徐靖宏；谈伟强；林军
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
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
扩散方程模型被广泛应用于光学CT图像的重建中,其精确性直接关系到所成图像的质量.为了研究扩散方程模型对近红外光子输运过程描述的精确性及其适用范围,本研究应用Monte Carlo(MC)模拟方法,分别给出了强、弱两类散射介质中光学CT正向问题的数值模拟结果,并将其与基于扩散方程的数值计算结果进行了比较.实验结果表明,扩散方程可以较为准确地描述光子在强散射介质中的输运过程;但对弱散射介质扩散方程模型却存在较大的误差,因而不适用于该种情况下的图像重建.
作者：金永明；王加俊 刊期： 2007年第01期
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
目的 探索和研究新型纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料(nano-sized β-TCP/CF)的细胞相容性,为纳米活性复合材料在临床和组织工程上的应用提供理论和实验基础.方法 用湿化学处理的方法制备新型纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料,并通过X线衍射和扫描电镜对其进行表征.以建立的成骨样细胞MG63细胞株,与纳米复合材料在体外培养体系复合培养,并以单纯的非纳米结构β-磷酸三钙和不加材料的空白作为阳、阴性对照,采用MTT法、扫描电镜及碱性磷酸酶活性检测,观察细胞的黏附、增殖以及在材料表面的形态和对细胞的代谢作用.结果 纳米β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料上的细胞黏附数、增殖的数量,在材料表面的分布均优于非纳米β-磷酸三钙(P＜0.05);和空白对照相比,无显著性差异(P＞0.05);碱性磷酸酶的活性在1d、3d、5d虽无明显差异,从第7d始,却明显优于非纳米相β-磷酸三钙.结论 本研究显示,纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料与单纯非纳米β-磷酸三钙相比,更能促进成骨样细胞的黏附、增殖及其功能代谢,表明其对成骨样细胞具有良好的细胞相容性,可以成为一种新型的具有应用前途的骨修复或组织工程材料.
作者：官丙刚；杨迪生；严伟琪；邹超；翁文剑 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
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
光学相干层析成像(OCT)是一种迅速发展的非侵入式、高分辨率医学层析成像技术.由于传统时域点扫描方式的OCT系统的成像速度慢,难以用于活体的实时成像.介绍了基于线扫描方式的时域OCT系统,这种扫描方式可以无需横向扫描直接得到二维层析图像.为验证基于线扫描方式的时域OCT系统的可行性及得到其设计基本参数,借助Zemax光学设计软件模拟该系统的干涉效果,分析线扫描时域OCT的成像特性.研究表明,这种线扫描OCT在3 mm的横向扫描宽度时,可以比传统点扫描方式快二百余倍.
作者：李刚；任钊；林凌；吴开杰；郑羽 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
人体下肢关节定位在全身运动的跟踪与分析中具有重要的作用.本研究针对侧面行走时人体的几何特征提出了下肢关节点定位的方法,由此,进一步对任意行走姿态下人体模型的下肢关节点进行了准确的定位.经过大量的人体模型和实际人体序列的关节定位实验验证,表明此方法简单有效,在不需要任何标记的情况下,可以对行走人体序列的下肢关节点进行实时检测.
作者：孙怡；王晏；宋植官 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
本研究对医学超声成像中可能应用的二进制优编码序列进行了深入研究.提出了应用于医学超声的二进制优及近似优编码序列及其判断标准.通过穷举搜索给出了长度在15～33位的优及近似优编码序列,并选取长度为25的近似优序列进行实验研究,与长度为13位的Barker码进行对比实验,证实了本研究所提出的二进制优编码序列的设计方法是有效的.与Barker码相比,使用增加长度的优序列进行编码激励可以获得更高的信噪比增益,同时保持与Barker码相近的距离旁瓣水平.
作者：刘凯；高上凯 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
本研究提出了一种基于血管平行性和拓扑性的冠脉树分割方法.利用冠脉的曲率和平行性,获取冠脉段的边缘;利用冠脉的连通性和拓扑性,获取整个冠脉树的边缘.本方法的优点是,冠脉树的跟踪是从中心初始点到冠脉的末梢点,跟踪冠脉树的拓扑结构与真实冠脉的拓扑结构接近,解决了大冠脉段分支被分成几段的缺点,使冠脉段达到了很好的连续性;利用血管边缘的平行性和连通性,能找出准确冠脉的配对边缘,很好的解决了由三维图像投影为二维图像冠脉之间的部分重叠和遮挡问题.上述方法能获取完整、单连通和单像素的冠脉树边缘.实验结果表明,本研究提出的方法有很好的准确性.
作者：许燕；胡广书；耿进朝；商丽华 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
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:连续检测和显示胃脏缺血和再灌注图像,研究胃脏血液供应血管的分布及激光多谱勒血流成像新技术在内脏血循环检测中的价值.方法:对大鼠胃右动脉进行结扎和松解,用激光多谱勒血流灌注成像仪(LDPI)对该过程中的胃脏整体表面循环予以图像显示,分析结扎和松解时胃血流的改变.结果:(1)胃脏表面的血流灌注图像显像清晰,呈现出从胃小弯向胃大弯放射状血流分布的扇形特征;(2)胃右动脉结扎后,激光多谱勒血流图上胃表面血流灌注下降非常显著,一直持续到松解结扎;(3)松解结扎后,血流即刻骤升,前10 min内血流灌注量可超过结扎前水平,随后逐渐平稳.结论:结扎胃右动脉可以形成胃脏缺血和再灌注模型,LDPI能将胃脏的血循环状态以图像的形式大范围显示.
作者：张栋；李顺月；王淑友；马惠敏 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
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
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
