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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光学脑成像检测静息态下双侧语言皮层活动的同步性
为了研究人脑双侧语言皮层区自发活动的同步性以及与语言能力的关系,使用光学脑成像来检测具有不同语言能力的被试在语言皮层区静息态下的活动,包括皮层含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的自发波动.共有3组被试参加实验,包括25名自闭症儿童、12名正常儿童和20名正常成年人.采用44个光学通道,记录被试双侧额下与颞叶皮层区8 min的自发波动.在滤波及去掉全局系统成分后,计算每个左右对称通道间的时域相关系数,由此反映左右相应通道位置处皮层活动的同步性.计算每个被试双侧对称感兴趣区域(如额下皮层、颞叶皮层)的平均相关系数,并定量比较3组被试的双侧平均相关系数r.结果表明,对于颞叶语言区含氧血红蛋白的双侧相关性,自闭症儿童的(r =0.306±0.039)比正常儿童的(r=0.472±0.037)显著降低(P =0.048),儿童的比成年人的(r=0.639±0.020)显著要低(P =0.00058),成年男性的(r=0.604±0.035)比成年女性的(r=0.673±0.017)略低,但两者差异不显著(P＞0.05).研究表明,光学脑成像可能提供对人脑语言皮层区网络功能定性和定量的评价.
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基于改进的视觉CPT范式对注意缺陷多动障碍患儿额区ERPs的研究
采用事件相关电位(E RPs)来研究注意缺陷多动障碍(ADHD)患儿在选择注意任务下额区的神经活动.实验采用高密度的脑电采集仪来记录受试在执行改进的视觉持续性操作测试(Visual-CPT)范式下的ERPs,12名患儿(ADHD组)及13名健康儿童(对照组)参加本次试验.在Go和No-go条件下,分别对两组受试的行为学及ERPs进行分析和比较,并对结果进行双样本t检验.结果发现,ADHD组在实验过程中表现得较差,漏报率和错误率明显增加,而且反应时间明显延长;无论是Go条件还是No-go条件,潜伏期未见显著性差异,但是ADHD组相比对照组在额区表现出幅值显著低的N2成分(P＜0.05);此外,ADHD组在No-go条件下具有幅值显著高的P2成分(P＜0.05).结果表明,ADHD患儿在认知功能执行中产生障碍,而这种障碍可能与其额叶区域的ERPs波形幅值异常有关.
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聚乳酸生物可吸收支架在静态和动态系统中降解行为的研究
本研究通过建立体外静态和动态降解系统,探讨聚乳酸(PLLA)生物可吸收支架在体外动态和静态降解系统中的降解行为及之间的关系.研究采用凝胶渗透色谱(GPC)、调制式示差扫描量热仪(MDSC)等手段表征支架材料相对分子质量及热力学性能,采用扫描式电子显微镜(SEM)、电子天平、非接触式显微镜测量系统及径向力测试仪分别测量支架的表面形貌、质量、支架外径及支撑力.结果显示,在静态和动态降解系统中,PLLA支架表观随降解时间增加没有明显区别;材料相对分子质量在降解6个月后分别下降至61.7％和68.5％,但下降趋势相似;在动态降解系统中支架材料相对分子质量的多分散性指数(PDI)要大于静态降解系统中的;支架材料在降解过程中各阶段的热力学性能无明显差异;支架的外径变化趋势相似;径向支撑力在两个降解系统中的变化量均不大.支架材料在静、动态降解系统中的降解行为较为相似,在血管重建期内的6个月内可用静态降解系统代替昂贵、复杂的动态降解系统来研究PLLA生物可吸收支架产品的降解行为.
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磁刺激八字线圈变形对空间磁场与感应电场分布的影响
在经颅磁刺激中,尽管传统八字线圈的聚焦性要优于圆形线圈的聚焦性,但是八字线圈的两侧边缘产生的磁场与感应电场的峰值仍然较高.设计一种基于折叠变形的八字线圈,通过数值计算分析变形八字线圈空间磁场与感应电场的分布,并与传统八字线圈进行对比.结果表明,当变形八字线圈的折叠角度在45° ～60°范围内时,其中心位置产生的空间磁场和感应电场占传统八字线圈在中心位置的90％左右,而变形线圈两侧产生的空间磁场与感应电场占传统八字线圈两侧的30％左右.因此,在空间磁场和感应电场的聚焦度方面,折叠变形八字线圈均优于传统八字线圈.所提出的折叠变形八字线圈为设计新型经颅磁刺激线圈提供了新的思路.
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基于正交频率脉冲编码激励的软组织粘弹性定量测量
高频剪切波对粘性参数的准确估计非常重要.为了提高高频剪切波的检测能力,并研究其对粘弹性参数估计的影响,本研究探讨了基于正交频率脉冲激励的超声振动计方法.通过构造具有特定频谱特性的正交频率波形,经稀疏采样之后激励组织振动,可以增强剪切波的高频分量.以新鲜猪肝为对象进行离体实验.选择二进制编码和两种正交频率编码脉冲激励组织振动,然后分别运用激光振动计和超声对不同编码激励方式产生的剪切波进行检测.激光振动计实验证明了该方法可以有效增强剪切波的高频分量,而从超声实验结果上看,与二进制编码激励方式的结果相比,当只用100～400 Hz剪切波速度拟合求解时,三码片与六码片的正交频率脉冲激励所估计得到的剪切弹性和剪切粘性的相对偏差分别为2.3％和4.1％,13.6％和11.5％;而当将所有频率剪切波速度用于拟合求解时,三码片与六码片的正交频率脉冲激励所估计得到的剪切弹性和剪切粘性的相对偏差分别为10.6％和3.5％,5.4％和11.8％.实验结果表明,正交频率编码激励方式可以降低激励峰值声强,并提高系统对高频剪切波的检测能力;另一方面,高频剪切波对粘弹性估计值具有影响,但其影响方式还不确定,需要进一步研究.
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基于openEHR的原型关系映射方法
医疗信息的复杂性和动态性给医疗信息系统带来1巨大挑战.openEHR规范的两层建模思想可以提高医疗信息系统的灵活性,适应医疗信息需求的变化.目前虽然已有采用openEHR官方提出的属性+路径(node+path)和openEHR参考模型对象关系映射的openEHR数据存储实现方案,但其性能无法达到临床实际应用的需要.本研究提出一种基于openEHR原型和关系数据库的自动映射方法,将原型映射为关系数据表、原型属性映射为关系数据表字段,在此基础上设计了原型驱动的数据持久化和数据访问平台.基于原型关系映射方法,对原型查询语言进行扩展,添加INSERT、UPDATE、DELETE等语法,使原型查询语言支持完整的数据操作功能.结果表明,原型关系映射方法与属性+路径和openEHR参考模型对象关系映射方法相比,在1 231条数据中查询3条数据时快69倍和8倍,在128 141条数据中查询1 593条数据时快2倍和17倍.原型关系映射和原型查询语言等技术不但可以发挥两层建模方法在医疗信息表达、存储和访问等方面的灵活性优势,而且能大幅提高数据访问的性能.
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基于极限学习机的跌倒检测分类识别研究
由于年龄和身体条件的限制,在老年人群中跌倒是非常普遍的现象.因此,根据老年人跌倒的运动特征,远程监测他们在各个时间段的状态,以便在其摔倒或突发状况时及时采取措施显得尤为重要.针对人体运动状态进行监测,分析人体运动学特征,提出基于极限学习机的跌倒检测算法.运用三维加速度传感器采集人体的三维加速度值,建立跌倒检测特征模型.在此基础上,建立基于极限学习机的跌倒检测分类器,完成对老年人的计算机辅助跌倒检测.实验数据共540例样本,选用了不同数量的训练集和测试集,其中440例作为训练数据,其余100例为测试数据.测试结果表明,准确率为93％,敏感度为87.5％,特异性为91.7％,具有良好的分类性能.在对分类训练的运行时间方面,基于极限学习机的跌倒检测方法与传统的机器学习方法相比具有明显优势.
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以基于基本尺度熵的心率变异性指标表征生理和病理原因引起的自主神经活动变化
心率变异性(HRV)体现了自主神经对心脏节律的调节,其动力学特征能够反映心脏的生理功能和健康状态,从短时HRV信号中探测其生理和病理状态的变化具有重要的临床应用价值.本研究采用基本尺度熵中的m-words组合和forbidden words作为特征指标,研究健康年轻人和健康老年人之间以及各自昼夜间对比,以及健康老年人与充血性心力衰竭患者间的对比.首先将m-words组合、forbidden words分别应用于正弦周期信号、白噪声以及1/f噪声,以证明方法的有效性.25名健康年轻人和25健康老年人的数据分别选自PhysioBank中的NormalSinus Rhythm RR Interval Database数据库和MIT-BIH Normal Sinus Rhythm数据库,20名充血性心力衰竭(CHF)患者选自PhysioBank中Congestive Heart Failure RR Interval Database.结果表明:m-words组合几率分布可以反映自主神经调控的变化;健康年轻人和健康老年人各自昼夜间的forbidden words存在显著差异(P＜0.05),并且健康年轻人和健康老年人对应的时间段forbidden words也存在显著差异(P＜0.05);相比于健康老年人,CHF患者的forbidden words显著降低(219.2±6.9 vs147.5±12.1,P＜0.05).相对于传统的非线性方法,所提出方法的计算只需500个心跳间隔的时间序列,为HRV的研究和应用提供了一种简便和有效的方法.
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基于超声体模的颈动脉血流介导血管扩张斑块高度测量方法比较
通过设计实验对超声体模的血管扩张功能(FMD)斑块高度进行了测量,对各种测量方法做出了定性与定量分析和比较,从而确定佳的评估方法及软件,以用于颈动脉粥样硬化临床早期诊断和治疗.以颈动脉超声体模的实际尺寸作为金标准,对FMD斑块高度进行了测量,利用超声诊断仪专用软件和自行开发的分割软件,分别使用3种不同的测量方法:横向直接测量、横向间接测量和纵向直接测量,获取斑块的高度,并进行了比较和分析.结果表明,在横向间接测量方法中,超声诊断仪专用软件比自行开发的分割软件更为准确;而在横向直接测量和纵向直接测量中,自行开发的分割软件比超声诊断仪专用软件更为准确.自行开发的分割软件与超声诊断仪专用软件的测量结果在统计学上存在显著性差异(P＜0.05),但两者相差的绝对值并不大(对应0.30、0.45、0.60 cm等3种斑块高度,小于0.02 cm).总体来说,超声诊断仪专用软件和自行开发的分割软件测量结果都接近于金标准,但自行开发的分割软件的精确性优于超声诊断仪专用软件.
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重力矢量及趋化诱导对脂肪干细胞在PLGA电纺膜上早期增殖的影响
观察研究重力矢量方向及血小板衍生生长因子(PDGF)趋化诱导,在体外环境对人脂肪于细胞(ASCs)在PLGA电纺膜表面黏附和增殖活动的影响.体外原代培养从人颊脂垫提取的ASCs,根据不同重力矢量条件以及有无趋化因子PDGF将实验分为4个组.A组:PDGF/重力矢量(+),含PDGF的PLGA电纺膜置于ASCs悬液底部;B组:PBS/重力矢量(+),空白(PBS)电纺膜置于ASCs悬液底部;C组:PDGF/重力矢量(-),含PDGF的PLGA电纺膜覆于ASCs悬液表面;D组:PBS/重力矢量(-),空白(PBS)电纺膜覆于ASCs悬液表面.分别于0、1、3、5、8、11d加入Alamar Blue继续孵化24 h后测OD值,对照标准曲线,计算各组Alamar Blue的下降百分比,评估ASCs的黏附增殖活动.结果显示:在重力矢量(+)组的早期(第1～4 d),无论趋化因子PDGF存在与否,Alamar Blue的下降百分比都能达到30％左右,不影响细胞的定植、黏附与增殖.但是在重力矢量(-)组,缺少趋化因子PDGF的Alamar Blue的下降百分比为25％左右,细胞将无法正常的定植与黏附.PDGF具有明显诱导ASCs趋化聚集作用,能减轻不利重力因素的影响,显著改善ASCs黏附与增殖.
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基于随机视觉刺激的人体平衡能力评测系统研究
为了更客观地评测人体在各方向上的平衡能力,本研究将人体平衡过程在外部激励下的完整动力学模型,合理简化为二阶线性系统,并将调节时间作为反映系统响应速度快慢的指标;同时,通过采用各方向等概率随机视觉激励,避免受测者对评测过程的预准备.通过以PC/104为核心控制器和以QNX为实时操作系统构建的评测系统及其界面,为被测者提供视觉激励源,并利用力平台检测装置采集重心波动信息,同时提取调节时间作为评测平衡能力的指标.以16名健康大学生为对象的实验,结果表明,正常人平衡调节时间的参考范围为4～8s,人体在前后方向的平衡能力要优于左右方向.该系统可对其平衡受损方向进行定量客观评定,可更好地满足临床要求.
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基于感觉-平衡-运动大鼠训练跑台的设计和实现
研究开发一种集感觉、平衡、运动功能训练为一体的多功能大鼠训练台,进行感觉-平衡-运动的训练.可在0～31 cm/s范围内实现跑道的无级调速,左右大摇摆角度15 °,前后大摇摆角度10°.在所设定参数范围内该跑台可以完成多功能的训练.对健康大鼠与脑损伤大鼠在不同跑台参数下的运动,通过对跑台运动速度、转动角度、摇摆速度等相关参数的计算建立跑台的运动学模型;通过运动学中矢量法计算训练摇摆速度等参数并与实际测量结果进行比较;用样本量为24(24只健康大鼠)的大鼠训练,选择不同摇摆角度、运动速度等参数的控制做训练运动.结果表明,该跑台左右摇摆、前后摇摆速度误差均在容许误差范围±0.3次/min内;左右摇摆跑道理论大摇摆角度值为14.94°,实际测量值为15°;前后摇摆跑道理论大摇摆角度值为9.93°,实际测量值为10°,两者均在容许误差范围±0.2°内,从而可证明训练跑台设计的合理性.经大鼠训练测试,该跑台运动状态良好,结构稳定,设计方案可满足脑损伤大鼠运动、感觉、平衡综合功能训练的要求.
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疲劳驾驶识别中的脑电信号特征选择算法和支持向量机模型研究
针对疲劳驾驶识别中脑电特征选择和分类模型,提出采用粗糙集理论的离散化算法对通道和脑电信号特征量进行选择,选用支持向量机作为疲劳驾驶识别模型,并将疲劳误判风险作为支持向量机模型参数进行模型优化.针对5名受试者的实验结果表明,与主分量方法相比,粗糙集离散化算法选取的特征量较少,以0.8为相容度阈值,在208个候选特征中选择的特征数为2～4个,不同被试者选取的特征不同且对建立支持向量机识别模型有影响;疲劳误判风险控制参数可以达到调节支持向量机识别模型误判风险.
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肝细胞复合体的低温保存实验研究
探索微载体cytodex3与细胞结合的复合体低温保存的可行性.以cytodex3为支架体系,细胞类型采用贴壁细胞肝细胞,观察低温保存对细胞复合体的影响,包括低温保存对微载体Cytodex3支架性能的影响,以及复合体复温后细胞与微载体的黏附存活率、细胞功能指标的代谢情况.实验结果表明,肝细胞复合体低温保存2周后,微载体上的细胞活性与单独细胞冻存相比无显著差异,能够正常生存并保持增殖和产物分泌能力.细胞与载体黏附培养细胞密度大,细胞生物活性高,低温保存复苏后肝细胞功能良好,可用于构建生物人工肝.
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基于CT图像腰椎L4～L5节段有限元模型建立与分析
基于CT图像结合图像处理及有限元分析软件采用六面体网格建立完整的人体腰椎L4～L5活动节段三维有限元模型,并对模型有效性进行验证与分析.用块状化分割方法对腰椎模型进行几何处理,然后对二维四边形单元使用扫略和拉伸等方法生成六面体实体单元从而建立三维腰椎有限元模型,并另外建立单元数量和单元类型不同的腰椎有限元模型用以对比.观察腰椎在轴向力和6个方向的扭矩作用下的变形和位移以及椎间盘的应力分布情况.建立的原始模型共有110 762个单元,111 644个节点,模型在500、1000、1 500、2000 N轴向压缩力作用下的位移分别为0.34、0.65、0.91、1.21 mm,在前屈、后伸、侧弯和扭转工况下关节活动度分别为5.69°、2.28°、3.41°和1.29°,终板大应力分布规律与前人研究结果一致.用六面体单元划分网格的精细有限元模型可兼顾模型的计算效率及精度,所建模型符合腰椎一般生物力学特点,可用于模拟生物力学实验及对脊柱生物力学的进一步研究.
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脂肪干细胞在软骨组织工程中的研究进展
近年来脂肪干细胞(ADSC)的成软骨潜能备受瞩目,其作为种子细胞在软骨组织工程应用方面前景广阔,然而目前并没有一种高效的诱导方法被世界公认.外源性生长因子、基因修饰、共培养、生长因子与共培养联合、支架材料等多种手段均可诱导ADSC向软骨细胞方向分化,但各方法的优劣,诱导分化时的信号通路及新生软骨的性状并未见详细的分析和讨论.文中介绍了以上多种诱导方法的研究现状及问题,并讨论了化学因素、供体年龄、组织获取部位等对其的影响,以期为ADSC的临床应用提供一定的理论参考.
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视网膜假体专用集成电路研究进展
近些年来,人工视网膜假体的研究成为视觉修复领域的一个热点.文中根据不同的视网膜假体实现方案,概括介绍了视网膜假体专用集成电路的主要种类及实现方法;分析比较了视网膜上假体和视网膜下假体两种实现方式的优缺点.重点论述了视网膜假体专用集成电路中能量和数据收发、全局数字控制器以及神经驱动阵列等模块的基本原理及研究进展.后讨论了视网膜假体专用集成电路设计上所面临的一些挑战及关注问题的展望.
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超临界二氧化碳流体发泡技术制备组织工程支架及其泡孔形貌控制研究进展
组织工程支架作为细胞生长的载体,在组织工程再生组织的研究中具有非常重要的地位.传统方法在三维支架的理论研究与制备技术方面均已趋于成熟,但制备过程仍存在工艺复杂,有机溶剂难以去除,制备条件不利于保持生物分子活性等问题.近年来,超临界二氧化碳流体技术利用优越的传质性与环境友好性,已广泛用于制备各种三维结构的组织工程支架,其中以超临界发泡技术为经典.三维多孔支架在超临界发泡技术制备过程中,泡孔形貌受材料性质、致孔剂种类及工艺参数等方面的影响.本文就采用该技术制备的多孔支架研究进展及存在的问题进行综述,同时对该技术控制泡孔形貌的发展方向提出展望.
| 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 |
