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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小鼠胚胎干细胞与复合丝素膜的生物相容性研究
探索胚胎干细胞与丝素材料结合的可行性及生物相容性,建立一套在丝素膜上小鼠胚胎干细胞的体外培养体系.通过形态观察、MTT比色法、克隆形成率分析、碱性磷酸酶检测、免疫荧光染色、核型分析等方法,研究丝素膜对小鼠胚胎干细胞的黏附、生长情况、未分化状态的维持、胚胎干细胞特性、遗传、分化等方面的影响.结果显示,两者之间具有良好的生物相容性,丝素膜材料支持小鼠胚胎干细胞的体外无限扩增和未分化特征,并保持其正常核型.证实丝素材料可作为胚胎干细胞结合的良好生物材料.
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基于局部分形维的黑色素瘤轮廓不对称性和不规则性分析
针对计算机辅助早期诊断黑色素瘤中皮肤肿瘤轮廓的结构不规则性和不对称性检测问题,本研究提出了多尺度局部分形维算法.在不断去除轮廓纹理不规则部分的同时提取多尺度下轮廓不规则程度的特征量,建立了具有重要诊断意义的结构不规则性度量的新方法;同时提出基于局部分形维描述轮廓不对称的特征度量.试验表明所提取的特征较全局分形维和基于轮廓空间不规则性度量的方法在多尺度上具有显著的不规则性信息;轮廓不对称度量使用局部分形维能显著地表现出黑色素瘤轮廓的不对称程度,可提供多种不对称信息描述,增强了基于轮廓不规则性和不对称性特征鉴别黑色素瘤的能力.
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血液流速对编码激励超声血流测量系统的影响
在超声血流测量系统中应用编码激励技术可以缓解系统穿透深度和轴向分辨率的矛盾,并且提高栓子检测的灵敏度.为了更合理高效地应用编码激励技术,研究了血液流速对编码激励系统的影响.通过对不同解码滤波器和编码序列的研究发现,使用短基础序列的系统受血液流速影响较小.尖峰滤波器在流速不是很高时拥有更好地性能,而在流速较高时,使用匹配滤波器能得到稍好的结果.仿真实验表明,编码激励经颅多普勒系统中栓子能量较高且速度较快时可能会出现伪影,但可通过实时调整滤波器参数的方法解决.只要选择适当的编码方案,并在必要的时候调整脉冲压缩滤波器,血液流速对编码激励系统不会造成太大的影响.
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基于椭圆形状约束的Snake模型分割X线图像椎弓根影
提出一种改进的梯度矢量流(GVF)Snake模型算法用于分割脊椎X线图像中的椎弓根影,并根据分割结果测量脊椎旋转度,以减少手工测量的误差.根据椎弓根影近似椭圆形状的特点,将采用距离函数表示的椭圆形状先验信息作为约束力对Snake的形变过程进行约束,其中的约束椭圆通过对初始分割结果进行拟合获得.迭代进行Snake形变过程和椭圆拟合过程,直到分割结果收敛.基于分割所得椎弓根影边界,计算其中心,进而完成脊椎旋转角度的测量.对208个脊椎X线图像,采用本方法均可准确实现原GVF Snake模型难以完成的对椎弓根影的分割.对手工测量和计算机测量结果分别进行观察者间的误差分析,结果表明:计算机测量减少了观察者间误差,本方法将有助于医生更可靠地测量脊椎旋转度.
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基于Contourlet变换和非线性扩散的IVUS图像去噪
血管内超声(IVUS)图像的分割对于动脉粥样硬化疾病的研究和介入治疗具有重要的意义,但由于其自身存在斑点噪声,从而严重影响图像自动分割的准确性和速度.提出一种基于Contourlet变换和非线性扩散的斑点去除算法(CTND);利用自适应的对比度因子,在Contourlet域直接对IVUS图像各方向子带进行非线性扩散滤波,而不需要同态处理.实验结果表明,这种算法在保持IVUS图像强、弱边缘的同时,能有效地去除斑点噪声,并为图像外膜的提取奠定良好的基础.
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开放式电阻抗成像的灵敏度和病态性问题
开放式电阻抗成像(OEIT)系统能对局部浅层的生物组织给出有价值的电阻抗分布信息.研究OEIT系统的灵敏度,并绘制其分布图.采用奇异值分解技术分析开放式电阻抗成像的病态性,Jacobian矩阵的条件数是2.27×107,体现出很强的病态性.仿真结果表明:当单个目标位于体表下高灵敏度区域时,成像具有较好的分辨率和定位准确度,随着设定目标逐渐偏离高灵敏度区域,其重构图像逐渐发散,终重构图像失败.由于OEIT的病态性,表层高阻抗目标起到了类似屏障的作用,导致图像重构失败.
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一种骨髓细胞识别分类算法的研究
为了准确有效地解决骨髓细胞的计算机识别分类问题,提出一种基于灰度阈值和彩色空间的骨髓细胞识别分类算法.该算法基于计算机图像处理技术,采用平滑、去噪等一系列的预处理得到平滑的骨髓细胞图像,通过对细胞图像的HSI颜色空间的分析,应用H通道和S通道的阈值分割方法分别将红细胞,白细胞的细胞核和细胞浆分割出来,并对有核细胞的胞核和胞浆提取形态特征和彩色光密度特征作为特征矢量,利用BP神经网络实现对骨髓细胞的分类识别.将该算法应用于临床采集到的150例骨髓细胞图像中,实验结果表明,该算法能较好地分类识别出各类骨髓细胞,具有较高的分类识别准确率.
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一种类风湿因子血液净化吸附剂的制备与性能评价
研究的目的是制备一种吸附剂用于清除患者血液中大量的类风湿因子,并对制备的吸附剂进行吸附性能评价.首先制备了大孔聚乙烯醇微球载体,经活化后固定苯丙氨酸作为配基形成类风湿因子吸附剂,通过体外静态和动态吸附实验对其吸附性能以及相关的影响因素做系统的评价.结果表明,该吸附剂能够在短时间内快速吸附类风湿因子,具有较高的吸附效率(约60%)和吸附容量(750 IU/mL),适宜用作血液灌流去除类风湿因子的吸附剂.
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感应式磁声成像正问题数学模型及仿真
就感应式磁声成像的正问题,探讨该新型功能成像方法的可行性.建立了感应式磁声成像正问题的数学模型,并利用有限元软件Comsol Multiphysics3.4进行仿真实验,得到不同电导率分布的导体内部的感应电流分布及声压分布;同时,研究了线圈与物体相对位置参数α对感应电流的影响.仿真结果表明,感应电流密度在中心位置处为零,在电导率边界处变化较大;声压分布在中心位置处为零,在边界处变化较大.仿真结果与理论推导相符,进一步说明可由声信号重建物体内部的电导率分布方法的可行性.
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基于稀疏表示的两阶段脑电癫痫波检测算法研究
脑电癫痫特征波的自动检测具有重要的临床应用价值,本研究提出一种基于自适应预测滤波与稀疏表示的两阶段癫痫特征波检测算法.第一阶段,使用自适应预测滤波器粗检出有嫌疑的癫痫波时段,在保证检测正确率的同时,减少数据量,提高后续处理效率;第二阶段,先以高斯函数及其一、二阶导数为原子的生成函数构建一个冗余多成分字典,再应用匹配追踪算法仪获取可疑波段在此字典下的稀疏表示(自适应参数化表示),原子的结构参数能够准确度量瞬时波形的多种形态结构特征如宽度、幅度、锐度等,进而提出基于形态结构匹配的检测算法,对预检输出的可疑时段进行鉴别分类.检测结果表明该算法针对临床癫痫EEG的检测率为93.3%,正确率为88.5%,相应的漏检率为6.7%,误检率为11.5%.
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噪声在脉冲耦合神经网络图像增强中的作用
神经系统中广泛存在着噪声,大量研究表明噪声有助于弱信号的检测和传输.脉冲耦合神经网络是建立在生物神经系统上的第三代人工神经网络,被广泛应用于图像处理.为了研究噪声对脉冲耦合神经网络图像处理的影响,通过在网络中引入加性噪声,用于图像增强.直观视觉效果和图像直方图均表明适当的噪声有助于图像增强,噪声过小或过强则减弱图像增强效果;图像的峰值信噪比随噪声强度增强呈现倒钟形,表明存在随机共振现象.本研究表明适当强度的噪声能够提高脉冲耦合神经网络图像处理的效果,并显示出随机共振,有助于开展基于生物神经系统的智能化图像处理方法的研究.
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基于机器学习方法的胃癌分型标志基因提取
基于机器学习方法寻找和发现新的胃癌亚型分类的相关基因,可以为探讨胃癌发生的分子机制及其基因水平的诊断和治疗提供标志和依据.试验选用33例中国人的胃癌Oligo基因芯片数据,数据包括13例弥漫型胃癌样本、20例肠型胃癌样本,基因向量为21 378个.采用基因表达差异显著性分析方法(SAM)、偏小二乘VIP系数法(PLS)和基于巴氏距离的顺序前向搜索方法(BD-SFS)结合的多步骤降维方法,提取到20个能将弥漫型样本和肠型样本有效分开的特征基因.这些特征基因基于支持向量机(SVM),分类准确率可达到89.43%;基于分层聚类分析,准确率可达到93.94%.同时,基因生物学意义的分析结果显示,所选的大部分标志基因对于人类恶性肿瘤的诊断和分型有很重要的意义.
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由水分子扩散张量计算脑组织电导率张量的新方法
脑组织电导率在脑电/磁研究中是一个重要参数.为了获取脑组织电导率,本研究利用扩散张量成像(DTI)技术,从电化学角度出发,提出了基于Stokes-Einstein与Nernst-Einstein方程的计算脑组织电导率的一种新方法,以三个正交方向上的电导率作为不同脑组织的电导率张量特征值.在人体头部DTI数据上进行计算,并与不同脑组织(白质、灰质、脑脊液)的经验电脑率值进行了对比,发现扩散各向异性越严重的组织,其电导率张量特征值偏离经验值越远,进一步证明了在脑电,磁计算中要考虑脑组织电导率各向异性的必要性.所提出的方法,基于扩散张量,考虑脑液体中各种离子浓度等因素,为获取脑组织各向异性电导率分布提供了一种新的有效途径.
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基于医学影像的血管快速提取与可视化
在计算机辅助诊断系统中,血管的提取与可视化是血管研究的重要组成部分.本研究利用八叉树实现了血管的双阈值快速分割和边界距离场的快速计算;然后建立基于边界距离场的血管组织大生成树,并提取感兴趣血管分支的树的主干,即该分支的中心路径,后用基于图形处理器的三维纹理体绘制方法沿着路径显示血管虚拟内窥镜,用曲面重建方法显示该血管分支的相关信息.实验结果表明八叉树能有效的提高血管分割速度,并减少边界距离场的计算时间,体绘制算法和曲面重建方法能快速的显示血管组织的详细信息,为疾病诊断提供技术支持.
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基于先验知识随机游走模型的视网膜血管分割方法
视网膜图像的血管提取对心脑血管等疾病的诊断、治疗与评价具有重要的临床应用价值.为解决目前视网膜血管分割算法中存在的分割精度低(特别针对病变图像)等问题,提出基于先验知识随机游走模型的视网膜血管分割方法.在分析视网膜血管特征的基础上,构建归一化梯度向量散度场,针对高、低对比度血管采用不同的定向拉普拉斯算子提取血管中心线,并将先验知识随机游走模型应用于图像分割,实现对比度低、边界微弱的视网膜血管提取.采用STARE视网膜图像库进行分割精度测试,结果表明本算法精度相对已有算法明显提高,特别针对带有病变的视网膜图像,算法的有效性得到了验证,可满足临床处理的要求.
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基于灰度和形状的非刚性图像配准算法的研究
提出一种新的灰度和形状信息相结合的全自动同模态医学图像非刚性配准-分割算法,将欧氏距离表示的形状信息融入基于灰度的配准算法中,构造出新的代价函数.该算法在医学图像多目标分割的应用中,能够较好地完成灰度相近、边缘模糊、间距较小的不同结构的分割.对5组真实脑部MRI图像进行分割脑深层灰质结构的实验,结果表明,本算法优于基于灰度信息的图像配准算法.
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腔内隔绝术用人造血管移植物(SG)织物覆膜的疲劳性能研究
对腔内隔绝术用人造血管移植物(stent-graft(SG))的织物覆膜进行动态疲劳性能研究,分析影响其疲劳性能的因素.利用加速疲劳测试仪,对4种覆膜样品进行疲劳性能的测试.实验以覆膜承受的脉动次数为时间点,分别是0次、2.6×107次以及1×108次(即相当于植入体内0、10个月以及38.5个月).选择覆膜试样的管径,织物周向和轴向密度以及水渗透性在疲劳试验前后的变化作为疲劳性能的特征指标,这些指标在疲劳试验前后都有不同程度的变化.脉动压力在织物覆膜周向的作用比在轴向的作用要大;织物覆膜在初阶段疲劳表现明显,而后趋于稳定;组成织物覆膜的纱线越粗,其疲劳表现越明显;复丝织物的疲劳表现比单丝织物更明显.
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左旋聚乳酸/卵磷脂共混物膜的血液相容性研究
采用溶液共混法制备可降解左旋聚乳酸(PLLA)和5%~15%卵磷脂(质量百分比例)的共混物膜,通过测定静态水接触角来评价材料的亲水性,采用分光光度计分析不同材料的溶血率,利用扫描电镜观察血小板在共混物膜上的形态和黏附量,以评价共混卵磷脂改性后PLLA的血液相容性.结果表明:随着共混物膜中卵磷脂含量的提高,材料的亲水性能明显增加,PLLA和5%~10%卵磷脂共混物膜上血小板的黏附量和变形程度小且溶血率低,获得良好的血液相容性,其在血管组织工程中的应用值得进一步开发研究.
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基于支持向量机的BCI导联选择算法
脑-机接口(BCI)中导联选择的目的是在所有记录脑电信号的导联中,选择出与特定心理任务分类相关的导联,对于简化BCI系统,提高系统传输速率具有重要影响.本研究提出一种基于支持向量机(SVM)的导联选择算法,所采用的实验数据来自德国组织的第三届国际BCI数据竞赛数据集IVa中两个受试者(al,aw).结果表明,该算法对al数据集导联可从118减少到22,同时系统识别的精度从92%提高到98%;对aw数据集导联可从118减少到35,同时系统识别的精度从89%提高到93%.可简化BCI系统的设计,改善系统性能.
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PCR仪温度控制均匀性研究与仿真分析
PCR仪96孔样品基座温度均匀性直接影响扩增性能.首先对样品基座进行传热特性的分析,建立基座的有限元模型.采用稳态分析方法,对样品基座进行温度场的仿真;用保温层避免样品基座侧壁与外围空气的对流换热,获得改进模型的温度场仿真结果.对两种模型分别进行试验,证明对流换热对PCR仪温度均匀性有较大的影响,用保温材料包围样品基座能有效地提高PCR仪样品基座的温度均匀性.研究为PCR仪温度控制均匀性的设计提供理论基础和实验依据.
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基于粒子图像测速技术的血泵内流场研究
自制外触发同步系统,应用二维粒子图像测速技术技术(PIV)实现了流线型叶轮血泵和直叶片叶轮血泵的内流场的测量,并分析叶轮设计和运行条件对血泵内流场和血液相容性的影响.实验结果表明:基于外触发同步的PIV系统实现了对血泵同一流道的流速信息的连续采样;血泵内的绝对速度和相对速度分布随着叶轮设计、流量和进出口压差而改变.在设计工况(4 L/min,100 mmHg)下,流线型叶轮血泵流道内的流动模式较为规则,而直叶片血泵的流动模式则出现了明显的旋涡、回流和流动分离等现象.根据血液动力学理论,在设计工况下,流线型叶轮血泵具有较好的血液相容性.
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再生丝素蛋白膜作为人嗅鞘细胞移植支架的研究
探讨再生丝素蛋白膜对人嗅鞘细胞(hOECs)生物学特性的影响.人嗅鞘细胞接种在再生丝素蛋白膜上,取不同时相的细胞做下列实验.72 h固定,用免疫荧光染色技术观察人嗅鞘细胞的标志蛋白NT-3、S-100、GFAP、NGFRp75,用电子显微镜观察细胞在再生丝素蛋白膜上的生长状况;分别于48、72、96 h提取总蛋白,用免疫印迹法分析人嗅鞘细胞标志蛋白的表达情况;用MTF法分析细胞在再生丝素蛋白膜上的生长曲线.hOECs在再生丝素蛋白膜上能够很好地附着、铺展、生长,嗅鞘细胞的形态大多为梭形,嗅鞘细胞标志蛋白NT-3、NGFRp75、S-100及GFAP均呈免疫反应阳性,且免疫印迹结果与形态学结果一致;电镜结果显示,再生丝素蛋白膜的表面微纳结构适于细胞贴附、铺展;嗅鞘细胞在再生丝素蛋白膜上的生长曲线与培养板上无明显差异.再生丝素蛋白膜适合人嗅鞘细胞的贴附、增殖、生长,再生丝素蛋白膜与hOECs有较好的相容性,可以作为hOECs生长的候选组织工程支架用于修复神经损伤.
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基于核磁共振扩散张量成像技术的脑组织3D分割算法研究
无论在临床诊断上还是在脑电/脑磁研究中,脑组织的准确分割都具有重要的作用.由于DT-MRI比传统MRI能够提供更多的关于脑组织生理结构特性的物理信息,所以基于DT-MRI的分割将更加准确有效.基于扩散张量核磁共振成像技术,提出把脑内部分割成灰质、白质、脑脊液3种组织的新方法,对脑脊液采用扩散张量特征值阈值法进行分割,对白质与灰质采用3D不变参数均值聚类算法进行分割.在Matlab 7.1环境下,采用该方法对病人DT-MRI数据进行实际计算验证,得到较好的结果.对DT-MRI张量空间的准确分割,需要高效率算法与不同脑组织生理结构特性先验知识的有机结合.
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一种基于促透剂和温度场的皮肤组织液物质经皮导出方法
人体组织液成分基本与血浆相同,可利用其进行血液的无损检测.采用经皮给药系统(TTDS)中的促透技术和微流体的温度场驱动技术,通过在皮肤表层上下形成一个具有正负压力差的环境,突破皮肤角质层的坚固屏障,建立一个可以持续一段时间的生物大分子的连续通道,终实现皮下组织液物质的经皮导出.实验结果证实了上述方法的有效性.
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磁刺激足三里脑电复杂度研究
由于磁刺激的无创、无痛及良好的安全性能,使其日益成为脑神经科学研究的热点.本研究基于磁刺激明显的优越性,对磁刺激穴位前后脑电的复杂度进行了探讨.利用磁刺激仪对足三里穴进行了相同强度、不同频率的磁刺激(0.5、1、3 Hz),对同步采集到的脑电数据进行了样本熵分析,并绘制相应的脑电信息图,结果发现大脑各个功能区的样本熵值都有提高,其中颞叶区的变化为明显,这与之前学者研究的电针刺激的结果有一致性.另外,结果表明3 Hz刺激相较于0.5 Hz和1 Hz刺激时引起的脑电样本熵增加,且具有显著性差异(P<0.05).
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基于EEG的警觉度分析与估计研究综述
警觉度是指人在执行某项任务时长时间维持注意力或警惕性的水平.EEG是目前常用且客观的研究警觉度的生理指标,当人的警觉度有变化时,记录到的EEG信号模式会发生相应的变化.因此,通过记录和分析人在执行任务过程中的EEG信号,可以估计人的警觉度.在此介绍EEG和警觉度的基础知识,对基于EEG的警觉度分析与估计的新研究方法、关键技术以及可能的应用等进行较为详细的综述,并讨论目前需要解决的问题.
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基于可穿戴式医疗系统芯片的无线收发器
概述穿戴式医疗系统芯片的基本组成和工作原理,对适用于穿戴式医疗芯片的无线通信技术标准进行讨论.通过列举几款超低功耗无线收发芯片,描述无线穿戴式医疗芯片的现状,对穿戴式医疗无线通信收发芯片的设计前景及其关注的问题进行展望.
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PET/CT图像呼吸运动伪影校正研究进展
在正电子发射断层扫描成像/计算机断层扫描成像(PET/CT)扫描时,患者的呼吸运动造成胸腹部图像的伪影.呼吸运动伪影使得PET图像质量下降,肿瘤体积的估计值偏高,肿瘤组织的放射性定量分析不准确,因此严重影响胸腹部肿瘤的诊断和治疗计划的制定.PET/CT图像的呼吸运动伪影校正问题成为了近年来的一项重要课题.综述现有的PET/CT图像呼吸运动伪影校正方法,主要包括呼吸门控技术、基于图像配准的方法、基于图像重建和原始数据的方法,以及基于反卷积的图像恢复方法.在展望研究发展趋势的同时,就某些方法提出了可能的改进方案.
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 |