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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微机器人结肠镜样机及离体肠道试验研究
为了对结肠进行微创无创检查,依据仿生学原理,使用微细加工技术,开发了一种基于电磁蠕动的仿蚯蚓微机器人结肠镜样机,进行了离体肠道试验.微机器人结肠镜使用电磁直线驱动器,运动单元之间由万向节连接,机器人整体柔软灵活.头部通过形状记忆合金控制行走方向和成像方向.在试验中,对机器人的运动效率、运动能力进行了深入的分析,测量了运动速度、牵引力.设计并制造出样机,进行了猪结肠离体实验,结果表明机器人结肠镜运动可靠、控制方便,该研究对机器人结肠镜进入临床应用具有一定的参考价值.
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基于经验模式分解与样本熵的癫痫预测方法
本研究提出一种基于经验模式分解(empirical mode decomposition,EMD)与样本熵的癫痫预测方法;该方法首先对原始信号进行了经验模态分解,将其分解为多个平稳的固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)之和,再选取若干个包含主要癫痫预报信息的IMF分量,将其求和后,计算其样本熵(sample entropy,SampEn).结果表明,癫痫发作前期样本熵呈减小趋势,基于EMD的样本熵其减小幅度显著增加,同时抑制了伪差对实验结果的影响.基于经验模式分解与样本熵的癫痫预测方法能够很好的对癫痫进行预测.
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高频超声对关节软骨消肿与肿胀行为的定量分析
关节软骨可减轻关节滑动中所产生的关节面间的摩擦,具有负重传导、润滑及耐磨损的特性.关节软骨肿胀属性的改变可作为检测早期关节炎的指标之一.本研究的目的在于利用高频超声技术和信号处理技术建立一个实时超声监测系统,以一种非接触、无损的方法研究软骨的瞬时渗透性消肿(收缩)及肿胀(膨胀)行为.样本取自新鲜成年牛膝盖骨,通过改变外溶液的浓度引入渗透压,促使软骨发生收缩膨胀反应,利用实时超声监测系统进行无损测量.实验表明关节软骨的肿胀消肿过程出现"过激松弛"现象,大收缩膨胀应变的绝对值分别为0.75%±0.57%和0.28%±0.28%,膨胀应变与收缩应变具有显著性差异(p＜0.05).同时发现软骨内超声速度随时间的指数性变化可以表征离子的渗透过程.实验证明该超声系统具有良好的可重复性(组内相关系数ICC＞0.98)和可靠性(相对误差＜5%).应用高频超声技术不仅可无损量化地研究软骨的渗透性消肿膨胀行为,而且为今后研究软骨病变及早期发现关节炎提供一个有效可行的方法.
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基于离散小波变换提取脑机接口中脑电特征
在脑机接口中,针对脑电特征提取利用单一种类信息、使用数据量大、分类性能较差等缺点,提出一种新颖的基于离散小波变换的方法.分析了小波变换特征提取的特点和特征表示方式,用Daubechies类db4小波函数对脑电信号进行6层分解,抽取小波变换各子带关键的部分逼近系数、小波系数、小波子带系数均值组成特征向量.以分类正确率为指标检验了提取特征的性能.实验结果表明,这种方法能够利用少量数据提取脑电信号本质特征,具有较高的分类性能,为利用脑电识别人的不同意图提供了快速而有效的手段.
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交流磁流体推进血液驱动装置的初步研究
磁流体推进是用于将导电流体(如海水、血液、液态金属等)进行增压,输送和推进的一种电工新技术.根据外加磁场特性的不同,磁流体推进可分为直流和交流两种方式.根据交流磁流体推进的基本原理和血液的导电特性,提出了一种新型的血液驱动装置--交流磁流体血液驱动泵.在这种血液驱动装置中,血液中没有运动的机械部件,也没有周期性的机械变形,因此这种驱动方式对血液没有机械挤压的破坏作用,降低了血液驱动过程中血液生化特性受到的消极影响.所以,这种新型的血液驱动方式的研究对人工心脏辅助装置有重要意义.
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胫骨上端外部形状及内部结构的模拟
目的,进行胫骨上端内部结构和外部形状的模拟.方法,采用高阶非线性骨再造速率方程和有限元方法相结合,引入拓扑优化的思想,选取大于模拟的胫骨上端外形的模拟域,从不固定外形出发,对正常力学环境下的胫骨上端内部结构及外部形状进行模拟.结果,模拟的胫骨上端的外部形状和内部结构与真实结构十分接近.
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低取代6-O-羧甲基壳聚糖结构及其抗菌和促进皮肤创面愈合的研究
采用波谱等现代仪器分析方法表征6-O-羧甲基壳聚糖结构和基本性能,并以6-O-羧甲基壳聚糖水溶胶膜为基本模型,研究其抗菌性能和临床促进皮肤创面愈合等效果.结果表明:改性壳聚糖为低取代(取代度为9.5%)、高脱乙酰度(脱乙酰度为83.2%)的碳6位取代羧甲基壳聚糖,其热分解起始温度低于180℃.溶胶膜对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌以及铜绿假单胞菌作用60min时的杀灭率分别为＞99.99%、98.54%、＞99.99%.溶胶膜使用时一般无需换药,对浅Ⅱ°烧烫伤、深Ⅱ°烧烫伤、手术切口、取皮区、溃疡等多种创面均具有明显的促愈合、止血、抑菌、控制渗出、减少疤痕形成的作用,且未发现全身及局部致敏反应,亦未见创面组织过度增生现象.
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家兔红细胞阻抗谱的实验和等效电路拟合研究
目的:研究家兔红细胞阻抗谱并建立RC等效电路模型参数.方法:在0.01MHz～100MHz频率范围,使用Agilent 4294A阻抗分析仪测量了家兔红细胞交流阻抗,通过Bode图、Nyquist图、Nicols图、Randles图的曲线拟合分析,比较三个RC等效电路模型的拟合残差.结果:(1)家兔红细胞阻抗谱的第一特征频率fc1=2.5MHz,第二特征频率fc2=5.25MHz;(2)等效电路模型,模型3的拟合误差小于模型1和模型2;(3)等效的单个红细胞膜电容约为0.458μF/cm2.结论:家兔红细胞阻抗谱表现出两个特征频率,其等效电路模型以模型3形式更为合理.
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PLA药物涂层包被TiNi合金的表面特性与蛋白质吸附行为
研究PLA携载紫杉醇包被TiNi合金的表面特性与蛋白质吸附行为.采用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了药物涂层的表面形貌及化学成分;采用高效液相色谱(HPLC)研究了在pH为7.4的PBS溶液中紫杉醇从表面药物涂层中释放特性,同时研究了药物涂层表面蛋白质吸附动力学.试验结果表明经涂覆后TiNi合金表面化学组成及结构随着载药量的增加而改变.紫杉醇在涂层降解初期释放较快,随着时间的延长,累积释放量增加缓慢.蛋白质吸附结果随着吸附时间的延长蛋白净吸附量增加,但增加的趋势逐渐变慢,净吸附量在30min内基本上都能达到大吸附量,随后在平衡位置变化不大.对于相同药物涂层表面纤维蛋白原的吸附量明显高于白蛋白的吸附量.
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基于边缘流和距离图Snake模型分割淋巴结超声图像
提出一种基于边缘流的距离图Snake模型的图像分割方法,用于淋巴结超声图像的分割.首先由给定的4个标记点获得Snake模型的初始轮廓,然后综合图像灰度和纹理特征构造边缘流,由边缘流演化所得边缘图来构造距离图,通过定义基于距离图的势能函数,作为Snake模型的外部势能,来引导模型形变,实现对淋巴结超声图像的半自动分割.
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肾衰竭持续性自动腹膜透析充分性的智能评价方法
透析充分性是肾衰竭腹膜透析治疗过程中的重要评价依据.首先详细分析了临床症状、KT/V(尿素清除率)、Ccr(肌酐清除率)、营养状态等主要因素对透析充分性的影响,然后建立了一种基于模糊逻辑的综合评价数学模型,并根据各种相关因素对持续性自动腹膜透析(CAPD)治疗过程中透析充分性的影响程度进行模糊化后再做出综合评价.临床实例分析表明,该模糊综合评价方法比单纯利用KT/V和Ccr两种指标来评价的准确率更高,实用性更好.
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神经干细胞团的悬浮不稳定性及其解决方法
目的探讨体外培养的神经干细胞团不能稳定悬浮的相关因素,建立一种适合神经干细胞长期、稳定悬浮培养的方法.方法在培养过程中动态检测培养基密度和粘滞系数,神经干细胞团密度和半径,同时观测神经干细胞贴壁现象.探讨调节培养基密度和粘滞性、利用琼脂糖凝胶包被培养瓶等方法的抗贴壁效果,及其对干细胞增殖和分化的影响.结果神经干细胞团半径逐渐增大,同时细胞团的沉降速率明显增大.传代第3天细胞团开始贴壁.而培养基密度、粘滞系数和细胞团密度均无明显变化.通过调节培养基密度和粘滞系数,使细胞团保持悬浮,但S期标记指数(LI)下降,细胞逐渐死亡.通过在培养瓶底包被凝胶隔离层,神经干细胞团保持快速增殖而不贴壁,长期培养分化率低.结论神经干细胞团的悬浮不稳定性主要与细胞团体积相关.通过琼脂糖凝胶包被培养瓶底,可以防止贴壁,有利于神经干细胞持续增殖并保持未分化,适合神经干细胞长期培养.
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点分布模型约束的主动轮廓及其在脑MR图像分割中的应用
针对脑部MR图像结构复杂,使用传统的主动轮廓进行分割时,对初始化位置敏感,且易受非目标轮廓干扰,陷入局部极值等问题,提出了利用点分布模型进行形状约束的梯度矢量流主动轮廓模型.该方法在训练样本集的基础上,建立反映待分割目标轮廓先验形状信息的点分布模型,以模型的均值作为参考初始化主动轮廓,并使用模型提供的参数限制主动轮廓运动过程中的形变范围,有效地解决了使用传统主动轮廓对复杂图像往往不能收敛到期望形状的问题.此方法成功运用于脑MR图像中胼胝体和大脑灰质的分割,取得了满意的效果,验证了此方法的有效性和鲁棒性.
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二氧化碳血液净化仪实验研究
目的 探讨气体传输型二氧化碳血液净化仪在呼吸衰竭(RF)治疗中实施体外膜肺氧合(ECMO)部分循环支持的实验研究.方法 建立实验犬的RF模型,用BaxterEF-550血管路连接二氧化碳血液净化仪,股静脉置入双腔单针导管行V-V转流,转流过程中维持血流量200mL/min,氧入通入量4L/min～6L/min,转流开始10min后,分别采集动脉血及膜式人工肺出入端血标本,以后每转流60min分别采集血标本进行血气分析.结果 人工肺出入端PCO2可由50.93mmHg±1.62mmHg～63.27mmHg±0.46mmHg下降为1.27mmHg±0.05mmHg～14.07mmHg±1.86mmHg,PO2上升值为371.6mmHg±42.67mmHg～614.6mmHg±50.35mmHg,人工肺出入端PCO2、TCO2、PO2、SO2、O2-C变化均有显著性差异(P＜0.01).转流60min,实验犬体动脉血PaO2从39.6mmHg,升高为56.7mmHg±2.36mmHg,PCO2由52.8mmHg下降为50.4mmHg±0.53mmHg.结论 二氧化碳血液净化仪有良好的二氧化碳血液净化和氧传输双重性能;二氧化碳血液净化仪的气体传输性能,在0.2L/min流量时,可以使活体实验动物血气发生改变--氧摄入和二氧化碳排出增多,从而简化了ECMO技术并实现呼吸支持的作用,为呼吸衰竭的救治提供一项新的技术和途径.
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生物电磁剂量学及人体吸收电磁剂量的数值分析
本研究首先概述了生物电磁剂量学的基本内容,接着说明求取人体所吸收电磁剂量的理论剂量学方法及其具体实施步骤,后,用FDTD这一理论剂量学方法计算了频率为300MHz和1000MHz的正弦电磁波在归一化(即环境功率密度为1mW/cm2)照射条件下人体内的分布比吸收率SAR(r)、人体主要组织的平均比吸收率SARa和在该组织中SAR(r)的大值、求出了人体全身平均比吸收率WBA-SAR、绘制了人体各剖面层的平均比吸收率SARa沿人体纵向的分布曲线.本研究所列的分析方法和实施步骤,可适于求取任意频率正弦电磁波照射下人体及各组织的SAR(r)和SARa,因而可为电磁波的生物学效应研究、效应机理研究、效应应用研究和非电离电磁辐射安全标准的制定奠定量化基础.
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一种基于图像分割的视频眼震图记录新方法
传统眼震图记录技术是通过皮肤电极引导微弱的角膜、视网膜电位差以间接地观测眼球运动位移参数.本研究提出了一种基于图像分割的视频眼震图记录新方法,通过摄像单元对眼球震颤的视频采集,对运动图像进行瞳孔图像分割,而后获取瞳孔图像的一个定点在定坐标系下的坐标值,从而实现对眼球的运动轨迹的记录.实验结果表明,与传统的眼震图记录的方法相比,该方法使眼震图记录的准确性、精确度和可靠性方面具有明显优势,能为临床诊断提供更丰富的信息依据.
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兔角膜内皮细胞载体的体外培养及移植的研究
以特定曲率的壳聚糖-硫酸软骨素共混膜为载体,构建兔角膜内皮.研究了共混膜的透光性、体外酶降解性以及兔角膜内皮细胞在载体上的细胞贴附性、细胞形态及膜强度等性质.结果表明,共混膜的透光率达90%以上,生物降解性良好.该共混膜有良好的细胞贴附性及机械强度;兔角膜内皮细胞可在共混膜上长成良好的单层,细胞形态较好,并贴附牢固,振荡后细胞无脱落,膜片保持完整.将培养好的载体植入到去除内皮层的兔角膜中,术眼在56天内基本保持透明,说明体外构建的内皮可执行角膜内皮层的部分功能.
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视觉反馈增益对力量输出影响的行为学研究
视觉反馈对运动功能执行的准确性有重要作用,而视觉反馈增益、反馈延迟时间及反馈频率都会影响运动功能的输出.通过测试不同增益的视觉反馈刺激对握力输出的影响,从行为学上研究视觉反馈增益在运动功能执行中的调节作用.作者设计了变化速度快慢不同的两种力量跟踪任务,在高低不同的两种视觉反馈增益下测定12个受试者力量输出的出错率和偏差两个参数.统计分析表明,视觉反馈增益对力量输出有显著影响;对同样的力量变化速度,视觉反馈增益提高使力量输出的调节作用增强.实验结果提示,视觉反馈增益变化会引起不同皮层区域参与运动功能的执行.
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基于coif5小波的多普勒胎心音信号提取算法的研究
胎心率监护是围产期胎儿监护的关键技术指标,超声多普勒测量胎心率是常用的无创方法.由于胎心多普勒信号具有信噪比低、非平稳的随机性特点,提出基于coif5小波,结合双重阈值方法的胎心音信号提取算法.实验表明,该算法有效地解决了由于胎心率加倍、减半所引起的胎心率曲线翻转问题,提高了多普勒胎心音信号提取的准确性.
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含RGD肽基因导入系统介导TGF-β1基因转染对兔骨髓基质干细胞增殖和体外诱导成骨的影响
目的 探讨一种新型靶向性非病毒载体-含RGD肽K16GRGDSPC(记作K16-RGD)介导外源基因转染骨髓基质干细胞(BMSCs)的可行性,观察转化生长因子β1(TGF-β1)基因转染对BMSCs的增殖和体外诱导成骨的影响.方法 固相合成法合成K16-RGD,以其为载体将转化生长因子β1质粒pcDNA3-TGF-β1导入兔BMSCs,以导入空载体pcDNA3作为对照,GA18筛选得到阳性细胞集落(分别命名为BMSCs-TGF-β1和BMSCs-pcDNA3),逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测TGF-β1基因的表达;采用四甲基偶氮唑蓝微量酶反应比色法(MTF)和流式细胞仪(FCM)检测细胞体外增殖活性,并进行成骨诱导扩增,检测转基因细胞经成骨诱导后碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙蛋白(OCN)含量、核心结合因子a1(Cbfa1)的表达、矿化(钙结节形成)情况.以经诱导的BMSCs-pcDNA3和未转染BMSCs作为对照.结果 RT-PCR显示转基因细胞能高表达TGF-β1,BMSCs-TGF-β1的体外增殖活性明显高于对照组(P＜0.01);BMSCs-TGF-β1经成骨诱导后表达的成骨特征性表型(ALP、OCN、Cbfa1的表达和矿化)与对照组有显著的差异(P＜0.01).结论 含RGD肽K16-RGD可以作为一种较理想的新型基因转移载体介导外源基因转染BMSCs;TGF-β1可以作为骨组织工程种子细胞BMSCs向成骨细胞定向分化的理想调控因子之一.
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聚乳酸膜等离子接枝聚合PVP及表面性能研究
为改善聚乳酸(PLA)材料的亲水性,本研究利用低温等离子技术对其进行了表面改性.通过改变不同的工作条件(Wf=150w,t=3min,2min,1min;Wf=30w,t=10min,8min,5min,3min,1min)对其进行了优化条件的选择,然后通过气相法和常压液相法两种方法进行了PLA-NVP接枝反应,并通过SEM和AFM观察了材料的表面形态,水接触角测量表征了材料等离子处理和等离子接枝前后亲水性的变化,FTIR表征了材料的结构变化,通过材料改性前后质量的变化分析了材料的接枝情况.结果表明等离子处理和接枝后的材料表面呈现大小不一的气孔和沟痕,这种粗糙的表面将有利于细胞的粘附;材料的亲水性有明显的变化,接枝后的接触角由原来的78°下降到50°;FTIR谱图表征1750cm-1吸收峰的低波数侧1637.19cm-1出现新的吸收峰,该峰对应于PVP链段上酰胺基团中的羰基伸缩振动吸收,并且改性前后的质量变化进一步验证了其接枝情况.
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基于改进模型的PCNN动态行为的实验研究
验证了真实生物神经元非线性动态特性,并对PCNN模型的生物学特征进行了合理模拟.在Stewart等人的简化PCNN模型的基础上,对该模型每个时刻定阈值策略进行了改进研究.将改进模型应用于图像分割时并在分割记录每个时刻的阈值,实验结果验证了PCNN模型中阈值指数衰降机制的合理性,进一步说明了PCNN模型动态行为的正确性和该模型与真实神经元的接近程度,体现了PCNN模型的生物学基础.
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不同类型氧合器对体外循环心脏术后血清S100B的影响
探讨不同类型氧合器对体外循环心脏术后血清S100B的影响.选择行瓣膜置换术的患者36例,随机分为A组(应用膜式氧合器,n=16),B组(应用鼓泡式氧合器,n=20).分别在手术前、体外循环结束后2h、5h、12h、24h和48h抽血,采用ELISA法检测血清S100B的浓度.膜式氧合器组体外循环术后各时间点血清S100B的浓度均明显低于鼓泡式氧合器组,并有统计学意义(P＜0.05).膜式氧合器对体外心脏术后脑损伤的程度较鼓泡式氧合器小,为减少术后脑损伤的发生率,应使用膜式氧合器.
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医学电阻抗断层成像线电极与复合电极的仿真比较研究
本研究采用强制等势点有限元模型和改进的适用于复合电极的强制等势点模型,对使用线电极和复合电极的EIT系统进行了仿真正向计算和图像重建研究,比较了两种电极不同的结构参数组合对EIT系统检测灵敏度和成像质量的影响,并提出了电极结构优化方案.
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新型低功耗胃肠动力无线遥测系统的研制
本研究分别从硬件设计、通信协议和软件实现三个方面讨论了胃肠动力无线遥测系统的研制.该遥测系统能够方便的根据实际需要设置相应的采样频率、采样精度、传输码率、载波频率、带宽等检测参数,并且能长时间工作.该系统具有两种工作模式:实时监测模式和存储工作模式.设计了可靠的通讯协议,保证了多对生物遥测胶囊-数据记录器同时工作.后,运用本研究所开发的系统进行了临床试验.
| 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 |
