李明爱；刘净瑜；郝冬梅
放疗过程中,采用图像引导、呼吸门控或实时跟踪技术对受呼吸影响较大的胸腹部位肿瘤目标进行治疗时,需要对呼吸条件下目标的运动进行估计.呼吸运动具有不确定性,利用传统数学模型描述其变化规律时,无法有效处理该问题.本研究提出后验概率算法进行呼吸运动估计,并利用呼吸状态判别技术有效控制跟踪过程,以解决呼吸的非线性逼近和基线漂移等问题.实验通过对11例患者的呼吸运动进行预测,证实了所提出方法的有效性;在应对信号变化和延时等方面,后验概率估计与传统算法的比较,也取得了令人满意的效果.
作者：周寿军；周智洋；邱建平；王文辉；尹洪男 刊期： 2009年第02期
角膜的屈光力主要取决于前表面的屈光力,建立角膜前表面的精确数字模型对于临床应用具有重要意义.本研究在应用角膜地形图的正切曲率半径建立角膜前表面子午线截痕模型的基础上,将角膜地形图仪采集到的数据定位在以角膜中心顶点为原点的Cartisian坐标系内,提出了采用坐标旋转来求解截痕曲线参数的具体算法,进而利用计算机编程语言绘制出了360°全方位前表面子午线截痕曲线及其Q值分布曲线,并分析了子午线角度与其截痕形态的变化规律以及Q值的分布规律,为可透气硬性接触镜(RGP)的后表面设计、用Q值引导LASIK角膜切削术等临床应用提供较为直观且有整体感的角膜数字模型.
作者：陈凯迪；王波；施明光 刊期： 2009年第02期
以壳聚糖温敏凝胶为载体,将碳纳米管分散到凝胶中,制备出碳纳米管-壳聚糖温敏凝胶,采用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(IR)对其进行表征.SEM图、IR图表明碳纳米管在凝胶中分散均匀,与载体不发生化学反应.碳纳米管-壳聚糖温敏凝胶温度升高幅度随微波辐照功率增加而增大,碳纳米管浓度为0.6 mol/L的对应体系,在25 W下辐照10 min时,体系温度升高26 ℃,可满足微波热疗的要求.
作者：冷亮；刘爱红；孙康宁；魏源 刊期： 2009年第02期
目前,癌症、糖尿病、心脏病、高血压等复杂疾病严重危害着人类的生命和健康,这些疾病并不是由孤立的单个基因发生改变所致,而是多基因联合作用的结果.从系统生物学的角度出发,针对以往基因网络重构算法非疾病驱动的问题,提出了一种利用决策森林构建复杂疾病驱动的基因网络的算法,着重关注基因间的协同作用与复杂疾病发病机理的关系.通过对结肠癌基因芯片数据的分析,识别出66个与结肠癌显著关联的基因互作,其中大部分互作关系参与细胞增殖、细胞凋亡、细胞分化、有丝分裂和免疫等与癌症密切相关的生物过程中.该方法从基因互作和通路的角度为系统研究疾病的遗传复杂性提供了一个崭新的思路.
作者：姜伟；吴超；徐建凯；杨月莹；李霞 刊期： 2009年第02期
在Hindmarsh-Rose(HR)单神经元模型的基础上,结合视皮层的神经网络模型,研究分析视皮层中各神经元的发放模式.数值仿真显示:视皮层网络结构的各层中,神经元的发放具有同步现象;当双极细胞的外界刺激改变时,神经元出现簇发放和峰发放两类模式;随着外界刺激强度的增强,电位发放的峰峰间距(ISI)显示分岔现象.
作者：黄江涛；刘深泉；马在光 刊期： 2009年第02期
植入点位置的确定以及重建后是否满足等距性,对于前交叉韧带(ACL)的重建是至关重要的.针对ACL重建入点定位困难以及缺少术后评估等问题,借助于视频跟踪相机,实现了一种基于膝关节侧位X光片的股骨四分格和胫骨46%方法的ACL重建导航及仿真评估系统,并分别介绍了视频跟踪、空间映射及C臂标定、图像融合、图像校正、曲面重建算法等关键技术的实现.利用该系统进行了8例模型骨的实验,并对采集到的特征点进行了精度验证,入点定位误差大为2.59 mm,平均为1.59 mm.实验结果表明,该系统利用两幅X光图像可以完成ACL重建手术规划,入点定位误差可以基本满足临床应用要求,初步验证了该方法的可行性.
作者：胡岩；王田苗；王君臣；孙磊；胡磊；许永刚；冯华 刊期： 2009年第02期
以溶剂-挥发法制备的聚乳酸微球为载体材料,阿奇霉素为被包裹药物.通过紫外光谱(UV)和扫描电镜(SEM)研究微球的包裹行为;建立药物的UV回归方程,以高效液相色谱(HPLC)研究载药微球的体外释放行为,并建立药物的HPLC回归方程.结果显示,在阿奇霉素投入量为10%时微球具有较好的形态,而且包封率达到90%;药物的释放为两相释放,第一阶段为暴释,第二阶段为溶蚀释放.研究结果为聚乳酸药物缓释微球进一步应用提供技术和参数支持.
作者：王哲；张秀梅；倪宏哲；张明耀 刊期： 2009年第02期
本研究对SEER乳腺癌登记资料库中的数据进行预处理,以5年生存率为指标,建立基于神经网络的乳腺癌生存预测模型.经预处理后的数据类别分布呈现明显的不平衡状态,这种不平衡会严重影响模型的性能.采用过抽样、欠抽样技术来弥补数据类别分布不平衡对模型性能的不利影响.通过比较不同的抽样比例,采用ROC曲线下面积(AUC)、正确度、特异度、灵敏度评估模型.经过10折分层交叉验证,当抽样比例为650%,AUC达到大值0.761 3,特异度为0.741 5,灵敏度为0.781 1,正确度为0.775 8.
作者：刘雅琴；王成；章鲁 刊期： 2009年第02期
探讨rhBMP-2在PDLLA/HA接骨系统固定兔下颌骨骨折愈合过程中的作用.对36只新西兰白兔实施骨折模型,采用PDLLA/HA接骨系统、PDLLA/HA接骨系统+胶原膜、PDLLA/HA接骨系统+含rhBMP-2的胶原膜3种不同方法,进行兔下颌骨骨折处的固定.在术后2周、4周、8周、12周,进行大体观察、X线观察和组织病理学的分析,对3组结果进行比较,并考察rhBMP-2膜在PDLLA/HA接骨系统固定兔下颌骨骨折愈合过程中的作用.各组动物伤口均Ⅰ期愈合,骨折无移位,咬合正常;X线显示,术后2～12周,骨折线逐渐由清晰变为模糊后消失.但加入rhBMP-2组比另两组在同一时间段骨折线密度更高,在第2周、4周、8周显示,rhBMP-2组愈合加快,HE染色显示,在早期(2～4周)rhBMP-2组即有大量成骨细胞和成软骨细胞及新生骨样组织,12周rhBMP-2组骨折线不可见,骨小梁走向趋于规则.不含rhBMP-2的两组骨小梁呈网状,不如rhBMP-2组规则,骨折线模糊.PDLLA/HA接骨系统具有良好的固定骨折和使骨折愈合的效果,而rhBMP-2膜与PDLLA/HA接骨系统联合使用来固定兔下颌骨骨折可提高愈合速度,具有很好的促骨愈合效果,为临床上解决固定期过长的问题提供了一种新的途径.
作者：万涛；廖锋；李祖兵；阎玉华；李世普 刊期： 2009年第02期
EEG信号的非高斯特性导致了传统的EP信号提取算法的退化,为提高EP信号提取方法的韧性并实现少次提取,本研究利用BOREL谱测度的峰值确定欠定混合矩阵的基矢量,从而确定各个独立分量,并实现诱发电位的少次提取.仿真表明,利用基于BOREL测度的新方法分离前后的EP信号与EEG噪声的相关系数为0.9以上.这种方法是一种在分数低阶稳定分布噪声条件下具有良好韧性的诱发电位少次提取的新方法.
作者：查代奉；杨耀防；车向新；李卫东；邱天爽 刊期： 2009年第02期
模拟大脑内神经元和神经胶质细胞生长的分形环境,构筑具有分形特征的粗糙表面为神经胶质细胞生长提供一个仿生环境.本研究以C6神经胶质细胞为模型,分别在具有分形结构的烷基烯酮二聚体(AKD)表面,以及不具有分形结构的光滑AKD表面和传统的多聚赖氨酸(PLL)表面进行体外细胞培养,用相差显微镜和激光共聚焦显微镜分别观察细胞形状和细胞内微丝纤维排列,用Image J软件分析细胞的三维立体形状.结果显示,分形AKD表面诱导神经胶质细胞具有较好的三维立体形状,细胞内皮层肌动蛋白和应力纤维消失;光滑AKD表面与对照组PLL表面生长细胞的形状和细胞内微丝排列无明显差异.可见,粗糙的分形结构能够诱导C6细胞内微丝纤维重新排列,进而引起细胞具有较好的三维立体形状.
作者：王萍；王仁芳；方文军 刊期： 2009年第02期
针对想象运动的脑机接口(BCI)系统中,在电极导联数少的情况下存在脑电信号分类准确率降低的问题,提出一种改进共同空间模式(CSP)算法. 通过对事件相关去同步(ERD)/事件相关同步(ERS)生理现象较明显的频段进行滤波, 选取大特征值对应的表征运动想象脑电信号状态的优特征向量,进而提出特征向量新的定义方法,同时与支持向量机(SVM)相结合,实现运动想象脑电数据的分类.对于GRAZ大学提供的运动想象脑电数据(Data Ⅲ),想象左手运动脑电信号的识别准确率为98.57%.想象右手运动的脑电识别率为100%.实验结果表明,改进的CSP算法更准确地反映脑电信号的任务状态,有效避免了特征模式的重复选取问题,具有更优的分类性能.
作者：李明爱；刘净瑜；郝冬梅 刊期： 2009年第02期
膈肌肌电信号是分析和诊断呼吸疾病科学及有效的数据之一,该信号往往受到被测对象心电信号的严重干扰.利用小波变换的分析方法,在对原始信号小波分解的基础上,针对各尺度小波系数的特点提出一种新的阈值滤波算法.对来自临床食道电极采集的膈肌肌电信号进行降噪处理,处理前后的时域信号对比以及频域的功率谱分析均表明,心电干扰信号能够被有效地去除,而膈肌肌电信号的信号特征得到较好地保留,为膈肌肌电信号的进一步分析处理创造了良好的条件.
作者：谢燕江；杨智；詹俦军；范正平；罗远明 刊期： 2009年第02期
振幅整合脑电图(aEEG)是一种简化的脑功能监护手段,特别适合于新生儿脑功能监护,而测量电极的安放位置是aEEG方法推广过程中需要研究的一个关键问题.本研究通过对比分析不同脑电导联的aEEG结果,探讨电极分布位置及电极间距对aEEG波形的影响.结果显示,顶区及中央区附近是aEEG电极放置的较理想位置;aEEG波形的下边界对电极间距较敏感.
作者：张丹丹；丁海艳；刘云峰；叶大田 刊期： 2009年第02期
阿托品对人体中枢神经系统的影响可反映在心率和心率变异性的变化上,因此心率和心率变异性的特征参数变化与阿托品的作用过程之间存在必然的联系.实验采集了10个健康的志愿者在阿托品药物注射前后的心电信号,并有效地从心电信号中提取出了可供实验的心率变异信号,以心率和三阶复杂性测度为指标,对比药物注射前后指标的变化规律.结果表明,在阿托品药物注射后,样本的心率会上升到一个较高的水平,而心率变异信号的复杂度则会下降到一个很低的水平,然后缓慢恢复,大约在药物注射150 min后,指标恢复到药物注射前的水平,其变化规律在临床上可以用于对阿托品药物作用过程的监测.
作者：朱家富；何为 刊期： 2009年第02期
基于运动想象的脑机接口是把使用者的运动意图转变成控制外部设备的信号,它包括脑电数据采集,特征提取和模式分类等几个基本环节.本研究发展了用支持向量机后验概率输出进行分类,并用分类结果中具有大概率的测试样本扩充训练集的模式分类与特征更新方法,并把此方法应用于4类任务运动想象脑机接口实验.使用BCI Competition Ⅲ的数据Ⅲa,运用一对一共空间模式扩展方法进行特征提取,用支持向量机后验概率方法进行分类和训练样本扩充.结果表明:概率信息能提高BCI的性能;应用概率信息选取样本扩充训练集能增加分类器的稳健性.
作者：杨平；刘铁军；尧德中 刊期： 2009年第02期
将感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)应用于人体头部组织电导率重构,并在三层球头模型上进行仿真研究.首先建立二次磁场Z方向磁感应强度摄动对有限元头模型中单元电导率摄动的灵敏度矩阵;然后分析系统中激励线圈个数、激励线圈与三层球头模型相对位置及激励线圈半径等因素对灵敏度矩阵性态的影响,为IC-MREIT系统激励线圈优化设计提供指导;后采用灵敏度矩阵法对三层球头模型非均匀电导率分布进行重构,仿真结果证明IC-MREIT技术用于重构头部组织电导率分布是可行的,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值.
作者：刘阳；闫丹丹；朱善安；He Bin 刊期： 2009年第02期
针对想象运动的脑机接口(BCI)系统存在分类准确率低、抗干扰能力差等不足,提出一种将离散小波变换(DWT)和BP神经网络相结合的脑电识别方法(DWT-BP法).通过计算想象左、右手运动的C3、C4的平均功率,合理确定时间窗设置,对时间窗内的平均功率信号进行离散小波变换,并选取尺度6上的逼近系数A6的组合信号作为脑电信号特征,以BP神经网络为分类器实现对脑电观测数据的分析.实验结果表明,DWT-BP方法能够较准确地提取脑电信号的本质特征,具有较好的抗干扰能力和分类性能,以及识别运动想象脑电信号的有效性,同时为实现运动想象在线BCI系统打下基础.
作者：李明爱；王蕊；郝冬梅 刊期： 2009年第02期
利用所设计高频电刀检测仪,并以功率检测为例,探讨电子检定检测仪器测量不确定度评定方法.根据高频电刀输出功率检测数据进行检测仪功率测量A类标准不确定度的评定;根据检测仪实现电路中的电气参数与影响因素等进行检测仪功率测量B类标准不确定度的评定.在此基础上,进行检测仪功率测量合成标准不确定度和扩展不确定度的评定.根据功率测量扩展不确定度、高频电刀输出功率测量结果及高频电刀输出功率约定真值,确定检测仪功率测量误差.高频电刀检测仪功率测量不确定度评定方法适用于其他电子检定检测仪器相关测量参数测量不确定度的评定.
作者：周丹；周娟；陈广飞 刊期： 2009年第02期
医生通过人工计数卵巢超声图像上小囊胞的个数来诊断多囊卵巢综合症,存在易受人为因素干扰、重复性差、效率低等问题,为此提出一种基于超声图像的自动检测多囊卵巢综合症的方案.先以自适应形态学滤波去除卵巢超声图像的斑点噪声,接着采用改进的带标记分水岭算法提取目标(含小囊胞和类似小囊胞)轮廓,后通过聚类方法识别出卵巢内的小囊胞.实验以专家的人工结果为标准对方案进行验证,同时与以boundary vector Field (BVF)活动模型提取卵巢轮廓进行识别的方法进行比较.结果表明,方案对多囊卵巢内小囊胞的识别正确率达到84%,比BVF方法高23%,因此能一定程度用于超声图像多囊卵巢的自动识别.
作者：邓寅晖；汪源源；陈萍 刊期： 2009年第02期
中国生物医学工程学报杂志
主管:中国科学技术协会
主办：中国生物医学工程学会
