叶燕语；王金武；万克明
硅橡胶的凝胶速率往往决定着硅胶产品的生产效率,因此我们特别针对硅橡胶双组分的配比及环境温度对凝胶速率的影响进行了定量化地研究.结果表明,A:B＝1:1时凝胶速度快;环境温度的升高可提高凝胶的速率.我们发现,钠基蒙脱土的加入能够加快硅橡胶的凝胶速率,而且有机蒙脱土具有较好生物相容性,因此,加入钠基蒙脱土的硅橡胶将在3D打印生物医用材料中将得到广泛地应用.
作者：张翼飞；周超；张治国；邓林红 刊期： 2018年第04期
为了有效预防深静脉血栓,设计并开发了一款小型电刺激仪器.输出电流强度为10、20、30、40 mA,脉冲宽度为100、300、500 μs.采用PIC12F675为主控芯片,结合自举升压电路,输出控制电路,银浆薄膜和导电水凝胶.通过电刺激腓总神经,使小腿肌肉主动收缩,挤压静脉血管,进而促进血液回流,预防深静脉血栓.实验结果表明,与静息状态相比,12组刺激强度中有10组存在显著性差异(P＜0.05);与足背屈状态相比,有4组存在显著性差异( P＜0.05),有1组数据VAS评分结果为重度不适,7组数据为中度不适.该小型电刺激仪器可使下肢腘静脉峰值血流速度大提高7.97倍.对静脉回流加速效果明显.
作者：叶燕语；王金武；万克明 刊期： 2018年第04期
为了对不同内固定系统参数在不同愈合时期下对内固定系统的影响进行评估,本研究通过对一名健康志愿者胫骨进行CT扫描,利用Mimics、Geomagic studio、Abaqus等软件建立胫骨骨折钢板内固定实体模型,采用正交试验设计的方法对不同因素水平进行组合,观察加载后不同组合的接骨板、螺钉上的大等效应力及内固定系统的大轴向位移.结果表明,内固定系统在愈合初期与愈合后期的力学环境差异较大,愈合初期过早负重易导致强度失效而造成断裂,愈合后期的断裂是由于疲劳所引起的;不同愈合时期,不同因素对不同评价指标下的影响主次顺序也不同,接骨板及螺钉的尺寸对内固定系统的影响大,螺钉布局中螺钉数量及接骨板工作长度也产生较大的影响.
作者：方润心；纪爱敏；龙登燕；盛伟；陈长胜 刊期： 2018年第04期
针对基于范数优化的多目标动态荧光分子重建稀疏性不足、定位精度低的问题,本研究提出了基于块稀疏贝叶斯学习的重建方法.该方法利用多观测动态荧光信号共享相同稀疏结构的特点,充分挖掘了信号的时空相关性信息和分块稀疏特性,将多观测模型联合稀疏重构问题转化为块稀疏贝叶斯学习问题,通过稀疏贝叶斯框架下的相关向量机稀疏学习模型获取稀疏解.实验结果表明,本研究算法相较于传统压缩感知算法具有更高的稀疏度和定位精度.
作者：臧青杨；陈春晓；杨俊豪；李东升 刊期： 2018年第04期
为了辅助医生对肿瘤治疗方案和靶区形状的设计,我们研究了PET／CT图像联合自动分割,将计算机自动分割的结果作为一个较客观的依据.传统的测地线活动轮廓模型( GAC)具有边缘演化迅速,对弱边界也能准确分割的优点,但是该算法只能利用一种模态的图像信息进行分割.本研究算法在传统的测地线活动轮廓模型基础上进行改进,重新设计其边缘函数,综合利用了CT信息与PET信息,使算法利用两种模态的医学图像信息进行联合分割.由于边缘函数中结合了两种信息,所以算法的演化收敛速度有一定的提升,分割出的边缘也更加合理,较单一PET图像分割算法具有更准确的边界.
作者：郑翰艺；邱天爽 刊期： 2018年第04期
本研究基于Capon波束形成算法提出适用于二维发射声场的Capon窗、并结合余弦窗提出这两种窗复合的加权方法.使用Field II对含噪声场进行加权仿真.在深度150 mm时,使用Capon窗加权仿真的分层阵列波波束形状清晰可见,这种方法有效的抑制了噪声,边缘旁瓣幅度相对含噪声场下降了15 dB.复合权方法集中了这两种方式的优点,在抑制噪声的同时也对边缘声场沿y轴方向的尾影具有一定的抑制作用.
作者：刘冬雪；彭虎；韩志会 刊期： 2018年第04期
生物特征信号在频域内很容易受到干扰,固定阙值的提纯算法在实际应用中,受到多类干扰信号影响,导致提纯困难.本设计基于自适应时频分解的生物特征信号提纯算法,构建生物信号采集模型,对生物信号在时域和频域内进行特征分解,得到单分量特征.设计匹配滤波检测器估计出生物信号频域特征系数,将解析信号代入滤波器中,进行实时滤波处理,得到生物特征信号的基本分量.用提取出的信号分量的时频分布进行时域信号的重建,获得提纯后的生物信号分量.实验结果表明,在强噪声干扰下,所设计的提纯算法具有较好的去噪和检测性能.与传统提纯算法相比,检测效率提高了8.5%以上,为生物复杂信号的研究奠定了理论基础.
作者：孙湘；华钢 刊期： 2018年第04期
针对SD大鼠实验中线圈缺少冷却系统的问题,本研究通过电磁场仿真的方法优化线圈形状参数,设计了一套线圈液体冷却装置,通过传热分析确定液体流速与线圈表面温度的关系.在实验中对组装好的线圈进行感应电场和温度测试.实验结果表明本研究所制作的线圈感应电场参数与仿真参数相匹配,能很好的作用在实验动物上;冷却系统具有良好的冷却效率,在常温液压油冷却下,线圈表面温度能稳定在45℃以下,且其电阻并未出现较大变化,表明本研究研制的带有冷却装置经颅磁刺激线圈系统,可以满足较长时间重复刺激的要求.实验结果为重复经颅磁刺激动物实验及其未来应用提供重要的科学依据.
作者：郑志宇；张广浩；霍小林 刊期： 2018年第04期
本研究基于Python语言开发了一款针对海马形态学分析的软件,该软件具有结构磁共振图像可视化、预处理、海马自动分割、构建海马结构共变网络、统计分析等功能,实现对海马形态学的系列分析.基于该软件,采用ADNI数据库中AD和NC 组数据进行了海马分割及分析,均得到显著性差异结果,并与Freesurfer和FSL－FIRST进行分割结果对比实验,证明该软件具有分割准确性高,速度快的优势.本研究成果为海马的形态学分析提供了集成化、自动化的工具.
作者：牛敏；李淑宇；李琼玲；李欣蔚；王雪彤 刊期： 2018年第04期
提出基于高斯过程回归的层间测距算法,通过对已知样本的训练,求解模型的参数,得到回归器,用于层间测距.通过对各实体组织进行超声扫描,得到相应的序列图像.运用到由高强度聚焦超声( high intensity focused ultrasound ,HIFU)仪器采集的3组超声图像样本集中进行实验,验证方法的有效性和稳定性.测量绝对误差均值相对较小,在1～3 mm的范围内.绝对误差均值都低于0.5 mm,而且相对误差的均值保持在10%以内,标准差比较稳定,浮动不大.而在4 mm和5 mm处测量误差相对较大,绝对误差均值在1mm左右,相对误差也会出现变大的趋势.但总体的相对误差在25%内.本研究提出的基于高斯过程回归的方法在1～3 mm的范围内,具有良好的测距结果,当距离超过3 mm时,测距误差相对较大.
作者：高洪玉 刊期： 2018年第04期
当前运动员上肢表面肌疲劳特征分析方法直接采用肌电图时间序列信号作为分析依据,忽略了时域与频域相关参量的计算,分析结果与实际情况吻合度较低、分析能耗高.针对该问题,提出基于表面肌电的运动员上肢肌疲劳特征分析方法.对运动员上肢肌肌电信号进行采集记录,采用Mega Win软件将采集的肌电信号传输至计算机.根据计算机计算分析得出一维肌电图时间序列信号,据此对时域分析中的积分肌电、均方根振幅和频域中的平均功率频率、中心频率进行计算.将计算结果作为运动员上肢肌疲劳特征分析依据,利用统计分析法得到时域和频域所包含的参量间关系以及参量与运动员上肢肌疲劳间关系,同时使用SPSS软件统计分析时域参数和频域参数间差异性,完成运动员上肢肌疲劳特征分析.实验结果表明,运动员上肢肌大肌力不同负荷下手腕屈肌和伸肌表面肌电(surface electromyography ,sEMG)的平均功率频率和中心频率随时间的增加,下降趋势明显;所有上肢肌未出现负荷减少的状况.本文方法分析结果与实际情况吻合度高、分析能耗低.
作者：王蒙；姚海霞 刊期： 2018年第04期
基于线阵电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)设计了一种数字差分式肌张力传感器,以悬臂梁为弹性元件,线阵CCD为检测元件,将张力变化转化为激光光斑在CCD感光窗口上的位置变化,实现了肌张力的数字差分式测量.采用两组线阵CCD对称式设计,使传感器具有差动式测量的优点;位移变化是以线阵CCD像元的数量来体现,使传感器具有数字化测量的特点.结果证明,测量方法具有数字差分的特征,显著降低了传感器的非线性误差和迟滞,适用于微张力的数字化测量.
作者：张敏；孙雪；邱召运；马晨阳；白雪；王小东 刊期： 2018年第04期
气道平滑肌肥大、增生、力学性质和排列方向改变发生于许多慢性呼吸系统疾病中,引起气道内应力环境发生变化,成为导致气道狭窄的重要原因之一.本研究基于人体气道解剖结构,构建带有螺旋平滑肌层结构的气道三维有限元模型,并采用数值模拟的方法来研究平滑肌性质和排布变化对于气道在收缩过程中力学行为的影响.结果表明,气道内壁和平滑肌层在气道收缩过程中承受较大的应力;病理条件下平滑肌细胞数量和质量增加都将直接导致平滑肌层受力增大;平滑肌刚度的增加同样会引起该层组织承受更大应力;而在同等条件下,平滑肌细胞排列角度增加则会降低平滑肌层的应力值.
作者：周圣叶；石晓灏；邓林红 刊期： 2018年第04期
整理归纳医院现有医疗设备档案信息,与其中医疗设备全生命周期过程管理信息、医院信息系统(HIS)中涉及医疗设备的诊疗信息相结合,运用数据挖掘方法,建立医疗设备购置前既往设备数据层次比较回归模型,建立了一种可量化的增置同类医疗设备的指标评估体系,整合档案资源,提高档案管理水平.
作者：吕恒勇；李心蕊；朱宏亮；王慧泉 刊期： 2018年第04期
针对变精度粗糙集在高维特征选择过程中对分类错误率β的过分依赖问题,结合遗传算法提出一种基于贝叶斯粗糙集的肺部肿瘤CT图像高维特征选择算法.首先提取3000例肺部肿瘤CT图像ROI区域的104维特征构造决策信息表;然后从全局相对增益函数的角度分析属性重要度,结合属性约简长度、基因编码权值函数三者的加权和构造一个适应度函数框架,提出以此为启发式信息的属性约简算法;后利用支持向量机进行分类识别.实验结果表明,本研究算法摆脱了阈值人工设置的束缚,并且在很大程度上提高整体性能,对肺部肿瘤计算机辅助诊断具有积极的推广价值.
作者：张飞飞；周涛；陆惠玲；梁蒙蒙；杨健 刊期： 2018年第04期
穿山龙总皂苷是中药穿山龙的提取物,可抑制哮喘动物的气道炎症,但其是否对气道高反应性有影响未见报道.本研究为观察穿山龙总皂苷对气道高反应性动物模型的疗效,并初步探讨其机制,采用臭氧为诱导因素,分别建立急性、亚急性气道高反应性模型小鼠,通过肺功能仪检测气道阻力的变化,肺泡灌洗液中炎症细胞总数和分类计数在光学显微镜下检测.并采用ELISA法测定肺泡灌洗液和肺组织匀浆液中IL－17A水平,结果显示小鼠在臭氧应激下诱导发生气道高反应性和IL－17A表达上升等哮喘典型特征的变化,而雾化吸入穿山龙总皂苷(20、40、80 mg／kg)后能不同程度地有效降低急性以及亚急性气道高反应模型的气道阻力及IL－17A的水平.穿山龙总皂苷具有作为一种治疗气道高反应性药物的潜在价值,可能为支气管哮喘的治疗提供新的手段.
作者：王爱利；王悦；郭佳；刘磊；李晶晶；邓林红 刊期： 2018年第04期
利用Bayesian估计的小波自适应阈值方法对图像进行去噪处理.通过高斯滤波和小波变换的三种方法(传统的硬阈值、传统的软阈值去噪、基于Bayesian估计的自适应阈值去噪)分别同时对加不同标准差σ的Rician噪声信号进行消噪处理,对比验证高斯滤波和传统小波阈值去噪的优劣,以及新的Bayesian估计自适应阈值小波去噪在磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI)图像信号去噪方面的优越性.小波去噪后的信号信噪比比高斯滤波去噪后信号的信噪比高,且均方根误差要低.采用基于Bayesian估计的自适应阈值小波去噪方法比采用的高斯滤波保留了更多有用信号,优化后的氧摄取分数( oxygen extraction fraction,OEF)值有一定程度增大,使结果更接近正电子发射型计算机断层显像( positron emission computed tomography,PET)测量金标准.成功完成信号和噪声分离优化,将一种新的基于Baysian估计的自适应小波阈值去噪应用到了功能核磁共振成像的降噪分析上,取得了不错的效果.
作者：曾艺辉；高鸣 刊期： 2018年第04期
主动脉瓣二瓣化畸形( bicuspid aortic valuve ,BAV)是常见的先天性心脏病,会导致升主动脉扩张、主动脉瘤、主动脉夹层等并发症,给致命性临床事件发生埋下隐患.与正常三叶式主动脉瓣相比,主动脉瓣二瓣化畸形会极大地改变血液从左心室射入主动脉的状态,破坏主动脉中生理状态的旋动流,改变主动脉的正常几何形态及生理功能.血流动力学环境的异常改变会引起瓣膜钙化、血管壁细胞衰退,致使瓣膜的力学性能显著降低,从而加速BAV疾病恶化.本研究旨在综述血流动力学因素在主动脉瓣二瓣化畸形及其并发症发展中的作用.
作者：张鹏；叶霞；樊瑜波；王振泽 刊期： 2018年第04期
脑卒中患者的语言障碍使得他们无法表达自己的意图,给患者的治疗和生活带来了巨大的困难.为了改善患者的语言状况,便于家人和看护人员的看护,本研究利用脑机接口技术设计实现了一种服务于脑卒中患者的语音看护系统.该系统利用Alpha波实现异步的工作方式,患者可以自主地选择何时启动系统运行;利用对稳态视觉诱发电位(steady－state visual evoked potential,SSVEP)信号的分析实现患者语言意图的识别;利用语音合成技术完成患者语言的语音表达输出.该系统的在线实验结果证实了该系统的可行性与有效性,四名被试者可以利用Alpha波控制系统的启动与空闲,系统启动后再利用SSVEP信号控制自身的表达意图,控制准确率高达90%以上.
作者：高诺；杨玉娜；翟文文；高枫；王蕴辉 刊期： 2018年第04期
癫痫发作预测的主要研究为检测发作前期状态.尽管癫痫发作预测研究众多,其准确率也在不断提升,但其应用于临床分析还为时过早,主要原因在于缺乏令人信服的统计检验和实验可重复性.基于此,本研究回顾了癫痫预测算法研究框架,从信号采集到性能评价等,着重于信号处理和信号识别,讨论提出优化癫痫预测模型框架,用于实现更准确可靠的发作预测.
作者：韦晓燕；周霖；周毅 刊期： 2018年第04期
生物医学工程研究杂志
主管:山东省科学技术协会
主办：山东生物医学工程学会 山东省医疗器械研究所 山东省千佛山医院
