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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基于稀疏分解的心电信号波形检测及形状识别
为对心电信号进行波形检测和形状识别,解决心电信号自动诊断的重点和难点,在稀疏分解的理论基础上,构造符合心电信号特点的超完备字典,基于此字典,利用匹配追踪算法对心电信号做稀疏分解.根据稀疏分解所得解向量及与解向量在字典中对应的原子找出心电信号的特征波的起点、终点、峰值点等,终实现心电信号的几种特征波的波形检测及形状识别.实验证明该算法的QRS波群检测率为99%,P波、T波检测率为85%,对P波和T波的形状识别符合人的主观判断.这些检测和识别结果为心脏病的自动诊断提供了依据.
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基于支持向量机的轻度认知功能障碍诊断方法
轻度认知功能障碍(MCI)是正常老化向痴呆转变的过渡阶段,目前被认为是老年痴呆症(AD)的一种先期征兆,其相关研究对于AD的早期诊断与干预具有重要意义.MCI的诊断一般通过认知和记忆的测查进行,各项指标均为正常或MCI状态时可直接确诊,如果不一致则需医生依据经验进一步判断.本研究从已确诊的被试中训练得出支持向量机分类模型,然后对需要医生诊断的被试做预测,实验表明,以医生的诊断为准,预测的符合率高可达85.7%,有助于MCI的计算机辅助诊断.
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基于活动形状模型的人脸识别
活动形状模型(ASM)是一种较为流行的用于目标对象定位的统计学形状模型.然而,在搜索过程中,ASM易受初始化位置的影响而陷入局部极值;在局部灰度模型匹配时,对光照条件也较为敏感.针对正面人脸彩色图像的识别问题,提出了一种基于肤色的人脸检测方法、基于人脸器官几何分布特征的人眼检测方法与活动形状模型方法相结合的算法,来降低ASM算法对初值与光照条件的敏感程度,避免局部极值问题的产生.对于搜索结果的评估问题,本研究针对保持了目标特异性的形状,提出了以质心位置、形状大小和方位角作为相似形状的评价准则.采用40幅黄种人正面端正人脸图像进行测试,实验结果表明,本改进算法的搜索结果与手工标定的识别结果相比,在位置、大小和方位上的误差都较小,识别准确率较高.
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压应变作用下组织工程软骨的构建
在压应变作用下构建组织工程化软骨.以大鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs)为种子细胞,以壳聚糖海绵为支架材料.利用压应变加载装置对细胞-壳聚糖海绵支架材料的复合物进行体外动态加载,7d后植入大鼠背部皮下,免疫组织化学染色检测Ⅱ型胶原蛋白的分泌,甲苯胺蓝染色检测酸性糖胺多糖的分泌;利用材料试验机对组织块进行生物力学性能检测,从弹性模量方面对比工程化软骨与正常软骨的差异.在大小为1%、频率为1Hz的压应变条件下,构建的组织工程化软骨经体内移植后,分泌软骨基质Ⅱ型胶原及酸性糖胺多糖,其弹性模量较植入前显著增强.在压应变作用下,细胞复合壳聚糖支架材料可以形成初级的组织工程化软骨.
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分块PCA提取细胞周期调控基因的研究
用主成分分析(PCA)方法处理基因表达微阵列数据能够实现基因选择、基因表达模式提取、基因分类等,有其独特的优点.然而,PCA方法却存在容易丢失重要信息的弱点.为了克服这一方法的弱点,提出分块PCA,并以此为基础形成一种提取细胞周期调控基因的新方法.通过理论分析和对酵母微阵列数据的仿真实验研究,表明这种方法可行、有效,能够全面地提取出隐含在方差较小变量中的细胞周期调控基因,并能够给予实验结果较好的生物意义解释,在微阵列数据处理中具有应用前景.
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基于简易反向滤波跟踪算法分析松质骨的微结构特征
平均散射元间距(MSS)已被众多研究者用于分析准规则组织的微结构特征,平均骨小梁间距(MTBS)是诊断骨质疏松症的重要参数之一.本研究提出一种基于简易反向滤波跟踪(SIFT)的算法,用于估计平均骨小梁间距.对计算机仿真信号和离体牛胫骨松质骨的超声背散射信号分别进行分析处理.实验结果表明,SIFT算法能简单而有效地减小测量系统和传播介质特性的干扰,并且在较强噪声存在的情况下,SIFT算法比AR倒谱法的估计结果更为精确.因此,SIFT算法可用于估计平均骨小梁间距,从而反映松质骨的微结构特征.
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足踝有限元模型的建立与初步临床应用
建立足踝部有限元模型,研究胫后肌腱功能不全(DPTT)、(足母)外翻与第一跖列不稳的静态生物力学变化.以螺旋CT扫描正常足部图像为资源,Matlab、Surfacer、ANSYS软件为工具,建立足部有限元模型,模拟静态直立时加载,分别分析跟骨应力应变、胫后肌腱功能不全与第一跖列失稳时的内侧纵弓关节应力应变、骨骼空间位置的的变化.静态直立负重时,跟骨与第一跖骨跖侧应力大,其中跟骨内侧大;胫后肌腱功能不全时,可以导致第一跖列的稳定性丧失,进而发生内侧纵弓各个关节之间应力分布、大小发生变化,第一跖骨内收、跖屈,(足母)趾相对于第一跖骨外展趋势增大.足踝有限元模型是分析足踝生物力学的有力工具;跟痛症的发生与应力反复作用有关;DPPT可以导致第一跖列失稳,进而引起第一跖骨内收、趾外展,与反复应力作用下的(足母)外翻发生发展有一定关系.
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超声彩色血流成像中非平稳杂波的抑制
为了获取高质量的彩色血流图像,必须对来自组织的杂波信号进行抑制.传统的杂波抑制器如有限脉冲响应(FIR)、无限脉冲响应(IIR)和回归型滤波器,都是针对平稳杂波信号抑制的.然而实际的临床诊断中存在相当程度的组织加速运动,使得杂波信号是非平稳随机过程.在这种情况下,采用传统的杂波抑制器会给血流速度估计带来很大偏差.本研究提出了一种新的非平稳杂波抑制方案.它首先用相位建模法估计出杂波瞬时频率,然后利用此频率对解调后的多普勒信号进行混频,混频后,再通过传统的高通滤波器对杂波进行衰减.实验结果表明,利用此滤波方案可以对非平稳杂波进行充分地抑制,在低速血流和高强度杂波的情况下效果更加明显.
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一种改进的自适应形变模型及其血管内超声图像边缘提取应用
血管内超声(IVUS)图像冠状动脉血管壁内膜的边缘提取对冠状动脉疾病的诊断和治疗有着重要意义.提出一种改进的自适应形变模型(T-Snake),该模型能够解决基本T-Snake模型中的自交(Self-collisions)问题,并有着更高的数值计算精度.同时,基于改进的T-Snake模型,给出一种用于自动提取IVUS序列图像冠状动脉血管壁内膜边缘的方法.实验结果表明,所提出方法准确性和可靠性较高,对IVUS序列图像处理的可重复性和鲁棒性较好;表明了改进T-Snake模型的有效性和可实现性.
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基于RR间期的非线性特征预测房颤终止
识别和描述房颤有可能自发终止或持续,不仅可以更好地了解心律不齐终止的机制,还可以更有效地治疗持续房颤.本研究从两种非线性分析的角度提取房颤信号RR间期的特征,并预测房颤是否能自发终止.一是计算心电信号RR间期序列的Lempel-Ziv复杂度,二是基于符号动力学将RR间期序列转换成符号串,对符号串编码得到符号码,计算各符号码的发生概率,取符号码110的发生概率和符号码发生概率的香农熵作为RR间期序列的特征参数.基于从RR间期提取的上述三个非线性参数,建立模糊分类器来预测房颤是否能终止.实验研究了一个由Holter心电信号组成的房颤数据库,它包括一个训练集和两个测试集(A和B).结果表明:本方法可正确分类90%的测试集A和80%的测试集B,和以前方法相比,预测房颤终止的准确率提高了约10%.可见,本方法对Holter心电信号预测房颤的自发终止是有效的.
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应用MPEG-7建立乳腺X线影像数据库
乳腺肿瘤是妇女的多发疾病.建立有效的数字化乳腺X线影像存储与检索技术,可以充分利用医疗资源,并且帮助用户进行个人健康管理.MPEG-7技术可以实现对多媒体内容低级特征和高级语义信息的注释.将MPEG-7技术引入数字化乳腺X线影像存储,详细分析对医学影像MPEG-7注释以及将MPEG-7文件与医学图像一起存储到数据库的技术实现,在Linux系统下构建包含MPEG-7信息的数字化乳腺X线影像MySQL数据库和基于网络的查询系统.结果说明使用MPEG-7对医学图像低级特征和高级语义注释是可行的,数据库中存储的注释文件有利于医学图像高级语义信息的检索.
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基于磁定位器的手动三维超声图像标定
与二维超声相比,三维超声图像可以提供更多更详细的位置信息,有利于定位精度的提高.在基于磁定位器的手动三维超声成像中,可以直接获得各幅图像所对应的磁定位接收器位置和姿态,仍然需要做进一步的标定才能得到各幅图像在世界坐标系的位置.标定目标是获得磁定位接收器与超声图像之间确定的位置姿态关系.为此,设计制作了一种N形线模板,将其斜置于水槽中,从不同的位置和角度扫描该模板,每幅图像上将有3个亮点,以"N"斜线上的点作为特征点,采用小二乘法进行标定计算,获得了磁定位接受器与超声图像之间的位姿关系.实验证明该标定方法简单易行,标定精度满足超声引导的需求,为进一步三维重构奠定了基础.
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基于特征聚类的舌下络脉自动提取方法
舌下络脉诊是中医舌诊中十分重要的一种手段,本研究提出了一种基于特征聚类分析的舌下络脉自动提取方法,该算法在L*a*b*色彩空间下,利用K-均值聚类算法对舌下区域按颜色进行聚类,根据聚类中心的位置,确定舌下络脉所在的聚类,并计算出舌下络脉的特征参数,对每一例舌下数据给出6个参数,表征络脉的长度,宽度以及颜色.应用此算法对北京东直门医院886例肝病病人的舌下图像数据进行分析,经中医医生判断,成功提取舌下络脉839例,成功率达96.88%.
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316L不锈钢表面抗体的固定及体外细胞相容性研究
表面快速内皮化是预防支架植入后血栓和再狭窄的新途径.本实验分别将合成的仿生海洋生物枯性多肽及对内皮细胞特异性结合的CD34抗体固定到316L不锈钢片及支架表面,并对其体外细胞相容性进行了初步研究.结果表明:固定的多肽及抗体促进了内皮细胞在钢片表面的粘附和增殖,提高了细胞活性,增加了细胞与不锈钢基体的结合强度.提高多肽浓度,可以促进内皮细胞的粘附,但浓度过高,反而抑制细胞的粘附;提高抗体浓度,可以增加抗体的固定及细胞的粘附.支架固定抗体后,内皮化速度加快.该方法促进了材料表面的原位内皮修复速度,因此可用于支架材料及组织工程材料等的表面改性.
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人工心脏瓣膜返流量的非定常流测量方法研究
为简化人工心脏瓣膜返流量测量装置的结构,降低测试成本,提出了用非定常流等效定常流进行人工心脏瓣膜返流量测量的新方法,推导出了非定常流等效定常流测量时的水头适用条件,利用流体力学拉格朗日积分建立了非定常流的非线性微分方程并进行了数值解析,分析了该方法的理论测量误差.计算和实验表明:在满足水头适用条件且瓣膜反向过流面积与测试管截面积比值小于3.422%时,非定常流测量方法实际测量精度可保证在2.27%以内.该方法的提出对于以非定常流等效定常流方法进行人工心脏瓣膜返流量测量系统的设计提供了理论依据.
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聚乳酸表面的氨等离子处理及成骨细胞相容性研究
聚乳酸材料是一种应用广泛的可降解的组织工程支架材料,但是由于其表面亲水性差,影响了细胞的黏附和生长.为了提高聚乳酸材料表面的细胞相容性,首先利用溶液浇铸法制备聚L-乳酸(PLLA)膜材料,然后采用氨等离子技术进行表面处理,采用光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了处理条件对材料表面的化学结构和形貌的影响,结果表明处理后的PLLA膜的亲水性基团和表面平均粗糙度明显增加.后研究了成骨细胞在材料表面的黏附,增殖和细胞周期的变化,结果表明成骨细胞在处理后的材料表面的黏附和生长较改性前有了很大提高,细胞能够更快地进入细胞分裂周期.
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基于热敏电阻探头加热的肿瘤热疗用生物传热模型验证方法
确定适用于特定组织的生物传热模型,对提高肿瘤热疗的效果有重要意义.提出一种新的生物传热模型验证方法.采用数值方法,分析了不同生物传热模型条件下,采用热敏电阻探头加热时,生物组织中温度响应的动态特征.结果表明:通过分析不同血液灌注率情况下组织的惰性时间、组织温度响应曲线是否存在交叉、组织中特定点的温度与热敏电阻探头温度之比的相对大小,可以确定生物组织所适用的生物传热模型.
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一种基于模糊规则和小波变换的医学图像锐化增强算法
针对医学图像组织间不明显现象,提出了一种基于模糊规则和小波变换的医学图像锐化增强算法(MFRWTE).为了避免过增强现象和放大噪声,对不同尺度的小波系数进行锐化增强时,首先计算该尺度低频系数中心像素与其邻域像素的相容性,利用模糊规则将像素分为低细节,中细节和高细节三类,然后利用自适应算法计算非线性细节增益系数.后通过把增益系数与细节小波系数相乘,小波重建后得到增强图像.实验结果表明,提出的算法对图像细节进行增强的同时能够有效地抑制噪声.用户也可以根据图像的特征,方便的通过调节中细节区域增强因子或小波分解层数获得满意的增强效果.
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细胞内外膜跨膜电位频率响应模型及滤波器特性的研究
提出球形单细胞内外膜跨膜电位频率响应模型和仿真计算方法.通过对频率响应的仿真分析,发现内外膜跨膜电位分别表现出一阶带通和低通滤波器特性,并在内膜频率响应中心频率到上限截止频率的范围内,内膜跨膜电位大于外膜同时能保持在较高水平,这将有利于诱导细胞内电处理效应.计算结果与动物实验吻合得很好,为纳秒脉冲电场治疗肿瘤的窗口参数合理选择提供了理论依据.
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以水为溶剂的电纺丝明胶纤维的制备及性能研究
本研究以水为溶剂通过静电纺丝制备一种明胶纤维.通过调节明胶水溶液浓度和静电纺丝环境温度,采用SEM研究了不同浓度、温度条件下纤维的微观形貌及直径分布.并对采用戊二醛交联后明胶纤维的形貌变化、热力学及力学性能变化进行了研究.结果表明:优化后的纺丝液浓度为33%(质量分数),温度为加℃.得到的明胶纤维的直径在120nm~210nm之间.交联后的纤维发生溶并,焓值降低,力学性能提高,在水中能够充分溶胀.该体系采用水为溶剂改善了采用有机溶剂的纤维残留潜在毒性问题,可以以更具生物安全性的方式负载多肽类药物或生长因子,在医药及组织工程支架领域具有潜在的应用价值.
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改性的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的亲水性与溶胀性研究
评价用聚乙二醇系列的表面改性剂PEG、F127及PELA改性的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的亲水性和溶胀性,先对纳米羟基磷灰石进行表面改性处理后,再综合用传统的溶液共混、流延法及热压法将改性的和未改性的纳米羟基磷灰石分别与聚乳酸制备成复合薄膜.检测结果表明:改性剂分别被涂敷于纳米羟基磷灰石上,改性处理能够改善纳米颗粒在基材内的分布;改性的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料比未改性的对比材料的表面接触角小、表面能大、亲水性好、溶胀度大,达到饱和溶胀度的时间长.改性的纳米羟基磷灰石比未改性的羟基磷灰石改善基体聚乳酸的亲水性和溶胀性效果更显著.
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脑皮层功能活动与病理状态光学检测方法研究进展
光学成像方法具备高时间、空间分辨率和多参数的信息获取能力,在神经科学研究中发挥着重要的作用,受到广泛关注.简要介绍和评述了用于脑皮层功能检测的主要光学成像方法,并重点讨论了其中两种方法--内源光信号成像与激光散斑成像的基本原理、技术进展,以及在脑功能活动与病理状态检测中的应用.
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一种电子病历系统体系结构及其关键技术
电子病历是医疗数字化、信息化的基础和核心内容,其目标是形成覆盖终生的医疗健康数据集,服务于疾病诊疗、卫生保健和医学研究等活动.对"什么是电子病历"、"什么是电子病历系统"等热点问题进行阐述,针对在综合性医院实现电子病历系统进行研究探索,提出一种高度可扩展的开放式电子病历系统体系结构,并在分析各项关键技术的基础上提出相应的实现方案,包括数据建模、数据访问、系统集成、集成可视化、数据结构化,以及基于临床指南的决策支持;后,对电子病历系统面临的困难和挑战进行讨论.
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基于网格及IHE XDS/XDS-I技术框架和协议的区域影像电子健康记录系统的设计与实现
提出并实现了一种具有影像信息共享交换功能的区域电子健康记录系统(EHR),完全符合IHE XDS/XDS-I技术框架和协议,同时应用网格概念和SOA架构,实现区域间多家医疗机构的病人影像信息的共享交换和影像信息的预处理及智能流动.该系统由病人基本信息主索引服务器、注册中心、存储池、网格服务器、安全服务模块、网关及网格代理结点、PACS/EMR工作站和医院现有PACS系统或医学影像设备及RIS系统等8个组件组成,解决了采用ebXML标准与注册中心、存储池的通信和PACS/RIS或其他现有影像信息系统只能通过DICOM标准和HL7通信相冲突的难题.在上海市3家医院和科研单位进行了系统测试,主要有图像及报告的发布流程和用户的查询提取流程,结果表明该系统是在不增加网络带宽和存储资源的情况下,解决区域间影像信息共享交换的有效方案,具有安全可靠、可伸缩和易管理的特点.
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关于我国医学信息技术的发展
医学信息技术(MIT)是近30年来随着计算机、通讯、网络及信息处理技术的飞速发展,在生物医学工程领域中迅速形成的一个新兴学科和重要分支.
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医学信息相关标准分析
医学信息学领域存在并正在发展着大量的标准.这些标准对于医学信息的表达、交换与共享,实现数字化医疗和医疗信息化,起着至关重要的作用.对现有的医学信息相关标准和作用进行分类分析,着重探讨参考信息模型和集成应用规范方面的问题,对医学信息标准化的发展进行展望.
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医学放射成像与医学影像信息学
就医学影像信息学的内容及其与医学放射成像的关系进行讨论.通过例子,说明信息技术与放射成像间的互动作用.指出医学影像信息学的实质是使成像链中的各环节和过程协调、优化,尽量增加图像数据的附加值,达到好、快、廉.
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TissueMap:人类基因和蛋白质表达数据库
表达信息(或者是组织特异性)是基因和蛋白质重要的自然属性之一.在当前主要的序列数据库中,对这些信息的描述没有一致的标准,同时,表达量的描述也没有统一.为了更好地利用基因和蛋白质的表达信息,建立了人类基因和蛋白质表达数据库,命名为TissueMap(http://168.160.62.35/cgi-bin/tissuemap/index.pl).TissueMap整合了来自Swiss-prot和UniGene两个数据库的表达信息,并把跨膜蛋白信息从Swiss-prot专门抽取出来作为一个独立的库提供用户搜索.这个数据库规范化了描述表达信息时使用的组织名称和表达水平.目前,数据库中共有45389条基因,11377条蛋白质,和2796条人类跨膜蛋白的表达信息,将随着Unigene和UniProt同步更新.
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快速低成本全基因组DNA测序技术
人类个体的全基因组序列信息,是为重要的生物医学信息,是实现未来个体化医疗的基础;实现个体全基因组DNA序列的快速低成本检测,是人类基因组计划完成后又一个重要的技术挑战.对该技术当前的发展现状进行回顾和分析,预计在不长的时间内人类个体全基因组的测序成本能够降低到1万元人民币以下.
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医学图像分析的现状与展望
综述了医学图像分析的当前主要进展,包括理论模型、感兴趣区分割、图像配准与融合、时序图像的功能分析等传统研究.根据该领域的新进展,简述了基于内容的医学图像检索系统、标准数据集和评估准则的建立,以及医学图像分析商用软件等较新颖的热点.后总结了医学图像分析领域面临的主要挑战和未来发展方向.
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 |