徐池；翟振宇；胡逸民
为了实现MB图像中多目标感兴趣区域的提取,提高MR分割精度.提出一种在Mumford-Shah混合模型中耦合模糊C均值聚类(FCM)的MR图像分割方法.首先,采用FCM对图像进行预分割,解决初始零水平集曲线的定位问题;其次,在Mumford-Shah混合模型的保真项中耦合感兴趣区域的FCM信息.所提取方法对脑白质、脑灰质、脑室平均重叠率分别为76.05%、72.61%和71.18%,而使用FCM方法分别为64.77%、62.38%和60.79%.实验结果表明:与FCM区域信息结合的Mumford-Shah模型在MR图像分割处理中有较高的分割精度与抗噪声能力.
作者：温铁祥；杨丰 刊期： 2009年第03期
研究人体小腿骨间膜组织间隙中蛋白质非均匀分布情况下组织液的流动,探讨组织液流动与经络实验发现的同位素循经迁徙现象的关系.根据解剖实验发现的骨间膜毛细血管平行排列的特点以及Weinbaum提出的细胞层面上的微观纤维基质模型,建立组织液流动的渗流多孔介质模型,用计算流体力学软件FLUENT计算组织液流动.结果显示:(1)组织间隙蛋白质是非均匀分布的.靠近动脉端,高静水压引起毛细血管内液体的净流出,使组织蛋白无法扩散到血管壁附近;在静脉端,由于毛细血管内静水压较低,蛋白质可以扩散到血管壁附近.(2)毛细血管平行排列会引起组织液的定向流动(0.65 cm/min).(3)间隙注射同位素的扩散具有一定的方向性,Fluent仿真显示其与示踪剂循经迁徙的显像很相似.(4)组织液的流动对间隙细胞产生切应力,大切应力的值约为44 Pa.数值模拟结果可以解释经络研究中发现的一些现象,对组织液这一未知领域的研究具有重要意义.
作者：姚伟；沈烨良；丁光宏 刊期： 2009年第03期
研究新型可降解高分子材料己内酯(CL)/碳酸亚乙酯(EC)共聚物的力学性能和生物相容性.利用Nd(DBMP)3催化合成可降解共聚物Poly(CL-co-EC),对不同CL/EC共聚比例的Poly(CL-co-EC)进行力学性能和表面特征的测试;并对Poly(CL-co-EC)薄膜和浸提液进行生物相容性测试:细胞粘附试验、细胞增殖实验、溶血试验、乳酸脱氢酶(LDH)释放实验、四唑氮盐(MTS)细胞毒性试验和肌肉植入试验.结果表明随不同的CL/EC共聚比例可调控Poly(CL-co-EC)力学性能;细胞粘附试验,L929细胞在Poly(CL-co-EC)薄膜粘附较聚苯乙烯慢;MTS细胞毒性试验,共聚物组吸光度较阴性对照组无明显升高(P<0.05);LDH释放试验,各实验组LDH相对释放率<10%;溶血反应,共聚物浸提液溶血率<6%;肌肉植入试验,Poly(CL-co-EC)柱状物周围组织炎症反应轻微.Poly(CL-co-EC)共聚物具有可调控的力学性能和熔点,并具有良好的生物相容性,可作为医用材料和组织工程材料.
作者：刘震杰；陈枫；施德兵；徐宁；符伟国；沈之荃 刊期： 2009年第03期
心电信号发生器在心电信号相关教学培训和心电医疗设备检测中有着广泛的应用.现有的心电信号发生器通常通过存储于设备内的实测心电信号或者用数学函数波形拟合发生心电信号波形,在逼真度和灵活度上各有缺陷.本研究试图研究一种能综合现有心电信号模拟方法优点的新的模拟方法,使心电信号发生器生成质量更高,更丰富的信号,拓展它的应用范围.通过将单周期心电信号模板库与RR间期模拟信号结合,本研究实现了种类丰富,逼真度高,可自由调节心率特性的心电信号的模拟.这种方法同时还具有运算量小和节省存储空间的特点.
作者：刘斌；张正国 刊期： 2009年第03期
通过观察内皮生长晕细胞(EOCs)在纳米PLLA有序膜表面黏附、增殖的情况,为优化组织工程材料提供一种新途径.通过静电纺丝技术制备的纳米PLLA纤维支架,进行低温等离子体技术改性及Ⅰ型胶原表面涂覆,与EOCs复合培养.采用细胞生长曲线和光镜、荧光显微镜及扫描电镜观察支架材料对种子细胞黏附、增殖、形态特征等方面的影响.结果显示:制得的纳米PLLA纤维孔径为300～400 nm,孔隙率>90%;有序膜和超级有序膜组吸光度A值与无序膜、单纯细胞组有显著性差异(P<0.05);细胞在支架膜上生长良好,纳米无序膜细胞生长较散在、杂乱;有良好空间定向效果的有序纤维及超级有序纤维支架有利于细胞沿纤维定向附着、伸展、增殖,分泌胞外基质,而超级有序膜更有利于保持其结构.内皮生长晕细胞是理想的血管组织工程种子细胞来源;纳米PLLA有序及超级有序膜支架能促进种子细胞在材料表面的黏附、增殖,并能较好地保持细胞的形态,是一种理想的血管组织工程支架材料.
作者：卢辉俊；冯章启；刘晨；乔彤；黄佃；顾忠泽；刘长建 刊期： 2009年第03期
结合独立分量分析与支持向量机,提出一种基于特征优化算法的磁共振脑组织分割方法.首先,从图像中提取出灰度和纹理特征构成原始特征集;然后,利用独立分量分析技术对所提取的原始图像特征进行优化处理,提取其中的独立分量构成特征子集;后,把训练样本与待分类样本都映射到特征子集所张成的独立空间中,利用特征子集对支持向量机分类器进行训练并对脑组织进行分类.实验结果表明,采用本研究的分割方法可以获得比其他相关方法更好的脑组织分割结果.
作者：聂生东；李泽辉；陈兆学；陈增爱；许建荣 刊期： 2009年第03期
连续交错采样(CIS)语音处理策略,是目前商用电子耳蜗较多采用的语音处理策略,具有较高的刺激速率和植入者对语音识别的准确率.详细阐述算法原理,并介绍在通用16位定点DSP TMS320VC5502实现CIS算法中,如何抑制溢出、保持算法稳定、滤波器系数小字长确定及系数定标.实验数据运行结果表明,定点DSP实现CIS策略是有效可行的方法,为开发低成本商用电子耳蜗提供可靠依据.
作者：孟丽；肖灵；李平；曾维宏 刊期： 2009年第03期
在增强现实中,为了把虚拟信息和真实信息融合起来,需要知道关于真实手术场景的信息,然后对其进行三维重建,而基础矩阵的估计是其中关键的一步.提出一种MAPSACNL方法,把MAPSAC方法所得到的值作为基础矩阵的初始值,再用非线性Ievenberg-Marquardt方法进行优化,并与线性方法和小二乘法所得到的结果进行比较.结果表明,用MAPSACNL方法估计基础矩阵,对于迭代次数、角点数量、ζ值的变化,都具有更强的鲁棒性和更小的Sampson误差值.
作者：陈静；罗述谦 刊期： 2009年第03期
基于质谱技术的蛋白质组学数据分析,是识别新型生物标记物模式的有效手段.质谱仪检测的数据含有大量潜在信息,但数据很容易被系统误差和噪声污染.蛋白质组学质谱数据预处理的目的在于抑制噪声、数据简约和增加谱可比性等,是增强生物学相关信息的至关重要步骤.只依赖质谱仪中的软件进行数据预处理存在一定局限,需要额外工具辅助.从数据简约、谱线平滑、基线校正、标准化、谱峰提取与量化、谱峰联配等方面介绍典型的预处理技术,对预处理方法存在的问题进行讨论,并就发展趋势进行展望.
作者：孟辉；洪文学 刊期： 2009年第03期
研究的目的在于了解大脑皮层各区域间的信息传递模式,尤其是运动的时空模式.利用被试者手指运动时获得的功能磁共振图像,通过统计分析获得与运动相关的激活区域,计算各区域fMRI时间序列间的相关系数作为区域间的连接强度,建立运动皮层网络;按照距离规则建立若干个同样大小的非运动皮层网络,分别计算运动和非运动皮层网络的图测度和动力学测度.结果显示二者有显著性差异,运动皮层网络连接更加紧密,具有更高的统计独立性和整合度,可在某种程度上反映运动皮层网络的连通性.
作者：郝冬梅；李莹；李明爱 刊期： 2009年第03期
在肿瘤的热治疗中,可以利用磁共振成像技术监测治疗区域内的组织温度的变化.在低场磁共振设备中,三维稳态自由进动序列(3D-SSFP)可实现温度成像.但是,由于传统单翻转角成像方法易受主场磁不均匀的影响,因此在实际应用中对磁场均匀度要求较高.本研究提出一种大小双翻转角成像叠加的方法,可有效减小磁场不均匀对温度测量的影响.本论文首先用数值仿真方法分析了大小翻转角叠加方法的测量结果与温度的线性关系;然后讨论了如何选择优翻转角以使该方法受磁场不均匀影响小;接着讨论了由于组织驰豫时间T1和T2测量不准确而引入的系统误差;后通过在一台0.45 T永磁低场磁共振成像系统上进行的实验,验证了该方法的可行性.仿真和实验结果均表明,与传统单翻转角方法相比,大小翻转角成像叠加方法保持了相同的温度线性度,而其测量精度则受磁场均匀性影响较小,系统偏差亦有所降低.新方法每次温度成像扫描时间约为6 s,可满足临床温度监控需要.
作者：隋轶；赵磊；高小榕；高上凯 刊期： 2009年第03期
研究影响基因表达差异的调控机制对研究人类复杂性状的遗传机制具有重要意义.采用logistic回归分析方法,对基因在家系同胞对间是否存在较大表达差异与同胞对在SNPs位点共享同源等位基因的概率做回归分析,从而克服线性模型的束缚,并且考虑到多个SNPs对基因表达的共同作用.选取14个CEPH三代家系的378个同胞对作为研究对象,对个体间差异显著的3 554个基因在2 492个SNPs位点上进行全基因组扫描,得到与3 101个基因在同胞对间是否存在较大表达差异显著相关的SNPs位点(P<0.001),并分析基因相应的cis、trans调控位点.结果表明,人类基因在同胞对间是否存在较大表达差异,与SNP位点血缘一致性有显著相关;结果还发现,存在多个基因的表达水平,在同胞对间是否存在较大差异都与同一SNP显著相关;将这些基因进行聚类,并且对其进行功能富集研究,发现在某些GO注释上存在显著富集现象.
作者：林慧；高磊；华琳；李冬果；李霞 刊期： 2009年第03期
减少导管射频消融术中心室异位起搏点的定位时间,可减少射线暴露时间并降低导管术中血栓发生的风险.采用基于虚拟人所构建的高精度的全心脏模型,探讨以多次正向仿真以求解逆问题的方法,对异位起搏点的定位问题进行仿真研究.以心内膜某片区域为例,设定不同位置异位起搏点,研究其位置和异常的体表电位标测图(BSPM)之QRS等积分图之间的关系;构建神经网络并进行泛化能力和人为加噪情况下的稳定性测试.神经网络对异位起搏点分区初步定位的精度达10 mm×5 mm,准确率为25/31(不加噪声)和23/31(信噪比2 dB).在此基础上,提出使用神经网络算法对异位起搏点初步定位,并通过BSPM误差相似度的定量分析,指导消融术中导管移动方向进行更加精细定位的方案.所提出的方法可有效克服单纯数学求解逆问题中的病态特性,同时显著减小了计算量,为进一步的深入研究提供了有益的思路和研究基础.
作者：许亮；孙中伟；彭屹 刊期： 2009年第03期
荧光分子断层成像(FMT)利用具有特异性的荧光分子探针,在体成像、观测生物体内细胞和分子水平的变化.介绍FMT系统的国内外研究进展,从系统的复杂性、投影数目、光源.探测器(S-D)数据对集大小、重构图像的质量等方面,分析5种S-D几何结构的特点.着重从实现方面,分析、比较已报道的几种FMT系统的特点,并对其多模态成像的可扩展性、临床应用的可能性等进行了总结与展望.
作者：陈延平；白净 刊期： 2009年第03期
探讨不同参数的拉伸应变与体外培养心肌细胞代谢和微管蛋白含量的关系.建立体外细胞基底膜拉伸装置,分析膜上应变分布.分离乳鼠心肌细胞接种在膜上,施加不同大小和频率的周期性应变,观察细胞形态,测定培养液中葡萄糖和乳酸含量,Western Blot法测定细胞内聚合态微管蛋白β-tubulin含量.自行研制的基底膜拉伸装置性能稳定.所得心肌细胞成活率较高,α-横纹肌肌动蛋白和结蛋白免疫细胞化学染色阳性.拉伸后细胞由多角形趋向于杆状,且排列方向改变.固定频率1 Hz时,8%应变组的葡萄糖比消耗速率,乳酸比生成速率和β-tubulin含量均明显高于对照组(P<0.05).固定应变8%时,1 Hz的周期性拉伸对细胞代谢的促进作用为明显(P<0.01),频率0.5～2 Hz的拉伸应变均可使β-tubulin含量升高.适当的拉伸应变可促进体外培养心肌细胞的代谢和微管聚合.
作者：魏严；张西正；郭勇；李瑞欣；吴金辉；闫玉仙；张永红 刊期： 2009年第03期
考虑填充材料特性对受损牙齿结构性能有着非常大的影响,研究聚合收缩和吸湿膨胀耦合作用下牙齿结构的力学特性,为临床医学合理地选择材料提供技术支撑.设计了一个理想化的受损牙齿模型,模型中包括牙釉质、牙本质、充填材料和界面耦合剂,并通过引入损伤变量的方式,来处理牙齿复合材料中颗粒和高分子树脂之间的界面脱落问题,使用通用有限元程序软件包ABAQUS编写用户子程序对材料的损伤行为进行仿真分析,得出在考虑损伤条件下充填材料和界面的刚度对应力和位移的影响结果.分别检测在有损伤和无损伤条件下吸湿作用对聚合固化的补偿效应,并对超吸水性、等吸水性和次吸水性进行比较.通过仿真分析可预测,在应力集中区域会发生界面破坏和牙尖平移.这些损伤作用导致填充物聚合树脂膨胀,因而降低其刚度并产生位移.当考虑收缩和吸湿耦合作用时,充填材料的刚度与应力成反比.受损牙齿界面应力的作用和发展对牙齿修复物使用寿命造成不利影响.
作者：朱水文；樊建平；王乘 刊期： 2009年第03期
病态嗓音自动检测和评价的关键是有效提取相关的特征,但一般的提取原则是尽可能的把相关特征纳入特征集,其结果就很难避免各种特征的相关和冗余信息,并对随后的识别效率和检测带来负面影响,因此特征优选工作就显得非常重要.本研究对待识别嗓音样本分别提取出两种特征参数(传统声学参数和基于小波变换提出的特征参数)后,利用神经网络分别对这两种特征参数进行了特征选择和优化,并分别对选出的各组特征进行了识别,结果表明基于神经网络的特征选择方法是有效的,从基于小波变换提出的特征中选出的7维特征矢量完全能取代原始特征矢量,并取得了正常95.06%,病态92.85%的识别结果.
作者：于燕平；胡维平 刊期： 2009年第03期
提出胰腺内镜超声图像分形特征的提取与分类方法,用于胰腺内镜超声图像的计算机辅助诊断,以提高胰腺癌内镜超声早期诊断的准确性.通过改进基于分形维数的M带小波变换分形特征,引入多重分形维数并进行特征筛选,获得M带小波变换多重分形的特征矢量,采用贝叶斯分类器、支持向量机和AdaBoost等三种不同的分类器进行胰腺内镜超声图像的分类研究.实验表明:基于本研究分形特征矢量的分类,在运行时间和分类准确率上均优于基于传统分形特征的分类.此分类方法对胰腺内镜超声图像具有较高的分类准确性,有望为胰腺癌的临床诊断提供有价值的参考.
作者：蔡哲元；余建国；汪源源；张敏敏；金震东 刊期： 2009年第03期
提高临床脑部及神经系统疾病的早期诊断水平,及时予以控制和治疗,是降低脑疾病对人类危害有效的途径.探讨复杂性测度在睡眠脑电分期中的应用,主要利用加窗的Lempel-Ziv复杂度处理算法对经采用小波变换滤波算法滤除生理干扰后的睡眠脑电信号进行分期处理,并与没有加窗的Lempel-Ziv复杂度处理算法的仿真处理结果进行比较.结果表明:加窗的Lempel-Ziv复杂度算法能更好地将睡眠脑电不同状态分开,在一定程度上减少由脑电的非平稳性带来的计算上的片面性,同时兼顾各期睡眠脑电状态的不均匀性,在很大程度上满足临床的应用要求.
作者：张泾周；马颖颖；李婷；周钊；苗治平 刊期： 2009年第03期
在分析非小细胞肺癌亚临床病变局部侵润规律和低分次大剂量体部立体定向治疗临床结果的基础上,提供一种实体瘤和亚临床病变分开剂量处方的建议,以提高治疗增益.在Varian Eclipse治疗计划系统上,以常规剂量处方调强治疗计划(方案1)作为对照,根据亚临床病变剂量处方的建议,对实体瘤体积大小为131.4 cm的非小细胞肺癌的患者作了调强治疗计划(方案2).均使用6MV-X射线能量,7个等分角射野,用自编的程序,计算了两个计划的生物等效剂量、归一到2 Gy分次的总剂量、肿瘤控制概率、正常组织并发症概率、和治疗增益.结果表明,方案1和方案2的无并发症肿瘤控制概率(PUTC)分别为44.9%和98.3%,放疗治疗增益比(TG)分别为16.4和30.6.方案1和方案2治疗方案的肿瘤控制概率差异比较明显,尤其对于实体瘤及其邻近的CTV1之计划靶区体积(PCTV1)内的肿瘤控制概率和生物等效剂量,方案2明显高于方案1,但比较肺的V5～V50、平均肺剂量(Dmean)以及等效均匀剂量(EUD)可以认为肺受照射剂量体积基本接近.所提出的GTV、CTV分开剂量处方的建议,可实现治疗方案个体化并使治疗增益获得大化.
作者：徐池；翟振宇；胡逸民 刊期： 2009年第03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
