生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志最新期刊目錄

一種用于生物材料血液相容性評估的便攜式電阻抗斷層成像系統(tǒng)研究————作者：彭飄;陳懷昊;車波;李軒;凡春劍;劉磊;羅騰;鄧林紅;

摘要：生物材料的血液相容性評估是確保植入式醫(yī)療器械臨床安全性的關(guān)鍵。針對傳統(tǒng)檢測方法在實時監(jiān)測和電學(xué)特性分析方面的局限性，本研究開發(fā)了一種便攜式電阻抗斷層成像（EIT）系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用16電極設(shè)計，工作頻率范圍為1～500 kHz，在50 kHz頻率下信噪比（SNR）達(dá)到69.54 dB，并具備20幀/s的數(shù)據(jù)采集能力。實驗結(jié)果表明，本研究開發(fā)的EIT系統(tǒng)與酶標(biāo)儀在抗凝牛血中對工業(yè)級鈦金屬（TA3）和鈦...

融合膨脹卷積和殘差混合注意力的前交叉韌帶圖像分割————作者：尚鵬;汪宇玲;

摘要：針對膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶圖像分割存在精度不高、分割邊界距離相差較大的問題，本文提出一種融合膨脹卷積和殘差混合注意力的U形網(wǎng)絡(luò)（DRH-UNet）的前交叉韌帶圖像分割模型。該模型在U形網(wǎng)絡(luò)（UNet）的基礎(chǔ)上融合膨脹卷積擴(kuò)大感受野，能更好地理解圖像的上下文關(guān)系，并在跳躍連接中設(shè)計了殘差混合注意力模塊，可強(qiáng)化關(guān)鍵區(qū)域重要特征表達(dá)并縮小語義差距，從而提升對前交叉韌帶區(qū)域的表征能力。本文基于公開磁共振成像網(wǎng)絡(luò)...

基于霜冰算法優(yōu)化變分模態(tài)分解的電阻抗斷層掃描中肺通氣和肺灌注信號分離方法研究————作者：高國斌;李坤;李俊瑤;朱明旭;王煜;閆孝姮;史學(xué)濤;

摘要：胸部電阻抗斷層掃描（EIT）測量中實時獲取肺部通氣和灌注信息具有重要的臨床意義，故本研究提出了一種胸部EIT中基于霜冰（RIME）算法優(yōu)化變分模態(tài)分解（VMD）的分離肺通氣和肺灌注信號的新方法，能從EIT重建圖像前的原始電壓數(shù)據(jù)中直接分離肺通氣和灌注的相關(guān)信號，并可分別進(jìn)行成像。為驗證該方法的有效性，本研究招募了16名健康志愿者，采集其正常呼吸以及吸氣屏息兩種狀態(tài)下的EIT數(shù)據(jù)，同時基于RIME算...

嚙齒類動物經(jīng)顱時間干涉電刺激定量分析：針對電極排列的仿真研究————作者：劉小璽;于洪麗;垢福帥;杜博愛;盧鵬屹;王春方;

摘要：經(jīng)顱時間干涉電刺激（tTIS）是一種新型經(jīng)顱電刺激方式，通過多個電極施加不同頻率的電場實現(xiàn)無創(chuàng)深部腦刺激。目前，關(guān)于tTIS作用效應(yīng)機(jī)制的研究多是基于嚙齒類動物，但實驗結(jié)果受電極排列方式的影響較大。為進(jìn)一步提升tTIS在嚙齒類動物有限的頭部空間中的效果，本文提出了多種tTIS電極排列方式，并利用真實小鼠模型進(jìn)行了有限元仿真。結(jié)果顯示，腹背排列、4通道-雙端排列、2通道排列分別在聚焦性、激活腦區(qū)的擴(kuò)...

基于計算機(jī)斷層掃描影像的人牙槽骨多孔超彈特性預(yù)測模型研究————作者：吳斌;栗明娜;楊帆;袁樂;盧軼;姜迪;易揚(yáng);嚴(yán)斌;

摘要：牙槽骨重建仿真是量化正畸的有效手段，但目前無法直接獲得仿真用的人體活體牙槽骨材料模型。本研究引入三維隨機(jī)多孔材料的等效剪切模量預(yù)測方法，融合一階奧格登（Ogden）超彈性模型針對人牙槽骨構(gòu)建了基于計算機(jī)斷層掃描（CT）影像的多孔超彈性特性O(shè)gden模型（CT-PHO），并綜合顯微CT(MicroCT)、納米壓痕實驗和單軸壓縮實驗數(shù)據(jù)結(jié)果獲得模型參數(shù)。與以往的預(yù)測模型相比，CT-PHO模型在任意骨密...

動作捕捉數(shù)據(jù)驅(qū)動的神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動評估研究進(jìn)展————作者：吳均浪;郭威;羅可欣;何玲;楊觀賜;

摘要：神經(jīng)退行性疾病（NDDs）是一組異質(zhì)性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)或外周神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元的進(jìn)行性損失，繼而造成肢體運(yùn)動能力的下降。動作捕捉作為一種高精度、高分辨率采集人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的技術(shù)，其驅(qū)動的NDDs運(yùn)動評估可以有效提取運(yùn)動特征，進(jìn)而評估患者運(yùn)動能力或疾病嚴(yán)重程度。本文圍繞動作捕捉數(shù)據(jù)驅(qū)動的NDDs運(yùn)動評估最新研究進(jìn)展，在扼要介紹NDDs運(yùn)動評估數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，根據(jù)特征提取和處理的方式將評估...

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激改善帕金森病抑郁研究進(jìn)展————作者：盧葦;何寶峰;李娟;文明明;張敏;

摘要：帕金森病是好發(fā)于中老年人的神經(jīng)退行性疾病，表現(xiàn)為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性喪失和路易小體聚集，從而引起一系列運(yùn)動癥狀和非運(yùn)動癥狀。抑郁是帕金森病非運(yùn)動癥狀最主要的表現(xiàn)形式，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。臨床醫(yī)生常用抗抑郁藥物給藥等方式改善帕金森病患者的抑郁癥狀，但仍亟待解決此類方式帶來的藥物毒副作用及耐藥性問題。而重復(fù)經(jīng)顱磁刺激是一種安全、無創(chuàng)的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，可以改變皮質(zhì)脊髓束興奮性，誘導(dǎo)多巴胺等多種神經(jīng)遞...

細(xì)胞外囊泡在椎間盤退變修復(fù)中的作用機(jī)制————作者：朱生旭;李忠海;

摘要：細(xì)胞外囊泡（EVs）是細(xì)胞分泌的納米級囊泡，攜帶生物活性分子，作為新興的治療策略已在腫瘤及組織再生中廣泛應(yīng)用，它通過多維度調(diào)控機(jī)制修復(fù)椎間盤退變（IDD）的研究正成為前沿?zé)狳c。本文對EVs在IDD修復(fù)中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，廣泛查閱了近年來國內(nèi)外對于EVs治療IDD的相關(guān)文獻(xiàn)，并對其治療機(jī)制進(jìn)行歸納總結(jié)。在IDD修復(fù)中，EVs可以在分子、細(xì)胞、組織水平上通過不同的作用機(jī)制發(fā)揮作用。分子水平上，EVs...

一種用于生物材料血液相容性評估的便攜式電阻抗斷層成像系統(tǒng)研究————作者：彭飄;陳懷昊;車波;李軒;凡春劍;劉磊;羅騰;鄧林紅;

摘要：生物材料的血液相容性評估是確保植入式醫(yī)療器械臨床安全性的關(guān)鍵。針對傳統(tǒng)檢測方法在實時監(jiān)測和電學(xué)特性分析方面的局限性，本研究開發(fā)了一種便攜式電阻抗斷層成像（EIT）系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用16電極設(shè)計，工作頻率范圍為1～500 kHz，在50 kHz頻率下信噪比（SNR）達(dá)到69.54 dB，并具備20幀/s的數(shù)據(jù)采集能力。實驗結(jié)果表明，本研究開發(fā)的EIT系統(tǒng)與酶標(biāo)儀在抗凝牛血中對工業(yè)級鈦金屬（TA3）和鈦...

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激改善帕金森病抑郁研究進(jìn)展————作者：盧葦;何寶峰;李娟;文明明;張敏;

摘要：帕金森病是好發(fā)于中老年人的神經(jīng)退行性疾病，表現(xiàn)為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性喪失和路易小體聚集，從而引起一系列運(yùn)動癥狀和非運(yùn)動癥狀。抑郁是帕金森病非運(yùn)動癥狀最主要的表現(xiàn)形式，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。臨床醫(yī)生常用抗抑郁藥物給藥等方式改善帕金森病患者的抑郁癥狀，但仍亟待解決此類方式帶來的藥物毒副作用及耐藥性問題。而重復(fù)經(jīng)顱磁刺激是一種安全、無創(chuàng)的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，可以改變皮質(zhì)脊髓束興奮性，誘導(dǎo)多巴胺等多種神經(jīng)遞...

融合膨脹卷積和殘差混合注意力的前交叉韌帶圖像分割————作者：尚鵬;汪宇玲;

摘要：針對膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶圖像分割存在精度不高、分割邊界距離相差較大的問題，本文提出一種融合膨脹卷積和殘差混合注意力的U形網(wǎng)絡(luò)（DRH-UNet）的前交叉韌帶圖像分割模型。該模型在U形網(wǎng)絡(luò)（UNet）的基礎(chǔ)上融合膨脹卷積擴(kuò)大感受野，能更好地理解圖像的上下文關(guān)系，并在跳躍連接中設(shè)計了殘差混合注意力模塊，可強(qiáng)化關(guān)鍵區(qū)域重要特征表達(dá)并縮小語義差距，從而提升對前交叉韌帶區(qū)域的表征能力。本文基于公開磁共振成像網(wǎng)絡(luò)...

嚙齒類動物經(jīng)顱時間干涉電刺激定量分析：針對電極排列的仿真研究————作者：劉小璽;于洪麗;垢福帥;杜博愛;盧鵬屹;王春方;

摘要：經(jīng)顱時間干涉電刺激（tTIS）是一種新型經(jīng)顱電刺激方式，通過多個電極施加不同頻率的電場實現(xiàn)無創(chuàng)深部腦刺激。目前，關(guān)于tTIS作用效應(yīng)機(jī)制的研究多是基于嚙齒類動物，但實驗結(jié)果受電極排列方式的影響較大。為進(jìn)一步提升tTIS在嚙齒類動物有限的頭部空間中的效果，本文提出了多種tTIS電極排列方式，并利用真實小鼠模型進(jìn)行了有限元仿真。結(jié)果顯示，腹背排列、4通道-雙端排列、2通道排列分別在聚焦性、激活腦區(qū)的擴(kuò)...

基于計算機(jī)斷層掃描影像的人牙槽骨多孔超彈特性預(yù)測模型研究————作者：吳斌;栗明娜;楊帆;袁樂;盧軼;姜迪;易揚(yáng);嚴(yán)斌;

摘要：牙槽骨重建仿真是量化正畸的有效手段，但目前無法直接獲得仿真用的人體活體牙槽骨材料模型。本研究引入三維隨機(jī)多孔材料的等效剪切模量預(yù)測方法，融合一階奧格登（Ogden）超彈性模型針對人牙槽骨構(gòu)建了基于計算機(jī)斷層掃描（CT）影像的多孔超彈性特性O(shè)gden模型（CT-PHO），并綜合顯微CT(MicroCT)、納米壓痕實驗和單軸壓縮實驗數(shù)據(jù)結(jié)果獲得模型參數(shù)。與以往的預(yù)測模型相比，CT-PHO模型在任意骨密...

基于霜冰算法優(yōu)化變分模態(tài)分解的電阻抗斷層掃描中肺通氣和肺灌注信號分離方法研究————作者：高國斌;李坤;李俊瑤;朱明旭;王煜;閆孝姮;史學(xué)濤;

摘要：胸部電阻抗斷層掃描（EIT）測量中實時獲取肺部通氣和灌注信息具有重要的臨床意義，故本研究提出了一種胸部EIT中基于霜冰（RIME）算法優(yōu)化變分模態(tài)分解（VMD）的分離肺通氣和肺灌注信號的新方法，能從EIT重建圖像前的原始電壓數(shù)據(jù)中直接分離肺通氣和灌注的相關(guān)信號，并可分別進(jìn)行成像。為驗證該方法的有效性，本研究招募了16名健康志愿者，采集其正常呼吸以及吸氣屏息兩種狀態(tài)下的EIT數(shù)據(jù)，同時基于RIME算...

細(xì)胞外囊泡在椎間盤退變修復(fù)中的作用機(jī)制————作者：朱生旭;李忠海;

摘要：細(xì)胞外囊泡（EVs）是細(xì)胞分泌的納米級囊泡，攜帶生物活性分子，作為新興的治療策略已在腫瘤及組織再生中廣泛應(yīng)用，它通過多維度調(diào)控機(jī)制修復(fù)椎間盤退變（IDD）的研究正成為前沿?zé)狳c。本文對EVs在IDD修復(fù)中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，廣泛查閱了近年來國內(nèi)外對于EVs治療IDD的相關(guān)文獻(xiàn)，并對其治療機(jī)制進(jìn)行歸納總結(jié)。在IDD修復(fù)中，EVs可以在分子、細(xì)胞、組織水平上通過不同的作用機(jī)制發(fā)揮作用。分子水平上，EVs...

動作捕捉數(shù)據(jù)驅(qū)動的神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動評估研究進(jìn)展————作者：吳均浪;郭威;羅可欣;何玲;楊觀賜;

摘要：神經(jīng)退行性疾病（NDDs）是一組異質(zhì)性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)或外周神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元的進(jìn)行性損失，繼而造成肢體運(yùn)動能力的下降。動作捕捉作為一種高精度、高分辨率采集人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的技術(shù)，其驅(qū)動的NDDs運(yùn)動評估可以有效提取運(yùn)動特征，進(jìn)而評估患者運(yùn)動能力或疾病嚴(yán)重程度。本文圍繞動作捕捉數(shù)據(jù)驅(qū)動的NDDs運(yùn)動評估最新研究進(jìn)展，在扼要介紹NDDs運(yùn)動評估數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，根據(jù)特征提取和處理的方式將評估...

基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的電刺激促進(jìn)鈦表面MC3T3-E1細(xì)胞成骨————作者：逄博;楊澍;韓鴻洋;張興偉;宋濤;

摘要：本文旨在探究摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）的電刺激對鈦表面小鼠胚胎前成骨細(xì)胞（MC3T3-E1 cell）成骨及其他生物學(xué)行為能力的影響。首先制作了折紙式TENG，對其電輸出性能進(jìn)行測試，通過CCK-8實驗和劃痕實驗驗證發(fā)電機(jī)的最佳電流和實驗可行性。在最佳電流下通過對鈦表面細(xì)胞總蛋白含量、堿性磷酸酶（ALP）活性、茜素紅染色（ARS）定量分析，判斷各組細(xì)胞成骨情況，最后觀察了電刺激后細(xì)胞在鈦表面的黏附...

上肢牽引康復(fù)訓(xùn)練軌跡規(guī)劃跟蹤控制————作者：羅盛國;李祥云;陸奇;陳鵬;李康;

摘要：為解決末端牽引上肢康復(fù)訓(xùn)練中由交互空間限制和康復(fù)機(jī)器人奇異構(gòu)型產(chǎn)生的安全問題，提出了一種康復(fù)訓(xùn)練軌跡規(guī)劃跟蹤控制方案。基于運(yùn)動學(xué)建模和康復(fù)學(xué)理論求解人機(jī)安全交互空間，并根據(jù)康復(fù)醫(yī)學(xué)中的作業(yè)療法規(guī)劃末端訓(xùn)練軌跡，通過指數(shù)自適應(yīng)阻尼最小二乘法實現(xiàn)交互空間內(nèi)康復(fù)機(jī)器人的奇異構(gòu)型回避；然后，基于反步法設(shè)計針對上肢康復(fù)機(jī)器人的非線性控制器，通過徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線逼近機(jī)器人模型信息，實現(xiàn)無模型控制，由Ly...

基于在線語義相似跨模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像哈希檢索————作者：劉青海;唐倫;吳錢林;徐黎明;陳前斌;

摘要：在線哈希方法在跨模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像檢索中的研究越來越受到關(guān)注，然而現(xiàn)有的在線哈希方法缺乏保持現(xiàn)有數(shù)據(jù)與新增數(shù)據(jù)之間語義相關(guān)性的學(xué)習(xí)能力。對此，本文提出一種在線語義相似跨模態(tài)哈希檢索學(xué)習(xí)框架，以增量學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)流數(shù)據(jù)的緊湊二進(jìn)制哈希碼，并通過設(shè)計基于在線錨點數(shù)據(jù)集方法稀疏表達(dá)已有數(shù)據(jù)，避免遺忘已學(xué)習(xí)到的語義而且可以自適應(yīng)更新哈希碼，減少信息損失的同時提高訓(xùn)練效率，有效地保持現(xiàn)有數(shù)據(jù)和新增數(shù)據(jù)之間的語義...

基于多模態(tài)對比學(xué)習(xí)的小腸視頻關(guān)鍵幀檢索————作者：武星;楊國銀;李婧雯;張健;孫群;韓先花;錢權(quán);陳延偉;

摘要：為給定標(biāo)簽的小腸視頻檢索出與文本最相關(guān)的關(guān)鍵幀畫面，可以高效精準(zhǔn)地定位病變位置。然而，如果直接從原視頻中學(xué)習(xí)，訓(xùn)練過程會非常緩慢；而如果從圖像—文本數(shù)據(jù)集中學(xué)習(xí)視覺表征，則會導(dǎo)致計算的不一致性。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，本文基于多模態(tài)對比學(xué)習(xí)，提出了小腸視頻關(guān)鍵幀檢索（KRCL）框架。該框架充分利用視頻類別標(biāo)簽中的文本信息，以學(xué)習(xí)與文本密切相關(guān)的視頻特征；同時實現(xiàn)在預(yù)訓(xùn)練的圖像—文本模型中建模視頻的時序信...

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