宋江湖；陈国定；任延平
流固耦合作用对血液的流动速度、回流速度和壁面剪应力有较大的影响.但迄今已有的研究工作较少考虑血液-血管相互作用和生理脉动作用的影响.可能难以真实地反映血液在主动脉弓中的流动情况.将升主动脉、主动脉弓和降主动脉联系起来.根据生理脉动流条件,利用有限元软件,分析流固耦合作用下主动脉弓中的血液流动问题.研究表明,流固耦合作用对血液流动速度、回流速度和壁面剪应力的变化趋势影响较小,对血液回流速度幅值、壁面剪应力幅值影响较大.结果表明:在心脏收缩与舒张转换期,主动脉内的血液向心室方向反流;考虑流固耦合作用总体上降低血液回流速度的幅值;在流固耦合作用下,壁面大剪应力幅值比非流固耦合偏低约25%.
作者：宋江湖；陈国定；任延平 刊期： 2008年第03期
在视神经横切面图像中,将每个神经纤维的边界精确地分割出来,是视神经形态分析的重要环节.由于神经纤维数量巨大、形态各异,单纯采用一种分割方法无法获得满意效果.采用基于Watersnake的分割方法,整合Watershed和Snake在图像分割方面的优势,分两步进行纤维分割.首先由Watershed获取纤维的粗轮廓,在此基础上由Snake经曲线演化获得纤维的精细轮廓.实验结果表明,Waternake能较好地识别神经纤维的内外轮廓,为后续的神经纤维形态分析奠定基础.
作者：赵希梅；武金燕；任秋实；周国民 刊期： 2008年第03期
使用Costa等提出的算法研究心电图(ECG)的多尺度样本熵(MSE)的特性.研究发现,心电图MSE均值随着心脏健康状况的变差呈下降趋势.健康人的心电图的MSE波动范围比较稳定在某个范围之内;而冠心病人的波动范围则相对较大;心梗病人的MSE变动范围比较小.波动范围收敛在相对低的多尺度熵值区域.研究表明MSE均值和波动范围的变动情况可以比较有效地揭示心脏健康状况,尤其是MSE波动范围的大小变化情况表征了心脏疾病演化的动态过程(在疾病形成之中其熵值的波动范围变化大),是一个早期发现病症较为灵敏的参数,具有重要的临床诊断意义.
作者：王俊；宁新宝；马千里 刊期： 2008年第03期
为了保证手术安全性,防止导管导向机器人形状记忆合金(SMA)驱动器产生过热现象,本研究设计了一种导向机器人电阻反馈驱动控制系统.在对SMA驱动器进行了详细的传热学分析的基础上,确定使用脉宽调制(PWM)电源驱动SMA驱动器时的电流计算方法,开发适用于导管导向机器人的电阻反馈驱动控制系统.在血管模型中模拟了介入手术的插管过程,按照预定的模拟手术路线,在电阻反馈控制系统的控制下,成功地完成了导向机器人进入目标血管分支的实验.实验结果表明,整个模拟介入手术准确迅速,导向机器人的应用大大降低了手术的难度.
作者：李显凌；付宜利；王树国；韩俊晓 刊期： 2008年第03期
研究藻酸钙(CaAG)/BMP-2复合材料的成骨性能,并观察骨髓基质细胞(BMSC)的加入对成骨性能的影响.采用藻酸钠、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和氯化钙(CaCl2)混合制备藻酸钙/BMP复合材料,以加有骨髓基质细胞的该材料为对照,进行体外观察和肌袋试验,通过用X射线、ALP染色、Von Kossa染色、HE染色、新生骨计量等方法,研究其诱导成骨活性.CaAG-BMP组和CaAG-BMP-BMSC组均在4～6周形成新生骨组织,两组标本均为编织骨形态,X线检查、AKP染色、Von Kossa染色、HE染色提示成骨过程相似.两组在新生骨计量上无显著性差异.藻酸钙/BMP复合材料可在肌肉环境下有效形成一定体积的新生骨组织;应用骨骼肌异位诱导成骨原理,该复合材料在成骨过程中无需加入外源性的种子细胞.
作者：谈伟强；刘友山；徐靖宏；林军；王慧明 刊期： 2008年第03期
为获得羟基磷灰石(HA)/外消旋聚乳酸(PDLLA)复合材料体内引导成骨的实验依据,采用HA/PDLLA复合材料和纯PDLLA材料对照组进行骨内植入实验,通过X线和组织学观察,从组织学角度研究了HA/PDLLA复合材料在体内引导成骨的过程和实际愈合效果,并探讨了成骨机制.体内植入实验的组织学观察结果表明HA/PDLLA复合材料具有良好的生物相容性、适度的生物降解性能、一定的生物学活性和骨传导性能.HA/PDLLA复合材料植入机体后,体内的无菌性炎症轻微,新骨形成速率高于纯PDLLA材料.HA微粒的存在可提高复合材料的机械性能,避免材料过早丧失力学强度.
作者：王欣宇；单学智；韩颖超；李世普 刊期： 2008年第03期
通过体外降解释药实验,初步探索bFGF微球在体外的降解释药特点.以PBS液为体外降解和释药介质,初步研究bFGF微球体外降解和释药特点.bFGF微球与空白微球体外降解和质量丧失趋势一致,各个指标之间差异无显著性.约在10d时PLGA的重均分子相对质量下降一半,14～18d时微球质量下降一半,说明微球质量丧失滞后于重均分子相对质量下降.突释期内微球体外释放度仅为19.26%,21d后体外累积释放度高达85.46%,释出bFGF浓度稳定,其平均浓度为(72.47±6.26)ng·mL-1,微球的体外释药规律符合Higuichi方程(r=0.9978).本实验bFGF微球与空白微球降解和吸收趋势一致.聚合物的质量和形态结构变化相对滞后于重均分子相对质量的下降,降解可能主要发生在分子链断裂.
作者：段宏；裴福兴；胡隽宇；屠重棋；刘钰；樊瑜波 刊期： 2008年第03期
研究将NOSER成像算法应用到电阻抗成像中的APT驱动模式的成像性能.APT模式采用单一电流源,硬件紧凑易于实现.NOSER算法基于小二乘法,以一个均匀电阻率分布作为初值,取牛顿法迭代算法的第一步.给出在APT系统应用NOSER算法所需各个计算步骤的推导过程和分析,综合形成一种在硬件上易于实现,又在重构图像上有较好分辨率的成像方式.仿真结果表明,在APT系统上应用NOSER算法,获得了优于广泛采用的反投影算法的成像性能.
作者：罗辞勇；徐管鑫；何为 刊期： 2008年第03期
目前基于超声引导的HIFU治疗系统尚无低费用、实时、有效的监控方法.提出一种基于B超的图像方法,分析HIFU焦域位置相关矢量场与HIFU对软组织造成的束损伤间的关系.采用新鲜猪肉组织为标本,对其进行不同剂量的HIFU分组辐照,获取辐照前后的B超图像,并记录软组织相应的损伤程度,同时记录植入式热电偶测得的参考温度.对辐照前后HIFU焦域位置B超图像进行二维亚像素级互相关分析.结果表明,B超图像亚像素级相关分析矢量场可反映组织发生凝固性坏死的位置,其相关距离可以反映组织束损伤程度.基于B超图像相关性的亚像素级监控方法,可以帮助HIFU临床医生实时有效地监控HIFU束损伤程度,及时调整HIFU治疗剂量,提高治疗效果.
作者：冯艳玲；陈真诚；何继善；张阳德 刊期： 2008年第03期
利用功能磁共振成像技术,对6名单眼屈光参差性弱视患者进行相位编码视网膜脑图和6cpd 4Hz 0.5水平的对比敏感度检查,研究弱视对比敏感度功能缺失在大脑视觉皮层的发生机制.首先采用VFS分区法对受试者进行视皮层功能区定位;然后基于通用线性模型(General Linear Model, CLM)构建检验统计量,计算出各体素点对比敏感度反应的T值;后进行受试者健眼与弱视眼V1～V8视网膜皮层代表区T值水平的对比分析,以及V2～V8区T差值与V1区T差值之间的回归分析.实验结果表明:弱视初、高级视皮层均存在对比敏感度功能缺失,但两者之间无明显相关性;各功能区弱视眼的平均T值均有一致性的减小,除V3a, V4与V8区外统计学差异显著(配对t检验,P<0.05);V1区T差值与V2、V3、VP、V7区T差值的回归分析无统计学意义(P>0.05).
作者：邵小丽；王惠南；黄伟；郑罡；李兴峰；张志强；钟元；刘兆健；许新梅；卢光明 刊期： 2008年第03期
将内径4mm的聚氨酯微孔人工血管植入Beagle狗体内,置换一段腹主动脉,研究血管内腔的内皮细胞化过程.该小口径血管具有以下特点:内腔偶联水蛭素以增加抗血栓性;顺应性接近天然血管;血管内表面孔径为40μm,并且管壁的孔径由内到外呈梯度增大.植入初始,人工血管内腔先吸附血浆纤维蛋白.14d见有少量梭形内皮样细胞生成.41d后形成完整内膜,由表面的内皮细胞单层和其下的平滑肌细胞组成.90d后生成稳定的内膜,平均厚度223μm.偶联水蛭素组和无偶联水蛭素组的通畅率分别为88.9%和75.0%.结果表明,改善抗血栓性、顺应性和微观结构可提高小口径人工血管的性能,有效促进内腔自然内皮细胞化,显著提高长期通畅率.
作者：潘仕荣；李松奇；唐兴奎；郑欢玲；易武；陶军 刊期： 2008年第03期
采用共价键连接技术,以二环已基碳化二亚胺(DCC)为偶联剂,将肝素与具有官能侧基的脱保护聚乳酸和吗啉二酮衍生物共聚物材料连接.肝素本体重量含量达到15%.与共混肝素材料的肝素体外释放实验对比结果证明该连接技术对肝素有良好的控制释放效果.并且利用独特的计算机控制喷涂工艺将共聚物的四氢呋喃(THF)溶液喷涂到支架上,制备出了心血管涂层支架,扩张后表面涂层无脱落和撕裂.涂层支架与金属裸支架对比动物实验发现,1、2和3个月的动物实验血管切片显示涂层支架无急性血栓和再狭窄情况的发生.说明该材料具有良好的生物相容性,具有广阔的应用前景.
作者：赵燕超；刘学波；葛均波；龚飞荣；陈功雨；胡源浚；程树军；陈建定 刊期： 2008年第03期
对活细胞进行精确计数,是体外抗病毒试验中测定药物抗病毒效果的重要手段.在进一步研究分析Gabor滤波器和所要分割的细胞图像特征的基础上.提出了带约束参数的Gabor滤波器,即根据Heisenberg测不准原理,用频域中高斯核的标准差来约束空域中高斯核的标准差;进而用标准差来约束Gabor滤波器中的中心频率的取值范围.达到提高效率和精度的目的.将带约束参数的Gabor滤波器用于细胞图像的增强,进而获得更高精度的分割和计数结果.对采集到的细胞图像进行大量实验,准确率达98.8%.
作者：孙农亮；许赛聪；曹茂永 刊期： 2008年第03期
本研究提出一种基于π线的扇形束CT超短扫描优质重建算法,新算法仍采用经典的FBP重建算法框架,当且仅当满足通过感兴趣区域的任一直线均与扫描轨道相交时,就可以有效地进行该区域的精确重建.新重建公式中回避了投影数据的求导运算,将加权Hilbert滤波转化为Hilbert滤波与Ramp滤波的组合形式.由于实际重建过程中要对离散数据进行处理,新算法中导数的回避将增加数值计算稳定性,提高重建图像质量.为验证新算法理论分析的有效性,通过与经典的超短扫描重建算法作对比实验,结果印证了新算法可完成超短扫描优质重建,在数值计算稳定性与重建图像质量提高两方面均有尚佳表现.
作者：马建华；颜刚；陈凌剑；陈武凡 刊期： 2008年第03期
目的非接触性水下爆炸在极短的时间内产生巨大的加速度,引起舰船装备的破坏和人员严重损伤,尤其是人员下肢骨骼极易受到冲击损伤,严重影响舰船战斗力.材料与方法为了研究舰船冲击运动对人体下肢主要骨骼的损伤,采用12具新鲜的下股骨骼(包括股骨、胫骨、距骨、腓骨、跟骨)人体尸体标本,模拟舰船冲击运动的特性,在冲击机上进行静态和动态压缩测试实验.结果获取人体下股骨骼在静态和动态载荷作用下的压缩特性,如破坏载荷、压缩变形等,并对数据进行分析计算,得到下肢骨骼过载加速度估算值、骨骼损伤特点、动荷系数等参数,提出现有的下肢骨骼的冲击损伤耐受性及标准.结论在人体下肢骨骼中,跟骨和股骨的破坏载荷应是低的,其动态抗压性能也较差,这与舰船冲击伤以跟骨及股骨损伤发生率较高的实际情况相符合.
作者：黄建松；华宏星；周建鹏 刊期： 2008年第03期
随着三维数据可视化的不断发展,传统的体绘制方法如Ray-casting、Splatting、Shear-warp算法等已经不能满足用户在虚拟环境中对图像质量、实时性和交互性方面的要求.本研究提出了一种基于三维纹理的体数据任意面切割方法,利用计算机硬件支持的三维纹理技术和任意切面像素提取算法,构建了一种新颖的可观察医学体数据任意切面的软件仿真平台.实验证明该平台能以大于30帧/s的帧率实现体数据的交互重建和任意面的实时切割,且能得到清晰的切面图像,在医学分析、培训和临床辅助诊断方面有着广泛的应用前景.
作者：付宜利；肖永飞；高文朋；邢坤 刊期： 2008年第03期
心电图是临床应用广泛的检查技术之一,临床和研究工作都积累了大量的心电图数据.之前常用的心电信息数据格式,很难使用查询语句实现对注释信息等高级内容的检索,成为多元心电信息数据挖掘发展的瓶颈.HL7-aECG是HL7研究组于2004年发布的应用于心电信息交流领域的数据标准,并希望该标准成为心电信息交流领域的统一标准.本研究使用HL7-aECG提供的XML schema表作为数据组织结构标准,将现今常用的MIT-BIH格式的心电信息数据转换为符合HL7-aECG标准的心电信息数据,在建立数据库的基础上,实现对心电数据标注信息的检索.证实了HL7-aECG作为下一代心电信息数据格式标准的实用性,为多元心电信息数据挖掘工作提供借鉴.
作者：王琼；张正国 刊期： 2008年第03期
本研究提出基于隐含形状表示和边缘信息融合的多分辨率网格非刚体图像配准算法,使用从全局到局部的层次变换模型覆盖整个变换域,解决有较大局部形变的图像配准问题.首先用隐含形状表示图像的外部轮廓,将轮廓作为距离函数的零水平集隐含地嵌入到高一维的距离变换空间,在该隐含嵌入空间中使用互信息方法,实现了一个具有平移、旋转、尺度不变性的全局配准框架,对齐图像外部轮廓.然后选择基于B样条的多分辨率网格FFD模型进行局部配准,兼顾了结果精确度和计算效率.算法采用了与图像边缘信息融合的方法,强调图像边缘信息在配准中的贡献,得到平滑、连续且保证一对一映射的变换域.后将该算法分别应用于脑部MR、CT图像的配准,得到令人满意的效果.
作者：廖秀秀；于慧敏；扬威 刊期： 2008年第03期
研究纳米纤维凝胶材料IKVAV多肽的自组装及其与骨髓基质干细胞的相容性,为其应用于神经组织工程提供实验依据.合成IKVAV多肽两亲性分子,进行自组装,用透射电镜检测.将IKVAV多肽纳米纤维凝胶与BMSCs复合培养,倒置显微镜下观察细胞生长情况,Calcein-AM/PI染色计数活细胞比例,检测IKVAV多肽对BMSCs增殖和粘附的影响.IKVAV多肽可成功自组装成为纳米纤维凝胶,其与BMSCs复合培养细胞生长良好,活细胞数达90%以上,IKVAV多肽对BMSCs增殖没有影响,并可促进BMSCs的粘附.IKVAV多肽可自组装形成纳米纤维凝胶,并且与BMSCs有着良好的生物相容性,是一种很有前景的神经组织工程支架材料.
作者：吴斌；郑启新；吴永超；郭晓东 刊期： 2008年第03期
细胞运动研究是研究细胞的重要组成部分.针对细胞运动图像序列,提出一种基于复合型Mean-Shift算法追踪细胞移动的方法,并就这一方法在追踪细胞移动过程中所涉及的问题进行分析,提出核心参数选择方案,并描述了图像预处理的过程.应用该算法对目标细胞进行追踪,以细胞运动轨迹图像序列方式来显示追踪效果,对每个目标细胞追踪十次来验证算法的正确性,结果表明平均追踪时间约为22s,追踪正确率为100%.
作者：袁晓虎；崔艳 刊期： 2008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
