多元非线性心血管系统模型的基础上扩展了反映心肺交互作用的数学模型,就呼吸运动对心血管系统的影响进行了仿真研究.为了验证模型的有效性,首先对比了模型仿真结果与文献中给出的检测结果,所选取的指标为心率/收缩压变异信号中与呼吸相关的高频功率(HF,0.15～0.40Hz).模型仿真结果与临床检测结果基本一致,表明该模型能够正确反映出呼吸运动对心血管系统的影响.进一步就压力感受器和心肺感受器反馈调节能力的变化对心率变异性的影响进行了仿真研究,指出压力和心肺感受性反射敏感度的降低是导致呼吸性窦性心律不齐随年龄增长而减弱的主要原因.
| 年 | 期数 |
| 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 05 06 |
| 2003 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2002 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2001 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 01 02 |
| 1998 | 01 02 |
| 1994 | 04 |
