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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可注射血管内皮祖细胞-载体材料复合物的体外研究
目的 研究可注射性血管内皮祖细胞载体材料复合物的体外生物相容性.方法 从犬外周血中分离出单个核细胞体外扩增培养形成贴壁(AT)细胞,将AT细胞分别与藻酸钙(CA)和温度依赖性合成水凝胶(TDSH)溶液混合,混合液中AT细胞的浓度为l×109 个/mL,并分别置于相同体系的培养基中体外培养,同时采用相同体系的血管内皮祖细胞作为对照,相差显微镜分别计数培养4、7d的AT细胞数.并分别于第7、29d,采用流式细胞术测定AT细胞中CD34+细胞数和细胞凋亡率.结果 第4、7d单个核细胞单独培养和单个核细胞+CA复和培养形成的AT细胞数和细胞簇数量明显多于单个核细胞+TDSH复合培养(P＜0.05).流式细胞术结果显示AT细胞中CD34阳性率在三组无显著性差异.TDSH+单个核细胞组凋亡率明显高于其他两组.结论 在体外培养时,藻酸钙与血管内皮祖细胞有良好的生物相容性,可作为血管内皮祖细胞载体材料用于细胞移植.
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陡脉冲电场分布仿真与在体兔肝组织的实验研究
本研究建立了陡脉冲在均匀介质中的有限元模型,采用ANSYS电磁场软件仿真双电极和七电极阵列的二维电场强度分布,并改变脉冲参数(电压值、电极间距和电极直径),分析电场强度的分布规律.通过陡脉冲处理在体大白兔肝脏的实验,定量观察兔肝组织病理改变的几何区域、组织损伤的实际形状和电极的有效杀伤半径.结合理论仿真结果,探讨导致兔肝细胞不可逆性电击穿所需达到的电场强度阈值,为今后的临床应用寻找电极阵列布置和脉冲电参数选择的依据.
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小肠黏膜下层单轴拉伸参考状态的选取及其应力应变关系
小肠黏膜下层是天然细胞外基质类生物衍生材料,对其力学性质的描述在组织工程研究中非常必要.在对SIS的单轴拉伸测试中,很难确定合适的参考状态,也没有一个被广泛认可的公式来表达其应力应变关系.针对这些问题,本研究提出了力学关系重建和二次拟合技术.对于原始试验数据,用二次多项式拟合应力应变关系,根据拟合抛物线的低点确定参考状态.在参考状态下,对原始数据重新计算出新的应力应变值,后用缺省常数项的二次式对其关系进行第二次拟合.所有过程通过平均相对误差e来同其它公式衡量比较.大量实验数据证明这是一种切实有效的处理方法.
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模拟置入骨椎间融合器行颈椎椎体间融合术稳定性分析
目的 设计研制一种异种骨颈椎融合器,并进行生物力学测试为临床提供生物力学参数.方法 取24具新鲜成年男性尸体C3-T1颈椎标本,分别对完整C3-T1(对照组)、模拟前路间盘C5、6摘除置融合器(实验1组)、模拟前路间盘C5、6、C6、7摘除置融合器(实验2组)三个实验组,进行前屈、后伸、扭转、轴向压缩和颈椎移位时融合器的大拨出力实验,还对以上各组标本进行粘弹性实验,得到各组标本前屈、后伸、轴向压缩载荷和位移,扭矩和扭转角,在恒应力和应变条件下应力、应变-时间曲线及归一化应力松驰、蠕变函数和曲线.结果 无论是置入一枚融合器或二枚融合器,各项力学性能指标与正常对照组无显著差异.结论 所设计的异种骨椎间融合器在椎体安置后其具有较好的抗压,抗弯、抗扭转、抗拔出能力,并具有较强稳定性.
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草红花显微特征点的不变矩表达
本研究用变形雅可比(p=4,q=3)-傅立叶矩(PJFM's),对草红花粉末涂片的花粉粒、分泌管碎片、花瓣细胞、花药中部细胞、花瓣顶端细胞、花柱头细胞等六个显微结构原始照片进行特征提取,发现不同特征点的不变矩值有着明显的区别,相同显微特征点不同方位、不同灰度、不同大小的变形图像的不变矩值几乎相同.并且通过重建实验,证明使用很少的PJFM's就能很好地表达原始图像,且PJFM's具有较强的自动抗噪声能力.PJFM's可作为一种高度浓缩的图像特征,用于中药粉末显微特征快速自动识别系统的特征提取量.该研究结果为中药材显微识别和鉴定的数字化提供重要的技术基础.
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CT结肠造影中息肉的自动识别
目的:通过计算机自动识别CT结肠造影中结肠息肉的方法,提高结肠息肉筛查的灵敏度及效率.方法:利用计算CT图像的偏导数得到等值面的几何形态,找到符合息肉特征的体素,通过区域生长及模糊分类完成对息肉的识别与分割,并将识别到的息肉用特殊颜色标记,在其引导下进行虚拟内窥镜重建.结果:自动识别方法对息肉的总体敏感度为68.8%,假阳性率为4.7个/病例,平均检查时间为16.3 min.同人工方法相比,检查时间平均缩短40.5%,且对5～10 mm息肉的敏感度有明显提高(P=0.046).结论:本方法具有较高的识别灵敏度,能加快息肉筛查的速度,可作为结肠息肉筛查的辅助手段.
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止血防粘连生物纸的生物相容性研究
止血防粘连生物纸是一种采用天然多糖交链制成的新型可降解止血防粘连材料,具有纤维蛋白原活性增强作用和吸水后呈水凝胶结构起到隔离防粘连作用.本研究采用GB/T16886医疗器械生物学评价标准规定的全身急性毒性试验、皮内刺激试验、致敏试验、细胞毒性试验、植入试验和基因毒性试验方法评价生物纸的生物相容性,以验证其安全性和有效性.试验结果显示生物纸无全身急性毒性、无皮内刺激作用、无致敏作用,细胞毒性0～1级;植入肌肉内2周、4周和8周有轻度炎症反应,可见异物巨细胞,细胞内可见材料吞噬体;基因毒性采用鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验),哺乳动物培养细胞染色体畸变试验和小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均为阴性,说明生物纸无基因毒性.结论:生物纸具有良好的生物相容性,没有观察到不良反应,符合临床使用要求.
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基于肌电信号的人手运动状态的辨识
研究的目的在于利用人体前臂的肌电信号进行人手动作模式的识别.根据采集的肌电信号,判断动作始末状态并对该肌电信号进行小波降噪预处理,利用小波变换的高频细节系数极值构造特征矢量,经过学习矢量量化(LVQ)神经网络训练,能够有效地识别握拳、展拳、手腕内旋和手腕外旋4种动作模式.和前馈型神经网络比较,LVQ神经网络具有更高的识别准确率和更稳定的再现性.
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自动测量造影图像中血管中心线和宽度的新方法
在血管造影图像中,精确估计血管中心线和宽度是血管疾病量化与可视化诊断的先决条件.本研究在优化处理血管特征并获取细化的血管骨架之后,提出了一种基于截面梯度轮廓(CSGP)的血管参数(中心线和宽度)测量新算法:该算法采用了统计均值和亮度控制的搜索技术.实验中,利用了多种方法进行理想的和实际的造影图像血管参数测量.通过量化误差比较,CSGP新算法明显好于现有较好的引力中心法:解决了经典方法不提供血管宽度,以及无法测量节点(交叉、分支)处血管中心线的缺陷.
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医用针状电极电流场边界元计算方法及纯水实验研究
根据医用针状电极系上的电势,利用边界元积分方程建立以针状电极单位长度流入导电介质中的电流为未知量的离散方程,通过求解线性方程组计算针状电极上电流密度的不均匀分布.再由针状电极上的电流密度计算了导电介质中任意一点的场,实现针状电极电流场分布的数值计算.为检验方法的可靠性和准确度,通过实验测量纯水中两针状电极的电势分布,测量值与计算结果相吻合,表明边界元积分方程法能够较好地模拟针状电极的电流场,该方法可用于针状电极电流场分布的数值计算.
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实时PCR仪中温度控制的计算与模拟
本研究自行设计了一个PCR反应池的模型,并对该反应池和反应样品的温度进行了理论计算,在此基础上进行了温度场动态分布仿真分析,仿真结果与理论计算相吻合,为自行设计的实时PCR仪的研发提供了理论基础.
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肝素化胶原/壳聚糖多孔支架的制备及其血管化的研究
本研究旨在构建一种能快速血管化的人工真皮替代物.用冻干法制备了胶原/壳聚糖多孔支架,并对其进行肝素化,观察此支架的结构特征、亲水性、体外降解性和组织相容性,同时将血管生成素引入到此支架,对复合有血管生成素的肝素化支架的体内血管化进行了初步研究.结果表明,肝素化胶原/壳聚糖多孔支架具有合适的三维多孔结构、良好的吸水性和较理想的酶解稳定性,体内实验表明,此支架具有良好的组织相容性,血管生成素可加快支架的血管化.
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HA/PDLLA复合材料的体内成骨过程研究
目的 研究HA/PDLLA复合材料植入体内后与细胞、组织的相互作用,探讨HA/PDLLA复合材料在体内的成骨过程,为其临床应用及设计具有生物功能的人工骨替换材料和骨组织工程支架材料提供依据.方法采用液相吸附法制备了HA/PDLLA复合材料,以纯PDLLA和空白组进行对照,进行体内植入实验,通过组织学观察和四环素标记考察其成骨过程.结果 HA/PDLLA复合材料植入机体后,体内的无菌性炎症轻微,新骨形成速率高于PDLLA材料.HA微粒的存在,加强了复合材料的机械强度,使之可以避免过早的丧失力学强度.第24w时,材料被组织分隔包裹,新生骨组织长入材料,骨愈合情况良好.结论 HA/PDLLA复合材料具有良好的生物相容性、生物降解性能、生物学活性和骨传导性能.
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前交叉韧带粘弹性特性的实验研究
目的 探讨前交叉韧带的力学性能和粘弹性行为与时间的变化规律,为研究人工韧带提供生物力学参数.方法 对正常国人新鲜尸体膝关节前交叉韧带进行系统的拉伸、应力松驰、蠕变实验,得出大载荷、强度极限、大应变、弹性模量等;还得出了应力松驰、蠕变实验数据和曲线,归一化应力松驰函数、蠕变函数数据和曲线,并得到7200s时的蠕变量和应力松驰量.结果 ①前交叉韧带在实验中表现出典型的松弛、蠕变现象,说明其粘弹性性质在膝关节运动中起着重要的缓冲作用.②初600s时应力应变的变化幅度较大,之后应力缓慢下降,应变缓慢上升,前交叉韧带7200s时应力松弛量1.05Mp,蠕变量为6.82%.结论 前交叉韧带具有良好的粘弹性力学性质,其粘弹性力学行为是为了适应其所在解剖部位的功能需要.
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人工神经网络在生物医学检测中的应用——生化测量数据处理方法的研究
为解决现有一般方法难以甚至无法辨识生化测量仪输出数据与样品中多种特定物质含量之间的非线性多元复杂函数关系这一难题,研究了运用人工神经网络处理生化测量数据如光谱扫描数据的新方法,使得在既不增加其它设备,也不对现有仪器及其测量方法作任何改动的情况下能够大量增加生化测量仪器的检测项目.以对胆固醇含量检测为例的仿真结果表明该方法是有效的.该方法不但简便易行,而且能高效快捷地批量处理测量数据.
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球面压电陶瓷型ESWL的冲击波聚焦点对球心的偏移
为了计算压电陶瓷发射的球面冲击波的焦点,利用Chisnell-Chester-Whitham(CCW)射线方法的一种离散格式,得到了球面冲击波聚焦问题的一些数值解,它们反映了球面压电陶瓷型ESWL几何中心(即球心)附近冲击波聚焦特性.这些数值结果表明,实际的动力学焦点往往不在球心而有所偏移,所以球面压电陶瓷型ESWL的设计和使用中同样应遵从我国行业标准GB/T YY0001-90对于椭球反射面液电式ESWL的实际焦点的规定,即规定压力大的点为实际焦点.这对压电式ESWL的设计和临床使用具有重要的意义.
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低频阻抗数据计算人体体液分布的可行性研究
目的 比较分别由低频段和全频段阻抗数据拟合两种常用的人体阻抗模型得到的体内液体容量值,探讨仅用低频阻抗数据计算人体体液分布的可行性,以探寻由阻抗频谱法求取人体组成的合理方式.方法 用生物电阻抗频谱仪Hydra4200采集人体阻抗数据,以Matlab实现由低频段(5kHz～100kHz)阻抗数据拟合Cole-Cole模型,并采用Hydra4200提供的以全频段(5kHz～1000kHz)数据拟合修正的Cole-Cole模型的参数,分析由两组模型参数计算得到的人体细胞外液(ECW)和细胞内液(ICW)值,对结果进行回归分析和Bland-Altman分析.结果 两种方法下,细胞外液的相关系数0.9985,细胞内液0.9683,Bland-Altman方法表明两种方法的一致性很高.结论 仅用低频段的阻抗数据对人体的液体容量状况进行评估是可行的.
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基于互严格凹函数测度的医学图像配准新方法
为了提高医学图像配准的运算速度和增大配准的稳定区域,提出用严格凹函数取代互信息中的香农熵函数的方法,形成了互严格凹函数测度(NMi,i=l,2,…,6).互信息只是互严格凹函数测度的一个特例.并提出一种新的判断配准好坏的标准--稳定区域和稳定区域宽度.通过试验比较得NM2、NM4、NM5互严格凹函数测度比互信息好,比I0.2和R0.2测度更好,即这三个测度的配准时间比互信息少,比I0.2和R0.2测度更少;三个测度配准的平均稳定区域宽度比互信息宽,比I0.2和R0.2测度更宽.后用NM2测度进行多模态医学图像的非刚体配准试验,结果表明效果良好.
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基于造影图像的冠脉树中感兴趣血管段佳视角的研究
在冠心病的临床诊断中,血管的遮盖和投影缩短会引起血管狭窄等的定量分析错误,而血管遮盖与投影缩短与造影角度的选择有关.传统的解决方法是由医生根据临床经验提供同时满足小投影缩短和小遮盖的造影角度,这种方法具有很大的主观性.本研究在冠脉树三维重建的基础上,研究了感兴趣血管段佳视角的计算方法,该方法首先获得满足感兴趣血管段小投影缩短的造影角度范围,然后在该范围中选取满足小血管遮盖的造影角度.临床造影图像实验结果表明,在佳视角下的投影图像中,血管狭窄损伤能够清楚地显示出来,从而可以对血管狭窄进行可靠地诊断.
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肋软骨生物力学性能研究
目的 测定两性不同年龄段肋软骨力学性能,为临床上预测整形后的效果,选取佳的手术时机提供理论依据.方法 取5～25岁之间行耳廓再造术后的剩余肋软骨,将其按年龄、性别共分为六组,对不同组肋软骨的拉伸强度、应力-应变、蠕变和应力松弛力学性能进行测试,并对结果进行统计学分析处理.结果 儿童组肋软骨的各项生物力学性能均明显优于青年组和成人组,而三组中青年组力学性能为差.结论 利用肋软骨进行耳廓再造整形手术时,应优先考虑在儿童期进行手术.
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知识引导几何动态轮廓线算法与MR心脏序列图像鲁棒分割
从MR心脏三维动态序列图像中快速精确分割左心室内边界是心功能计算机辅助诊断的重要步骤.由于心室边界的模糊性,传统的基于灰度或曲线演化的方法很难保证分割结果的鲁棒和精确.在分割模型中整合解剖结构和医生经验的先验知识,对提高分割结果对噪声和模糊边界的鲁棒性,改善计算效率非常重要.本研究提出了一种广义模糊几何动态轮廓线分割算法(GF-GACM),并利用基于水平集的概率形状模型,整合医生手动分割训练集的先验知识.对多套临床数据集的实验结果显示,本研究算法的分割结果和专家手动分割结果比较在临床诊断允许误差范围内.
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再生柞蚕丝素蛋白对人骨髓间充质干细胞体外扩增的支持作用
大量的研究表明家蚕丝素蛋白具有良好的生物相容性.而对于柞蚕丝素蛋白在医用生物领域的研究报道在国内外尚较少.本研究选择再生柞蚕丝素蛋白为研究对象,观察了人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)在再生柞蚕丝素膜上的粘附、生长及表面抗原的变化.结果在1h观察再生柞蚕丝素对hBMSCs的粘附力几乎与胶原相同,明显优于家蚕丝素和聚苯乙烯培养板.MTT法检测结果显示在第4d hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上的增殖明显高于其他各组.电镜观察结果显示hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上能够很好的粘附、生长,细胞间能相互连接形成片状结构.流式细胞仪检测再生柞蚕丝素蛋白对hBMSCs表面抗原的表达亦无明显影响.本研究结果显示再生柞蚕丝素蛋白体外支持hBMSCs的粘附、生长,具有良好的细胞相容性.
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基于ANSYS的股骨自适应再造仿真研究
阐述了股骨的自适应再造理论和自适应数值仿真方法.在对股骨的自适应仿真研究中,将股骨的材料看作是具有弹性的连续介质的正交各向异性特性,给出了股骨以应变能密度SED为反馈控制参数的带有死区的非线性的自适应再造数学模型.利用ANSYS平台提供的参数设计语言APDL编写程序实现了股骨再造自适应仿真,仿真结果与临床报道十分接近,说明了仿真数学模型的正确性.
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EEG柯尔莫哥洛夫熵测度用于精神疲劳状态的研究
为了区分精神疲劳的程度,研究了不同精神疲劳状态时脑电信号的无序程度.通过对8例不同精神疲劳状态与其对应脑电信号柯尔莫哥洛夫熵的分析,发现:1)脑电信号柯尔莫哥洛夫熵的波动范围与精神疲劳的状态有着明显的对应关系;2)脑电信号柯尔莫哥洛夫熵随着连续工作时间的延长而减小;3)可以通过分析脑电信号柯尔莫哥洛夫熵的波动范围对疲劳时心理生理状态进行客观评定.研究方法为进一步认识精神疲劳的过程、研究精神疲劳对中枢神经系统的影响提供了一种新的工具.
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序列解剖层片的全局和局部色彩校正
本研究提出了一种全局和局部相结合的序列解剖层片的色彩校正算法.利用数字人层片(中国女婴一号)上提供的彩色灰度卡对相邻层片间各颜色通道的色彩差异进行全局校正,以消除解剖数据集沿垂直方向的光照变化;再利用线性校正模型和差值图像各通道(R、G、B)的灰度局部直方图,对解剖数据集进行局部色彩差异校正.重建结果表明,经过全局和局部色彩校正后,重建视图中的明暗条纹基本消失,说明层片间颜色的不连续现象得到了校正.
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基于PID闭环控制算法的麻醉靶控输注给药的研究
基于传统低阶线性房室药代动力学模型的TCI,可以用解析方法求解所需的给药曲线.但是,基于生理药代动力学模型的TCI,因其数学描述一般为高阶非线性方程,解析法难以求解.本研究提出了一种新方法,以人体异丙酚生理药代动力学模型为基础,以听觉诱发电位指数(AEPI)为反馈变量,用比例-积分-微分(PID)闭环控制算法由计算机求解注射给药曲线.将所得的给药曲线应用于临床麻醉,实际测量的AEPI曲线与仿真曲线基本吻合,取得了较好的临床效果.
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内置在线监测机器人系统的气道阻力分析
设计了呼吸监测机器人系统,用于在线监测机械通气重症监护中的呼吸力学参数.建立了内置呼吸监测机器人系统的气道呼吸阻力的数学模型,计算了监测机器人系统的气道的阻力,并在猪气管中进行了模拟实验.理论分析和实验结果均表明在机械通气情况下内置该呼吸参数监测机器人系统时气道的阻力是正常的,该系统能用来连续地监测呼吸力学参数.
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包膜活性炭和HA230树脂对血液中甲基对硫磷的灌流清除率比较
目的 比较包膜活性炭和HA230树脂对血液中甲基对硫磷的灌流清除率.方法 采用包膜活性炭和HA230树脂吸附柱分别对甲基对硫磷中毒血样进行灌流吸附,灌流后血样经乙酸乙酯萃取后,用毛细管气相色谱法(火焰光度检测器)测定毒物残留量并计算清除率.结果 每毫升血甲基对硫磷加标量为30 μg,吸附剂用量80 mg时,HA230树脂的清除率约为97%并接近平台,包膜活性炭清除率约为80%,但用量120 mg时,清除率可达96%,并呈现平台.结论 HA230树脂与包膜活性炭均能迅速有效地清除血中大部分甲基对硫磷,但HA230树脂的清除率高于包膜活性炭,清除效果更佳.
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红细胞代用品的研究进展
输血来源有限,且输注后可能引起严重的不良反应,因而国内外科学家对以携氧液作为输血替代品进行了长达一个多世纪的探索.迄今为止,几种第一代红细胞代用品已经有望获准上市.各种产品有其独自的生理特性、生物活性和副作用.作者着重综述了基于人,牛和重组来源血红蛋白衍生的红细胞代用品以及携氧氟碳乳剂,描述了多聚血红蛋白(PolyHeme(R),HBOC-201,Hemolink(R)),双阿司匹林分子内交联血红蛋白(HemAssist(R)),重组人血红蛋白(rHb1.1,rHb2.0),共轭血红蛋白(PHP(R),MP4),血红蛋白微囊,全合成型白蛋白-血红素载体和氟碳乳剂(Oxygent(R),Oxyfluor(R),Perftoran(R))等红细胞代用品的研制情况,产品特性,生理学效应,实(试)验效能和副作用.作为氧治疗剂进行研发,可能成为今后红细胞代用品研制的发展方向.
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锥形束重构解析算法的研究进展
通过解析锥形束计算机断层技术(CT)算法的发展脉络,综述分析了锥形束重构解析算法研究进程中的主要问题,剖析了锥形束重构从FDK近似重构到精确重构各算法的内在联系,并且阐述了CT技术领域今后研究工作的某些关键问题.
| 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 |
