生物医学工程学杂志
Journal of Biomedical Engineering 생물의학공정학잡지
- 主管单位： 四川省科学技术协会
- 主办单位： 四川大学华西医院 四川省生物医学工程学会
- 影响因子： 0.43
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 1001-5515
- 国内刊号： 51-1258/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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人体腰椎L4～5节段有限元建模及分析
本文基于CT图像数据结合图像处理软件建立人体腰椎L4～5节段有限元模型,进行前屈、后伸、侧弯和轴向旋转工况下的生物力学特性分析.首先,选择一名正常志愿者腰椎L4～5节段的CT图像数据建立三维模型,模型包括椎体、椎间盘、软骨终板、连接韧带和小关节突关节等部分,在前屈、后伸、侧弯和轴向旋转工况加载下进行生物力学性能的分析.结果表明,建立的腰椎模型几何形态逼真且验证有效,在500、1 000、1 500和2 000 N分布压力下,腰椎L4～s有限元模型的轴向位移分别为0.23、0.47、0.76、1.02 mm,与前人在相同条件下离体实验和有限元分析的研究相近,几种情况下腰椎整体及椎间盘的应力分布符合腰椎的生物力学特性.因此,本文所建立的腰椎L4～5节段有限元模型能有效地模拟腰椎的生物力学特性,为后续腰椎植入物的生物力学性能研究奠定良好的基础.
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T波交替散点图法的定量检测
为研究T波交替(TWA)的定量检测方法,探讨散点图外部形态与TWA的关系,研究出适用于散点图的一种边缘提取算法“横向搜索法”,然后对TWA散点图作图形化处理,并以图形的短长轴之比Axial ratio作为定量检测指标.采用Matlab仿真并与谱分析法比较,找出合适阈值并判断TWA是否存在,证明由“横向搜索法”提取的Axial_ratio能够准确检测TWA.
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直立式聚丙烯输液袋长径比对输液性能影响的数值研究
研究直立式聚丙烯输液袋(简称直立式输液袋)长径比对袋体输液性能的影响,寻求佳长径比.针对标示容量为100、250和500mL的三种袋型,分别设置5种不同长径比(1.5∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1),采用有限元方法模拟排液过程,研究袋体应力分布、排空率、加药空间及稳定性系数等参数的变化规律.在标示容量一定的条件下,排空率随长径比的增加而逐渐升高,而稳定性系数随长径比的增加而下降.长径比由1.5∶1到5:1,3种标示容量直立式输液袋排空率的增幅和稳定性系数的降幅分别为:100 mL直立式输液袋为2o％和49％,250mL直立式输液袋为9％和51％,500mI直立式输液袋为11％和46％.比较而言,排空率增加的幅度远低于稳定性下降的幅度.综合考虑排空率和袋体稳定性,袋体的长径比不宜过大.
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多水平模型在临床试验中心效应分析中的研究
多水平模型是既适用于计量资料、又适用于二分类或多分类资料的统计方法.本文通过对各类型的实例数据,分别应用多水平模型、协方差分析和CMH卡方检验方法进行分析,探讨多水平模型在多中心临床试验中心效应分析中的应用.结果表明,在计量资料的中心效应分析中,协方差分析较多水平模型更容易发现中心效应;对分类资料的中心效应,多水平模型更为敏感.可见不同分析方法对中心效应的分析结果不相同,在实际运用中应结合数据自身的结构特点和研究目的,并根据各种方法的适用条件选择分析方法.
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睡眠剥夺下警觉度变化的非线性研究
本文采用Lempel-Zin复杂度与脑电地形图(BEAM)相结合的方法研究睡眠剥夺(SD)下警觉度的变化过程.10名受试者进行了36 h的SD,并且每6h进行了自发和Oddball听觉诱发实验,记录了自发脑电(EEG)和诱发EEG,构建了基于复杂度的脑电地形趋势图.结果表明,36 h SD中,警觉度可以分为三个阶段:前12h为警觉度较高的阶段,中间12 h为警觉度快速下降的阶段,后12h为警觉度较低的阶段.在SD过程中,自发EEG的复杂度在全脑范围内有不同程度的下降,与主观量表的趋势相符;诱发EEG的额叶复杂度降低,其趋势与行为学结果相符.所以,EEG复杂度可以有效地反映大脑警觉度的变化,且复杂度计算简单、运算速度快,为以后应用于警觉度的实时监测提供了新的途径.
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均匀水介质中计算电子束平均能量的拟合公式
在放射治疗中,混合笔束模型(HPBM)是一种计算电子束剂量分布的有效方法.而入射电子束的平均能量分布是影响HPBM精度的因素之一,特别是在电子束射程末端的地方.本文以蒙特卡洛(MC)程序对6～ 20MeV范围内电子束在水介质中平均能量分布模拟结果为基础,提出了一种新的拟合公式,并将拟合公式和已有的经验公式分别计算的平均能量代入到HPBM中,以美国高能电子束治疗计划联合工作组(ECWG)实测电子束剂量分布的数据为参考,评估了该能量范围内拟合公式的精度.结果显示,由拟合公式计算平均能量得到的剂量分布精度有大约1％的提高.
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中低频电疗及疼痛评估系统的设计
针对目前电疗设备存在治疗手段单一、治疗与评估设计分离等问题,开发了一种集中、低频治疗和疼痛评估为一体的系统.以单片机C8051F020为核心,通过电路设计和软件编程,实现了治疗参数的随意切换及压痛阈值采集、显示与储存等功能.实验结果表明,系统输出的刺激波的波形、电流强度、频率、占空比可调并准确可靠;获取的压痛阈值(PPT)精确度高(＜0.3 N)、稳定性好,能有效指导精确治疗时电刺激治疗参数的选择.该系统为临床治疗和疗效评估提供了良好的技术支持.
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基于角度与幅值特征的QRS波群起止点识别
为了准确快速识别不同形态心电图(ECG)信号QRS波群的起止点,本文采用三次局部变换找出可能的起止点,然后再根据这些疑似起止点之间构成的角度与幅值特征,按由试验得出的规则流程从疑似起止点中选出正确的QRS波群的起止点.该方法充分利用了QRS波群的角度与幅值特征,只需做简单的运算就能得到结果,具有快速准确且对不同形态ECG信号适应性强的特点.利用MIT-BIH心电图数据库对该方法性能进行测试,取得了较好的效果.
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基于量子粒子群优化和独立分量分析的脑电特征提取
特征提取是基于P300的脑机接口(BCI)系统中非常关键的步骤.独立分量分析(ICA)算法是效果较好的P300特征提取方法,但目前常用的ICA迭代方法收敛性能均不理想.提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)和ICA算法的P300特征提取方法.该方法利用量子计算在计算速度上的优势,加快了ICA算法的全局收敛,达到了快速有效提取P300的目的.实验针对BCI CompetitionⅡdataset Ⅱb和BCI CompetitionⅢdatasetⅡ两组公共数据集进行测试,提取出的P300特征送入线性分类器,系统识别正确率在15次叠加平均情况下达94.4％.实验结果表明,本文方法用于P300特征提取,在保证提取效果的同时,计算速度更快,为在线BCI系统的进一步研究提供了实验基础.
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Survivin突变体对乳腺癌细胞的体内外作用
为了探讨Survivin负性突变体T34A对乳腺癌细胞MCF-7增殖与凋亡的影响,本文分别采用生理盐水、空载体质粒(PORF-9-null)及Survivin-T34A与MCF-7细胞共培养,观察体外MCF-7细胞的增殖及凋亡情况;建立乳腺癌裸鼠模型,体内实验检测Survivin-T34A对乳腺癌的抑制作用.结果表明转染了Survivin-T34A的细胞增殖率明显低于PORF-9-null组,电镜下观察可见细胞凋亡增多,流式细胞术检测显示其凋亡率明显高于空载体组.瘤内注射Survivin-T34A组的抑瘤效果明显,抑制率达47.1％.本研究提示Survivin-T34A负性突变体能够有效地抑制乳腺癌细胞的增殖,并促进其凋亡,从而发挥抗肿瘤作用.
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基于集合经验分解与改进阈值函数的小波变换心电信号去噪方法研究
针对心电图(ECG)信号去噪问题,提出了一种基于集合经验分解(EEMD)和改进阈值函数的小波变换去噪方法.首先利用EEMD对含噪的ECG信号进行分解,选取固有模态函数(IMF),重构ECG信号,实现ECG信号的一次去噪;再利用改进阈值函数的小波变换方法对ECG信号进一步去噪.实验中,利用MIT-BIH心电图数据库对提出的方法进行评估,用参数信噪比(SNR)和均方误差(MSE)比较EEMD、改进阈值函数的小波变换方法以及本文提出的方法的去噪效果.实验结果表明:本文提出的方法去噪后的ECG信号波形平滑,特征点幅值无衰减,在去噪的同时更好地保留了原始ECG信号的特征.
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磷酸化DARPP-32在戊四氮诱导大鼠癫痫模型中的表达及其作用的研究
本文应用免疫酶组织化学及免疫荧光双标技术,将30只健康雄性SD大鼠分为一个对照组和5个实验组[即癫痫持续状态(SE)发作后1、6、24、48和72 h组],研究磷酸化DARPP-32(p-DARPP-32)在PTZ诱导的癫痫发作大鼠前脑区域的表达(动态变化)和分布,并计算p-DARPP-32阳性表的神经元细胞数,以及与非磷酸化DARPP-32在大鼠前脑神经元的共存情况.结果表明,PTZ诱导大鼠SE发作1h和6h时,p-DARPP-32在大鼠前脑神经元的表达达到高峰,24 h后开始逐渐下降;p-DARPP-32在大鼠前脑皮层、海马及纹状体神经元的胞质、胞核中有明显表达.免疫荧光双标记显示,p-DARPP-32与DARPP-32在上述区域出现高比例的共存.本研究提示p-DARPP-32在癫痫发作中可能起着重要作用.
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周期性拉伸应变对大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响
骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为一种具有多向分化潜能的干细胞广泛地运用于组织再生工程中.在促BMSCs向心肌样细胞分化的过程中,我们探讨周期性双轴力学应变对其的影响.本实验分为三组:力学应变组,将大鼠BMSCs(rBMSCs)接种于硅胶膜上,施加应变大小10％、频率1 Hz力学应变,持续时间分别为6、12、24 h;空白对照组,将rBMSCs接种于硅胶膜上,用完全培养基培养;基底对照组,将rBMSCs接种于六孔板中,用完全培养基培养.两组对照组分别于力学应变组加力相同时间点收集样本.通过实时荧光定量PCR方法检测各组rBMSCs的GATA4和肌细胞特异性增强因子-2C(MEF-2C)的mRNA表达,并利用Western blot方法检测各组rBMSCs的缝隙连接蛋白43(Cx43)的表达.本实验结果表明,不同持续加力时间的力学应变组的GATA4、MEF-2C的mRNA表达量以及Cx43的蛋白表达量比相应的空白对照组明显增高(P＜0.05).本研究提示,体外周期性双轴力学应变可以促进rBMSCs向心肌样细胞分化,但其具体机制尚未明确.
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基于有限元的单侧缺损上颌骨不同修复方法的生物力学研究
本文采用三维有限元分析方法,评价使用卡环固位技术的赝复体修复和外科手术重建修复两种方法修复后上颌骨受力状态差异,从而为临床工作提供修复建议及理论支持.首先,利用MIMICS重建单侧缺损上颌骨模型.其次,采用镜像技术生成修复体模型,并使用卡环固位修复.后,模拟口腔咬合状态下上颌骨受力状态.从应力大小及分布的结果得出,赝复体修复与外科手术重建修复的上颌骨不同位置的应力大小及分布具有明显差异性.外科手术重建骨愈合后健侧基牙应力明显减小,缺损侧靠近颧骨的接合处应力也减小,且均小于赝复体修复情况.因此,采用外科手术重建修复可以更好地保护健侧基牙.固位卡环能减轻上颌骨咬合力造成的负担.采用赝复体修复时,可考虑卡环与其他固位技术联合使用.从生物力学角度来看,临床上外科手术重建修复更有利于单侧上颌骨的缺损重建.
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基于WEB的医学数据挖掘集成
本文主要针对基于WEB的医学数据挖掘工具集成方案进行了研究.基于WEB的医学数据挖掘由客户端浏览器通过HTTP协议向服务器端发送请求,服务器端接收相应的指令并调用数据挖掘工具的远程对象进行数据处理,并将处理结果通过HTTP协议传回到客户端浏览器,展示给用户.为了证明所提出的集成方案的可行性,针对.NET平台下的SAS和SPSS两种统计分析软件进行了集成,并给出了详细的操作步骤.通过实际测试,本文提出的基于WEB的数据挖掘集成方案,展现了其广阔的发展前景,这为医学数据挖掘开辟了一条新的途径.
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人体肺部组织复阻抗特性研究
为研究人体正常肺组织和肺癌组织复阻抗及特征参数随离体时间的变化规律,并建立肺部复阻抗实虚部对照图,为基础医学和临床诊断提供理论依据和数据参考,并为电阻抗断层成像技术(EIT)研究提供先验信息.本实验将手术切下的人体正常肺组织和肺癌组织放入测试箱中,控制测试箱的温度和湿度,控制并保持离体时间分别为30、60、80 min,采用Agilent 4294A阻抗分析仪在频率为1 000 Hz～30 MHz范围内对人体正常肺组织和肺癌组织复阻抗进行测量.实验结果显示,在所测量的范围及对应的离体时间内,随离体时间延长,正常肺组织和肺癌组织的复阻抗均发生显著变化,但正常肺组织的阻抗值大于肺癌组织.该变化与细胞外液、细胞内液、细胞膜的变化相关.
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间歇性加载周期性压力增加骨细胞分泌一氧化氮和前列腺素E2
为探讨间歇性加载力学刺激对骨细胞机械敏感性的影响,应用我们实验室自制的细胞加力装置对MLO-Y4骨样细胞施加周期性压力(CCF),观察不同时长间歇期(5、15和30 s)的力学刺激对骨细胞机械敏感性的影响.本研究运用Griess法及酶联免疫吸附测定(ELISA)法分别检测一氧化氮(NO)和前列腺素E2 (PGE2)分泌水平,采用免疫荧光对细胞骨架F-actin进行染色观察.结果发现:15 s以上间歇期压力加载组骨细胞分泌NO及PGE2明显高于持续加载组(P＜0.05),并且间歇性加载压力可提高细胞骨架顺应力学刺激方向的定向排列.该结果提示,间歇性加载周期性压力可显著提高骨细胞的机械敏感性,且与细胞骨架的定向排列有一定关系.
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地塞米松对顺铂诱导人肺腺癌细胞SPC-A1凋亡的抑制作用及分子机制
研究地塞米松(DEX)对顺铂(CDDP)引起的人肺腺癌细胞SPC-A1凋亡的抑制作用及可能的分子机制.将不同浓度的DEX分别加入人肺腺癌细胞SPC-A1体外诱导培养24 h后,再用不同浓度CDDP处理SPC-A1细胞48 h.MTT法检测细胞存活率;RT-PCR方法检测1 μmol/L DEX诱导培养不同时间后SPC-A1细胞内血清/糖皮质激素-诱导激酶(SGK-1)和有丝分裂原蛋白激酶(MKP-1)的表达;用生物素标记的抗糖皮质激素受体(GR)抗体对SPC-A1细胞行免疫组化染色来检测GR的表达.MTT测定结果显示,SPC-A1细胞经DEX诱导后,对CDDP所致的凋亡有抵抗作用并与DEX浓度呈剂量依赖关系.RT-PCR检测到DEX诱导培养能提高SGK-1在SPC-A1细胞中的表达,表达量随时间延长而增加;但未检测到MKP-1的表达.免疫组化检测显示SPC-A1细胞经DEX诱导后GR上调,细胞内GR表达的阳性细胞数明显高于对照组.结果表明DEX对CDDP引起SPC-A1细胞的凋亡有抑制作用.可能的分子机制是通过上调细胞内GR表达,进而上调其通路下游抗凋亡蛋白SGK-1的表达,导致SPC-A1细胞产生抗凋亡作用.
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基于多聚鸟氨酸的海藻酸微囊化肝细胞体内移植治疗肝衰竭大鼠的研究
本研究探讨海藻酸钠-多聚鸟氨酸-海藻酸(A-PLO-A)和海藻酸钡-多聚鸟氨酸-海藻酸(B-PLO-A)两种新型微囊作为细胞移植载体的效果.两种微囊包裹小鼠肝细胞后,植入D-氨基半乳糖腹腔注射法制备的急性肝衰竭模型大鼠体内,观察大鼠死亡率,检测微囊内肝细胞的生长、增殖、代谢的情况,以及能否有效改善肝衰大鼠的肝功能.实验分为A-PLO-A空微囊、B-PLO-A空微囊、移植游离的肝细胞、A-PLO-A微囊化肝细胞、B-PLO-A微囊化肝细胞五组.研究结果表明,单纯的空微囊对肝衰大鼠病情无缓解作用,移植后两个空囊移植组3d死亡率均达到了100％.游离肝细胞组、A-PLO-A微囊化肝细胞组和B-PLO-A微囊化肝细胞组大鼠的ALT、AST、ALB水平均有所恢复,4周时微囊移植组的上述指标均优于游离肝细胞组,说明微囊化肝细胞移植有效缓解了肝脏损伤的程度,治疗效果好于游离肝细胞组.微囊化肝细胞组大鼠的存活率明显高于空囊移植组和游离肝细胞移植组;4周后回收的微囊表面光滑,无细胞包裹,无纤维化.研究结果提示基于多聚鸟氨酸的海藻酸微囊物理稳定性和生物相容性良好,适合作为肝细胞体内移植的载体.
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可降解支架修复骨缺损的有限元模拟预测
针对骨组织工程支架降解问题,研究利用支架的非均匀结构来控制骨缺损修复效果的可行性.在分析了组织工程骨骼修复过程及主要影响因素的基础上,构建了骨成形控制方程、支架降解控制方程为主体的骨缺损修复预测模型,并与有限元法相结合,预测骨缺损修复过程和修复后的骨结构形态.基于以上方法,分别模拟了均匀及非均匀支架情形下的骨缺损修复效果.预测结果表明,支架结构对修复效果具有较大影响,可以利用支架的非均匀结构来控制骨缺损修复效果.
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99mTc-MDP骨显像与CT诊断乳腺癌骨转移的效能评价
根据纳入排除标准检索文献,应用QUADAS打分评价文献质量,采用Meta-disc软件对敏感性、特异性等进行异质性检验和合并分析,绘制SROC曲线,终纳入17篇文献评价99mTc-MDP骨显像与CT诊断乳腺癌转移的效能.以患者为单位,99mTc-MDP骨显像和CT合并的敏感度(SEN)、特异度(SPE)、阳性似然比(LR+)、阴性似然比(LR-)、诊断比值比(DOR)、Q*、SROC曲线下面积分别为0.87和0.99、0.81和0.98、3.88和13.86、0.2和0.03、27.73和612.17、0.8418和0.9732、0.9097和0.9952;以病灶为单位,99mTc-MDP骨显像合并的SEN、SPE、LR+、LR-、DOR、Q*、SROC曲线下面积分别为0.86、0.97、13.32、0.16、102.4、0.8944、0.9528.本文提示:无论是99mTc-MDP骨显像还是CT对乳腺癌骨转移都具有较高的诊断效能.
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羟基磷灰石-聚二甲基硅氧烷弹性多孔细胞支架的制备
采用造孔剂方法,制备羟基磷灰石-聚二甲基硅氧烷(HA-PDMS)弹性多孔细胞支架,并将大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)接种到材料上,研究细胞的黏附状态.制备的弹性材料孔隙率可调,调节范围为62％～76％.采用不同造孔剂(NaC1、石蜡),可制备出不同孔型(方形、圆形)的材料.三维支架孔内壁在SBF溶液中能够长出羟基磷灰石(HA)晶体,表明其具有良好的生物相容性,且支持rBMSCs的黏附铺展.
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基于不完全贝叶分类模型的淋巴系造影图像对淋巴肿瘤诊断的算法研究
随着疾病谱的改变,恶性肿瘤已经成为危害人们身体健康的常见疾病,了解有无淋巴结转移,对早期诊断肿瘤性疾病,合理治疗有重要的指导意义.淋巴造影是影像学判断淋巴结病例状况的“金标准”,它是唯一能观察淋巴管道内部结构的方法,从而鉴别良性反应性淋巴结肿大和淋巴结肿瘤.本文使用不完全朴素贝叶斯分类模型构建计算机辅助诊断模型,利用淋巴系造影(Lymphography)数据集对实验模型进行检验,选择优的分类算法构建模型,辅助医师的教学、诊断.仿真实验验证了多种不完全朴素贝叶斯模型对淋巴结能有效地判别.
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基于小波特性与边缘模糊检测的医学图像处理
针对现有医学图像中存在噪声干扰与边缘信号弱等现象,本文通过对二维小波变换进行研究,同时结合图像的边缘的方向性与小波系数的相关性,提出一种基于小波特性与边缘模糊检测的医学图像处理算法.该算法通过改进小波变换与传统边缘模糊检测算法,来提高算法的降噪能力与边缘优化效果.结果表明,其实验结果与预测目标基本相符,该算法能够有效的降低医学图像中的噪声信号同时有效的保留图像的边缘信号,具有清晰度高、降噪能力强等优点.
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基于低频带非均匀采样策略提高电子耳蜗汉语识别鲁棒性
提出一种基于低频带非均匀采样的电子耳蜗编码策略,即低频带精细结构(LFFS)过零刺激方案(简称LFFS方案),以提高电子耳蜗汉语声调和语音识别鲁棒性.根据频带选择法则,在人耳基频感知范围内,采用精细结构过零刺激脉冲序列.声学模拟结果表明:在安静环境下,LFFS方案和连续交替采样(CIS)方案语音识别率差别不大;在噪声环境下,LFFS方案在汉语声调、词汇和句子方面要明显优于CIS方案,同时采用改进指数分布模型得到较好的汉语识别因素分布图.LFFS方案包含了更多的汉语声调信息,所以能有效地提高电子耳蜗植入患者汉语识别鲁棒性.
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基于C-V算法的心胸比率与衰老关系的数据分析
心脏扩大是器质性心脏病的重要体征之一.心胸比率(CTR)是衡量心脏大小的一个重要的指标.本文提出了一种基于数字图像的改进C-V水平集方法,用于肺部分割及自动计算CTR.同时,本文还对收集的3 120例北京地区在职人群的体检胸片进行了CTR测量及统计分析.依据年龄、性别分组,分别进行统计,较为精确地得出北京地区在职人群的CTR,为临床诊断心脏增大以及预测心血管疾病发展提供了参考依据.
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基于詹森香农差异的步态信号复杂度分析
人在行走的时候会产生步态信号,不同的人会产生不同的步态信号,步态信号复杂度的研究在医学上具有重要的意义.我们可以根据一个人步态信号的复杂度来评估一个人的健康状况,从而及时发现和诊断疾病.本文采用詹森香农差异(JSD)的复杂度分析方法,分别计算健康老年人、健康年轻人和帕金森病患者的步态信号复杂度,并对实验数据进行方差分析.结果表明,三种步态信号的复杂度具有明显差异.通过本文的研究,我们得出了帕金森病患者、健康老年人和健康年轻人步态信号复杂度的取值范围,从而为临床诊断提供了重要依据.
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基于灰度分层和几何分块的蛋白质点匹配算法
针对二维电泳凝胶图像匹配过程中,由于图像局部非线性形变导致的伪匹配和漏匹配问题,本文提出了一种结合灰度分层和几何分块的自动匹配算法.首先,依据灰度和几何位置对蛋白质点进行分组,采用形状上下文特征,结合归一化互相关法对蛋白质点进行粗匹配;然后,以粗匹配结果作为标记特征点,采用几何相似性准则,对未匹配点进行精确匹配;后,采用局部仿射变换模型,验证匹配的正确性,去除伪匹配和漏匹配.通过对不同来源的凝胶图像进行匹配实验,结果表明本算法能有效解决蛋白质点匹配中的伪匹配和漏匹配问题,可获得更为精确的匹配结果.
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心电信号中的工频干扰滤除方法
心电图(ECG)信号在采集、转换过程中,容易受到50 Hz的工频干扰.本文在Levkov算法的基础上,结合正弦波的反对称和正弦波幅度不发生突变的特点,提出Ievkov改进算法.利用ECG信号的信噪比(SNR)、均方误差(RMSE)以及信号的吻合程度对这二种算法进行比较.通过实验比较发现,改进算法不仅对ECG信号的吻合程度高,而且对于ECG信号的一些细节也能给予保留,取得了较好的滤波效果.
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基于生物反馈的便携式高血压治疗仪的研究
非药物治疗高血压由于可能克服药物治疗所带来的经济负担和副作用等缺点,逐渐成为研究热点.其中,基于慢呼吸训练的高血压疗法因治疗效果好和操作简便,已成为临床治疗高血压的新型物理疗法之一.本文阐述了基于慢呼吸训练的高血压治疗方法原理,介绍了便携式高血压治疗仪的总体结构和功能,包括呼吸检测电路、核心控制模块、音频模块、存储模块和人机交互模块.简要介绍高血压治疗仪软件流程.试验样机的测试结果的表明,该治疗仪具有较明显降低血压的治疗效果.
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基于复合光子晶体技术的X线防护研究
基于光子晶体具有能使落在禁带区间的电磁波无法在其中传播的特性,本文提出一种在普通铅玻璃上镀光子晶体膜的技术,实现了临床防护X线的目的.本文利用传输矩阵法,通过Matlab编程仿真,甄选合适的光子晶体介质材料、厚度及周期数,设计出X线波段高反射率的一维光子晶体复合结构膜,仿真结果显示该光子晶体复合结构膜对X射线的反射率达到90％以上,实现了临床X线防护要求.解决了目前防护X线的无机铅玻璃的铅当量大、厚重、透明度低且成本高的技术难题.该项技术已获得国家专利,专利号为201220228549.2.
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基于大脑状态指数的粒子群优化-模糊麻醉闭环控制
针对麻醉用药的个体差异,术中麻醉维持的复杂性和不确定性,以及当前监测手段存在的缺陷,传统麻醉深度PID控制器不能满足其非线性控制需要,而以往麻醉深度(DOA)模糊控制器的规则完全依赖于经验调节,因此无法达到预期的控制效果.本研究建立了以大脑状态指数(CSI)为反馈变量的模糊麻醉闭环控制系统,并采用粒子群算法同时优化基于CSI的变化和异丙酚输出率之间的模糊控制规则和隶属度函数.通过系统仿真将CSI值的目标设定在40和30,并加入高斯噪声以模拟临床干扰.实验表明,该系统能准确、快速、平稳地达到CSI预设值,且在噪声干扰下,无明显扰动.经粒子群优化(PSO)过的基于CSI模糊控制器应用在DOA闭环控制系统具有较好的稳定性及鲁棒性.
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改进小波阈值法用于心电信号去噪
由于心电图(ECG)信号的特点以及在采集过程中所受到的干扰影响,ECG信号去噪已成为ECG信号智能分析的基础.本文在基于小波变换方法的基础上,对阈值参数进行改进,提出了与噪声更加匹配的阈值表达式.利用改进的阈值对离散分解后的小波系数进行处理,通过小波逆变换重构信号,能够更加准确地去除噪声的小波系数,保留更多原信号小波系数.采用MIT-BIH中的数据进行实验,结果表明,改进方法较之现有小波阈值去噪方法,能够达到更好的去噪效果.
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基于小波变换的时频图建模及其在嗅觉场电位分析中的应用
快速有效地提取和比较不同神经信号中所含信息的相同和区别之处是研究者关注的问题.本文介绍了一种基于小波变换的时频建模方法.该方法用少量的半椭球模型来表征神经信号在时域和频域上的变化,克服了传统时频分析中背景干扰大、参数多的缺陷.将该方法应用于嗅球场电位的研究,与支持向量机(SVM)算法相结合,可初步实现气味的分类.
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病毒纳米颗粒在医学领域的潜在应用
过去,对于病毒的研究主要集中在它的传染性和将其作为工具来加深对细胞生物学的理解,然而随着近年来对于病毒结构的研究深入,病毒在纳米科技领域的应用日益受到人们的关注.通过化学或基因方法修饰过的病毒纳米颗粒能够作为潜在的优秀载体应用到多个方面,例如:药物/基因输送载体、高级疫苗载体以及各种具有特殊功能的无机、有机纳米材料等.本文综述了近来病毒纳米颗粒在医学领域的应用情况.
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从微剂量学到纳米剂量学——连接放射生物和辐射物理的桥梁
本文描述了辐射与生物体相互作用的宏观量和微观量之间的联系,介绍了从微剂量学到纳米剂量学的发展趋势和新成果,以及测量、计算其中的微观物理量的方法;探讨了微剂量学和纳米剂量学与辐射生物学之间的关系,以及它们在辐射防护和放射治疗等应用中存在的问题和未来进一步发展的方向.
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便携式心电监护仪设计进展
便携式心电监护仪是临床诊断心血管疾病的重要设备,以其携带方便、实时心电监护的特点在我国有着广阔的应用和发展前景.针对便携式心电监护仪的设计现状,对前人的心电监护研究结果进行了梳理、分析与总结,介绍了便携式心电监护仪的人机工程学设计以及软硬件组成,从心电信号自身特征及系统功能实现的角度解析了硬件组成电路和其他模块,后指出便携式心电监护仪存在的问题与发展趋势,为便携式监护仪的继续研究及产品设计提供借鉴.
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线粒体三磷酸腺苷合成酶与恶性肿瘤的相关研究
线粒体三磷酸腺苷(ATP)合成酶作为线粒体进行有氧磷酸化反应的关键酶,在肿瘤组织中普遍表达下降,是肿瘤细胞中有氧磷酸化下调、无氧酵解增高的生物能量特色的具体体现.结合恶性肿瘤的生物能量特征,研究发现线粒体ATP合成酶下调与多种肿瘤的耐药及不良预后密切相关.其调节机制可能与转录后水平的调控、DNA的甲基化、内源性线粒体ATP合成酶的抑制蛋白(IF1)有关.本文就线粒体ATP合成酶的生物学特性,及其与恶性肿瘤耐药及预后相关的研究做一综述,以期为肿瘤治疗开辟新途径.
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基于医学图像分析的心脏流体力学研究现状及趋势
介绍了当前基于医学图像的心脏流体力学研究方法,并简要分析了基于磁共振成像(MRI)的流体研究方法、基于彩色多普勒超声心脏流体动力学和基于灰阶超声图像的三种常用分析方法的特点、不足以及算法本质,并指出了基于超声图像运动矢量估计的粒子成像速度(PIV)测量、斑点跟踪和块匹配方法在算法原理本质上的相同之处,都是采用了图像块之间的相关特性.分析表明,在未来基于医学图像的心脏流体力学分析研究中,随着信息技术和传感器技术的发展,将会在心脏流体能量传递过程、流体特征与心脏功能状态以及血液流体与心肌固体运动耦合三方面迅速展开深层次的研究.
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创伤后应激障碍脑功能磁共振成像研究进展
创伤后应激障碍(PTSD)是对个体、家人乃至社会造成很大困扰的一类精神疾病,目前还没有统一的预防和治疗方案.随着医学影像的发展,很多神经影像技术(如功能磁共振成像)被广泛用于创伤后应激障碍发病机制的全面研究.脑功能磁共振成像不仅能观察脑形态的改变,还有助于观察脑功能区性能以及神经回路的改变,对神经精神疾病的发病机制研究具有重要作用.本文主要针对基于BOLD信号的任务态功能磁共振成像和静息态功能磁共振成像在PTSD方面的研究进行综述,并提出了今后可能的研究方向.
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人工设计GAV-6短肽自组装形成淀粉样纤维的研究
淀粉样纤维是一类与人类疾病密切相关的蛋白异常聚集体,从一些核心短肽序列入手研究天然蛋白形成淀粉样纤维的分子机制是近年来的研究热点.本文设计了一个由甘氨酸(G)、丙氨酸(A)、缬氨酸(V)三种疏水性氨基酸构成的六肽GGAAVV(GAV-6),并研究其形成淀粉样纤维的能力.以原子力显微镜(AFM)和动态光散射(DLS)为手段的纳米结构表征发现,GAV-6能够在水溶液中自组装形成光滑不分叉的纳米纤维.通过刚果红染色/结合实验和硫磺素T结合实验,我们证实了这些纳米纤维具有典型的淀粉样纤维的特征.上述结果表明,人工设计的GAV-6短肽能够自组装形成淀粉样纤维,这可能为今后深入研究天然蛋白形成淀粉样纤维的机制提供一种简单的模式分子.
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一种新型水浴冷冻夹具在大鼠跟腱力学测试中的应用
设计一种新型的冷冻水浴型夹具,用于解决大鼠跟腱力学测试的问题.以SD大鼠肌肉-跟腱-跟骨为单元的样本随机分成A、B两组.A组:大鼠跟腱样本采用设计的新型水浴型冷冻夹具;B组:大鼠跟腱样本采用传统非水浴冷冻夹具.结果显示,在力学测试过程中,A组样本无一滑脱,跟腱处于生理活性状态;B组样本有一根滑脱,其他样本跟腱有明显被冷冻现象.A组样本平均大应力、大断裂点位移以及杨氏模量较B组差异均有统计学意义(P＜0.05).实验结果表明,新的冷冻水浴型夹具优于传统非水浴条件冷冻夹具,能够更好地模拟体内环境条件测试跟腱的力学性质.
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多次激发扩散磁共振成像中运动伪影及偏共振伪影的联合矫正
针对多次激发扩散磁共振成像中的运动伪影和偏共振伪影,本文提出了一种联合矫正方法,可以同时去除两种伪影,而且不需要额外采集运动导航数据和主磁场不均度图.该方法使用多次激发变密度螺旋线序列采集数据,通过自动偏共振矫正算法去除模糊,运动引入的相位误差在去除模糊的过程中采用直接法或迭代法矫正.在体磁共振成像实验表明,所提出的联合矫正方法可有效去除运动伪影和偏共振效应引起的图像模糊,获得结构清晰的成像结果,且不会增加扫描时间.
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基于医疗健康信息集成规范的医疗仪器信息集成技术的研究
伴随着医疗信息化的深入,医疗仪器的信息集成已经成为医疗信息化的一个非常重要的组成部分.为了使没有统一标准信息接口的医疗仪器具备与信息系统互联互通、信息共享的能力,本研究设计并实现了基于医疗健康信息集成规范-患者护理设备(IHE PCD)技术框架的医疗仪器信息集成网关,该集成网关按照IHE PCD定义的通信框架和健康信息交换第七层协议(HL7)消息格式,通过协议转换引擎和设备驱动Javascript脚本语言,将各种格式的医疗仪器通信协议转换为符合HL7标准的消息.本研究为医疗仪器提供了统一的HL7标准接口,使其能够与信息系统进行无缝连接以及无障碍数据交换,降低了医疗仪器信息集成的门槛,具有良好的应用价值,对在用医疗仪器设备的信息集成尤具价值.
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低场核磁共振弛豫谱反演算法研究
从核磁共振成像分析仪上直观采集到的信号无法直接反映样品属性,必须采用反演算法获取弛豫时间及这种弛豫分量所对应回波的初始幅度之间的关系.因此,正确的反演算法结果直接影响核磁共振信号的解释和应用.本文基于不适定反问题正则化理论,优化了正则化因子的选取方法,通过Matlab7.0数值模拟,设计了一套低场核磁共振弛豫谱反演正则化算法.构造谱反演和样品实测回波串反演表明本算法能够满足核磁共振成像分析仪测试和科研的需要.
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基于矩阵分解技术的显著基因提取及基因表达数据分析
基因之间存在多种多样的表达调控活动,一般认为这些调控关系隐含在基因表达谱中.因此,可以根据基因表达数据对基因调控状态进行建模,以挖掘具有生物学意义的信息及隐含在其中的基因调控关系.本文分别利用独立成分分析(ICA)和非负矩阵分解(NMF)这两种无监督矩阵分解技术对阿尔茨海默病(AD)基因表达数据进行显著基因提取及基因调控网络的构建,通过生物学分析,探讨了两种不同矩阵分解技术在挖掘潜在致病基因上的作用,通过结合两种方法所提取的显著基因的生物学分析,体现了炎症反应在AD致病机制中的重要作用,为AD早期诊断、致病机制研究及基因生物标志物的探寻提供了有益的方法.
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风雨三十载——记《生物医学工程学杂志》发展之路
三十多年前,中国共产党第八届三中全会开启了我国社会主义建设的新纪元,改革开放方针迅速带来国家日新月异的变化.高校领导出国考察,海外华裔学者回国讲学、办学习班,介绍科技新动态,促进了新的学科在祖国土地上播种、发芽、成长.在这种大环境下,中国生物医学工程学会于1980年11月在北京成立了.当时,中国医学科学院院长黄家驷教授任学会理事长,1982年在医学科学院创办了《中国生物医学工程学报》.
关键词：
| 年 | 期数 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 |
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| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
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| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 05 06 z1 |
| 2003 | 01 02 03 04 |
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| 2001 | 01 02 03 04 |
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| 1999 | 01 02 03 04 Z1 |
| 1998 | 03 |
