许燕；胡广书；耿进朝；商丽华
目的 以两种运动想象任务下采集的64导ECoG信号为训练样本,识别几天后重复进行的运动想象任务.方法 以动作感知皮层区脑电图(ECoG)的μ节律(8Hz～13Hz频段)功率谱为特征.通过手工比较功率谱的差异显著性,从64导中粗选出11导明显的信号.再用共同空间特征法(CSP)滤波提高信噪比,使信号从11维降到8维.采用K近邻分类器进行分类识别,其中依据交叉验证法得到佳的近邻值.结果 测试样本的预测精度达到94%.结论 利用动作感知皮层区脑电μ节律能较好识别对应的特定(想象)运动;共同空间特征法滤波可以有效提高信噪比;只要预处理、特征抽取及分类得当,时间间隔和实验误差等因素对运动想象识别的影响不大.
作者：安滨；江朝晖；宁艳；陈强；冯焕清 刊期： 2007年第01期
为提高磷酸钙骨水泥的成骨活性,将自制的磷酸钙骨水泥作为骨形态蛋白-2的载体予以复合,对复合载体材料进行物性研究和异位成骨试验.并以该复合材料修复兔下颌骨缺损,通过生物力学检测和骨界面新生骨计量,观察其修复下颌骨缺损的效果.结果表明,以该复合材料修复兔下颌骨缺损,其材料与宿主骨界面的结合强度以及新生骨量均明显高于单纯材料的修复.
作者：徐靖宏；谈伟强；林军 刊期： 2007年第01期
提出了一种基于特征选择的医学图像检索方法.考虑到医学图像的多类别特性,将分类与检索结合,采用AdaBoost方法对样本进行多次抽样,并将分类精度作为判据对特征进行选择,选取少量有利于分类的特征,同时将单特征弱分类器增强为强分类器.在检索阶段,本方法在选择后的特征子集以及类别子空间中进行检索.实验结果表明,与传统方法相比,本方法能达到较高的查准率,计算量也明显降低.
作者：顾志伟；吴秀清；荆浩；尹东；王艺元 刊期： 2007年第01期
针对耳蜗尺寸小、形状复杂的特点,给出了一种测量人类耳蜗长度的无创伤性测量方法.首先,使用三维窄带水平集算法从颞骨螺旋CT图像中分割出耳蜗.其次,采用自动跟踪算法提取耳蜗底周质心.再次,采用人机交互的方法提取耳蜗中周、顶周部分的质心.后,提取的耳蜗质心点之间使用Cardinal样条插值,得到光滑的耳蜗中心线,该中心线的长度即为所测耳蜗的长度.借助耳蜗中心线,还可实现沿耳蜗长度方向任一位置的垂直横断面的提取.该方法不仅可测量形状正常的耳蜗,对于耳蜗畸形的情况同样适用.应用颞骨螺旋CT数据测量的耳蜗长度与显微解剖测量结果进行了比较,无显著性差异.
作者：刁现芬；陈思平；梁长虹；吴佩娜 刊期： 2007年第01期
采用射频磁控溅射法成功制备了HA(+ZrO2+Y3O3)/Ti6A14V生物复合涂层.借助于XRD、SEM、FTIR及AFM等对溅射涂层的相组成、微观形貌和界面结合进行了研究,并以模拟体液试验探讨了涂层的生物活性.实验结果表明:磁控溅射的复合涂层呈非晶态,经过退火处理,可以使其完全转化为晶态;复合涂层的微观表面凹凸不平,并呈现网状结构和较多的孔隙,其孔隙直径约为0.5 μm～2 μm;涂层的生长模式为层状加岛状生长;复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后,表面覆盖一层新生物质--含有CO32-的类骨磷灰石,其晶粒非常小,它与自然骨中无机相的结构成份相似,因此复合涂层具有良好生物相容性和生物活性.
作者：赵玉涛；程晓农；戴起勋；林东洋；李素敏 刊期： 2007年第01期
想象动作可以引起脑电信号的特异性变化,如何通过提取脑电特征参数来识别想象动作的发生是目前脑-计算机接口(BCI)系统设计的技术关键之一.本研究使用两种信息熵(功率谱熵和小波熵)作为特征参数,对手部想象动作执行前后的动态脑电信号进行分析,并与目前常用的mu节律事件相关去同步(ERD)参数进行比较,以寻找特异性更强的动态参数.结果 显示在想象动作对侧的运动感觉区域中,功率谱熵和小波熵均表现出与mu节律强度变化具有明显锁时关系的改变,且区分错误率得到明显降低.而在中顶部位置mu节律强度无明显变化处,熵参数对左右手想象动作的响应也具有明显的不同.结论,功率谱熵和小波熵具有良好的时域分辨能力和更准确的区分效果,可以作为特征参数用于在线BCI系统.
作者：綦宏志；程龙龙；陈滨津；赵翔；明东；万柏坤 刊期： 2007年第01期
本研究提出了一种基于形态学滤波器的脑电棘波检测方法.首先,选择三角形为结构元素,采用数学形态学中的级联开闭和闭开运算分别对脑电信号进行处理,去除癫痫样瞬态信号;然后对级联开闭和闭开运算采用平均加权的方法,消除统计偏倚现象,得到背景脑电信号;后将处理结果和原始脑电信号做差,提取出脑电信号中的棘波.通过仿真信号的对比分析和临床癫痫脑电信号的应用,表明该方法适用于双向棘波的提取,与以往的方法相比,背景脑电的抑制能力更强,提取出的信号特征成分更完整.
作者：王晶；徐光华；张四聪；朱君明 刊期： 2007年第01期
神经干细胞作为一种具备自我更新及多向分化潜能的细胞,已经引起国内外研究者的高度关注.神经干细胞的发现、研究与应用,将在治疗神经系统疾病以及神经损伤的修复中起到重要作用,但是神经干细胞的来源受限及数量不足是临床应用的大障碍.采用三维动态培养从而实现神经干细胞大规模扩增是解决其数量不足的有效方法.但是,在三维动态搅拌条件下,剪切力对细胞的损害是非常大的.考虑到海藻酸钙微胶珠在细胞培养领域的应用,如果把神经干细胞包囊到微胶珠中进行动态培养,将会避免剪切力对干细胞的损伤,因此是一个非常值得期待的干细胞培养方式.本研究在静态条件下,采用海藻酸钙微胶珠作为神经干细胞的3D培养手段,对成囊工艺进行了探索,以确定适于培养神经干细胞的佳胶珠制备工艺.通过微胶珠内部的扩散传质模型,研究了微胶珠制备工艺中各参数对其扩散系数(D)的影响,找出微胶珠佳制备工艺参数为:直径2 mm,1.5%(wt%)海藻酸钠滴入3.5%(wi%)CaCl2中,反应时间10 min.确定上述工艺后,对小鼠神经干细胞进行了不同包囊密度条件下的培养,得到包囊神经干细胞的佳密度为0.08×106 cells·mL-1.此外,本研究还对海藻酸钙微胶珠培养的神经干细胞进行了nestin等特异性蛋白的免疫荧光化学染色,结果为阳性,表明所培养的神经干细胞能够保持其干细胞的特性.本研究结果表明,采用优化参数制备的海藻酸钙微胶珠是培养神经干细胞的有效手段.同时也为动态微囊培养神经干细胞打下了良好基础.
作者：姚立松；刘天庆；葛丹；崔占峰；马学虎 刊期： 2007年第01期
人类精子冻干保存中损伤除了来自环境溶液对精子生理活性的损伤外,还会来自于冷冻和干燥过程.目前精子冻干保存中保护剂选取基本上都从生理化学角度考虑,目的为抑制精子内酶活性,没有考虑对冷冻和干燥损伤的抑制.大量文献表明蛋黄能减小冷冻对精子的损伤,而二糖(特别是海藻糖)在细胞干燥中具有特殊保护作用.本研究在前人一般使用的精子冻干保护剂中加入海藻糖,或同时加入海藻糖和蛋黄,通过伊红Y染色、低渗膨胀和电镜显微观测实验,比较不同组成的保护剂对精子结构和膜的保护作用.结果 表明,通过加入海藻糖修正的保护剂能提高对精子结构的保护效果,当同时加入海藻糖和蛋黄时效果更好.
作者：舒志全；张浩波；张宁；俞斐；李晶；何立群；陈子江；季维智；杨世华；高大勇 刊期： 2007年第01期
根据正常头部螺旋CT扫描影像,通过对CT扫描影像的图像处理,利用计算机辅助工程技术,采用单元网格划分和三维重构技术,开发、建立了三维的人类头部有限元计算模型.应用本模型模拟颅脑在直接碰撞中的生物力学问题.计算模型比较真实地反映了头颅实际碰撞实验中的物理反应,比较忠实地再现了某些实验的结果,如头部撞击合力和脑压力/强等.同时,脑压力/强的分布再次证实了经典的撞击压-对撞压产生理论.本研究的计算模型可为进一步的头部损伤生物力学研究提供一种新的工具.
作者：阮世捷；何培；卢俊鹏；李海岩；李霞；张海钟 刊期： 2007年第01期
目的 设计、开发在性能上能满足左心室辅助要求的轴流式心脏辅助泵.方法 使用Numeca软件和运用现代叶轮机设计技术对人工心脏轴流血泵的内部流场情况进行数值模拟,对局部的回流、倒流和涡流现象进行改进,根据终的数值模拟结果对流道和叶型进行设计.然后,对外轴承方案也进行数值模拟.结果 通过Numeca软件的数值模拟后改进,大大抑制了轴流泵内部的混乱流动,改善了流动状况,提高了轴流泵的血液相容性.对外轴承方案进行初步的数值模拟结果表明,随着机匣扩展角的增加,倒流现象逐渐得到抑制,流动情况得到改善.结论 本研究应用Numeca软件和现代叶轮机设计技术开发设计的轴流泵,在流体力学性能和血液相容性能上达到了左心室心脏泵的辅助要求.具有创新性的外轴承方案值得进一步探索.
作者：张岩；薛嵩；桂幸民；胡盛寿；孙寒松；朱晓东 刊期： 2007年第01期
针对医学影像特征具有模糊性和不确定性的特点,提出一种基于模糊贝叶斯网络的影像诊断预测模型.该模型使用高斯混合模型(GMM)对连续的视觉特征进行模糊量化处理,利用专家知识根据病症与影像特征之间的因果关系建立混合贝叶斯网络结构;由数据通过机器学习确定网络参数;采用概率推理定量估计病症的发生概率,从而建立一个可计算的预测模型.将该方法应用于星形细胞瘤分级预测,实验结果得出83.33%的正确识别率,远远超过使用小近邻分类器(K-NN)实现连续变量硬(crisp)量化的贝叶斯网络模型,更合理地表达了具有模糊性、不确定性的专业领域的结构性知识,为星形细胞瘤恶性程度预测提供了新的辅助手段.
作者：林春漪；尹俊勋；马丽红；陈健宇；覃培；王奎健 刊期： 2007年第01期
目的 建立一种体外分离和培养婴幼儿骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的方法,并探讨其基本生物学特性.方法 麻醉、无菌条件下行胸骨穿刺抽取先天性心脏病婴幼儿骨髓3 mL～5 mL,经密度梯度离心获得单个核细胞(Percoll分离液,γ为1.073),接种入含10%胎牛血清的低糖DMEM培养液,测定其生长曲线,流式细胞仪检测婴幼儿BMSCs表面标记,并观察其形态、贴壁率、集落形成能力和超微结构的变化.结果 培养的婴幼儿BMSCs 3h～4h后开始贴壁,贴壁率为65%～80%;2d～3d可见集落形成;1Od左右汇合90%以上.BMSCs随着传代次数增加集落形成率逐渐降低.培养期间细胞形态均一,基本上为梭形成纤维细胞样形态.婴幼儿BMSCs表面标记CD29、CD44、CD71、CD90表达阳性,CD3、CD14、CD34、CD45、HLA-DR不表达.透射电镜观察,婴幼儿BMSCs具有BMSCs典型的超微结构.结论 成功地建立了一种体外分离培养先天性心脏病婴幼儿BMSCs的方法,获得的细胞形态均一,生长稳定,增殖较快,能为体外构建组织工程化先天性心脏病修复材料提供重要的种子细胞的来源.
作者：邢万红；徐志伟；陆兆辉；董新寨；席虎玉 刊期： 2007年第01期
为解决传统人工胫骨平台假体个体匹配性差,结构强度与生物活性难统一等问题,提出了定制化复合增强型人工胫骨平台系统的设计制造方法.采用解剖学建模技术设计出外形匹配,内含三维网状构架的复合假体模型,利用快速成型技术制造出假体的树脂原型,并分别通过精密铸造和粉末烧结技术制造出钛合金胫骨平台和大段多孔陶瓷人工骨.结果 显示,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的人工胫骨平台系统,是实现假体定制化制造的有利保证;通过将金属假体和多孔陶瓷人工骨复合,解决了载重部位大段骨缺损的修复问题.临床应用表明,该假体能与对侧关节匹配运动,通过将机械重建与生物重建相结合可实现受损关节的功能重建.
作者：贺健康；李涤尘；卢秉恒；王臻；张涛 刊期： 2007年第01期
目的 探讨利用外周血内皮祖细胞(EPCs)制备组织工程瓣膜的可行性.方法 分离人外周血EPCs,采用酶-去垢剂法去除新鲜猪主动脉瓣细胞制备去细胞瓣膜支架,将培养的人外周血EPCs接种到去细胞瓣膜上.结果 经酶-去垢剂法去除新鲜猪主动脉瓣细胞后,细胞成分全部去除,纤维支架保存完好.去细胞处理后瓣膜无明显细胞毒性.人外周血EPCs与去细胞瓣膜共孵育2周后,细胞紧贴瓣膜表面生长形成一层连续的单细胞层,初步生物力学测定示去细胞前与再内皮化后,瓣膜力学特性无明显改变.结论 外周血分离培养扩增得到的EPCs能够再内皮化去细胞猪主动脉瓣构建组织工程瓣膜,外周血EPCs是组织工程瓣膜内皮种子细胞的新的来源.
作者：张怀勤；肖刚峰；孙成超；杨德业；徐力辛；黄伟剑；林捷 刊期： 2007年第01期
在医学图像的三维可视化中,不透明度传递函数和观察角度是需要频繁调节的,因此,难以实现实时体绘制.为了提高三维图像的视觉效果和重建效率,提出了一种加速的透视体绘制算法.依据不透明度传递函数的相关性对原有的min-max octree数据结构进行有效的再利用,从而加速体数据分类编码,以使在频繁改变不透明度传递函数和观察角度时,也能实现快速重建;基于透视Shear-Warp算法,并用即时中间切片插值重采样的方法,提高重建的效果.实验证明该方法不仅效率高,而且显示效果好.
作者：李彬；田联房；陈萍；王立非；毛宗源 刊期： 2007年第01期
编码激励技术在医用超声成像中已得到了广泛的应用,但对编码激励的彩色血流成像还缺乏深入系统的研究.在以往理论研究的基础上,通过超声二进制编码激励血流测量实验,进一步研究编码激励彩色血流成像系统的可行性和成像效果.利用搭建的模拟血流循环装置和射频血流数据采集平台,首先通过单反射面回波实验研究了直接对射频回波解码和对解调后I、Q信号分别解码两种解码方法之间的关系;然后分别利用多普勒体模和乳胶管进行实验,研究了编码激励在改善穿透深度和纵向分辨率方面的优势.实验结果表明,在本实验所采用的硬件条件下,达到相同的纵向分辨率时,采用5位Barker码激励获得的穿透深度比传统方法至少增加了10 mm;达到相同的穿透深度时,采用5位Barker码激励所能分辨的小距离约相当于传统方法的1/4.
作者：赵珩；高上凯 刊期： 2007年第01期
在正电子发射成像(PET)中,很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果,其中.在所有方法中,贝叶斯重建或者大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性.基于贝叶斯重建,本研究提出了一种应用于贝叶斯重建中新的综合了二次一阶先验和二次二阶先验的马尔可夫随机场混合多阶先验.基于不同阶数的二次平滑先验的自身的不同性质,该新先验的设计的目的是实现自适应的发挥这些算子的作用.该混合先验能够保持其先验能量函数凸性,从而保证整体目标贝叶斯后验能量函数的凹性.模拟实验和实验结果的比较证明了对于PET重建,该先验在抑制背景噪声和保持边缘方面均具有很好的表现.
作者：陈阳；陈武凡；冯衍秋；冯前进；马建华 刊期： 2007年第01期
从心脏PET或SPECT图像中提取完整的心肌区域是定量分析心功能的前提.心脏的PET和SPECT图像边界模糊,在病理状态下可能有局部显像缺失,致使图像分割困难.本研究提出一种基于医学知识的快速推进法,利用拟合的椭球模型将边界演化推进到局部低显像区,从而分割出一个完整的左心室心肌区域.实验图像测试和实际图像分割表明这种算法对于有显像缺失的三维核医学心脏图像的分割是有效的.
作者：王成；张剑戈；江旭峰；章鲁 刊期： 2007年第01期
介绍了一种从蛋白质序列预测残基相对可溶性的新方法.该方法基于支持向量回归,并将序列局部信息作为输入.不同于先前的大部分预测方法仅对特定的蛋白残基相对可溶性进行状态分类,该方法预测了相对可溶性的连续值,从而比状态分类保留了蛋白质三维结构的更多信息.本研究对RS-126,Manesh-215和CB-513三个数据集进行了测试,通过比较不同的参数及窗宽模型来获得佳结果,采用平均绝对误差、相关系数等参数来衡量预测效果,同时与多层反馈神经网络方法(RVP-Net)的实验结果比较,在3-fold情况下三个数据集预测结果的平均绝对误差均有降低,相关系数均有提高.另外,该算法采用了多序列比对作为输入,效果比单序列有所提高.采用该方法,对CB-513数据集平均绝对误差可以达到16.8%、相关系数为0.562,而用RVP-Net方法分别为18.8%和0.480.这些结论表明支持向量回归方法是蛋白质序列分析的一种有效工具.
作者：许文龙；李骜；王明会；江朝晖；冯焕清 刊期： 2007年第01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
