我国医学人工智能软件及其测试技术发展概况

医学软件测试是评估医学软件功能及性能的主要技术手段。近年来,随着人工智能（Artificial Intelligence,AI）技术在医学领域的广泛应用,医学AI软件不断更新,其覆盖高算力、数据量大、模型复杂,而传统医学软件测试技术已不能满足相关需求,从而导致医学AI软件测试存在效果不佳、审评审批进展缓慢等问题,严重制约产业及其行业的发展。与传统医学软件测试技术相比,医学AI软件测试技术能够针对医学AI软件关键检测内容及性能指标,有效提高医学AI软件的检测效率。本文概述医学AI软件的发展现状,并与传统医学软件进行对比,总结现有医学软件测试技术,对医学AI软件测试技术的研究进展和不足之处进行综合分析,同时对医学AI软件发展面临的挑战及问题进行展望,旨在为医学AI软件测试技术的发展提供一定的理论基础。     

巴戟天寡糖对绝经后骨质疏松大鼠血清骨转化指标和骨组织结构的影响及其机制研究

目的 探究巴戟天寡糖对绝经后骨质疏松模型大鼠血清骨转化指标和骨组织结构的影响及可能机制。方法 50只雌性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、阳性药物对照组(阿仑膦酸钠,7 mg/kg)、巴戟天寡糖低剂量组(25 mg/kg)、巴戟天寡糖高剂量组(75 mg/kg),每组10只,除假手术组外,其余各组大鼠构建绝经后骨质疏松(postmenopausal osteoporosis, PMOP)大鼠模型并给予不同药物干预处理后,测定各组大鼠中血清骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase, BALP)、I型前胶原氨基端延长肽(procollagen type 1 N-terminal propeptide, P1NP)、抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(tartrate resistant acid phosphatase-5b, TRACP-5b)、Ⅰ型胶原C-末端肽交联(C-terminal telopeptide of type 1 collagen, CTX-1)水平,通过双能X线骨密度分析仪对大鼠腰椎骨密度进行检测,采用微计算机断层扫描技术对股骨远端骨微结构进行分析,三...     

代型材料力学性能对磨牙氧化锆全瓷冠断裂失效行为的影响

目的研究不同力学性能代型材料对磨牙氧化锆全瓷冠断裂失效行为的影响。 方法制作弹性模量与牙本质（18.6 GPa）近似的复合树脂和多孔钛标准试件（n = 40），测定其维氏硬度、挠曲强度和断裂韧性值。分别用离体牙及上述复合树脂和多孔钛制作代型（n = 10），制作30个单层瓷结构的全锆（M-Zir）冠，采用随机数字表法分为3组，分别粘接于离体牙预备体及多孔钛和复合树脂代型上。所有试件行抗折破坏试验，记录最大断裂载荷（N）及失效模式，并采用扫描电镜行断口形貌学分析。使用SPSS 20.0软件对代型材料的力学性能测定结果进行独立样本t检验，抗折破坏试验进行单因素方差分析和LSD-t检验。 结果多孔钛与P60复合树脂的弹性模量分别为（18.50 ± 1.65）和（17.48 ± 1.70）GPa，两组间差异无统计学意义（t = 1.358，P = 0.191）。多孔钛材料的维氏硬度（165.60 ± 11.17）HV、挠曲强度（522.47 ± 52.46）MPa和断裂韧性（3.67 ± 1.18）MPa·m^1/2显著高于复合树脂（P<0.001）。离体牙组、多孔钛代型组、复合树脂代型组M-Zir冠的平均断裂载荷分别为（5 306 ± 467）、（5 273 ± 447）和（4 695 ± 583）N，3组差异有统计学意义（F = 4.253，P = 0.025）。多孔钛代型组与离体牙组差异无统计学意义（P = 0.890），复合树脂代型组显著低于离体牙组（P = 0.015）及多孔钛代型组（P = 0.021）。全瓷冠断裂模式分析显示，3组的M-Zir冠断裂模式无明显差异，均为瓷全层折裂为颊颚侧2块，裂纹通过中央窝沟向近远中牙尖三角嵴方向扩展。同时，离体牙组试件多伴有预备体的损伤，复合树脂代型组全部试件均伴有代型折裂，多孔钛代型组全部试件均完整。 结论多孔钛的维氏硬度、挠曲强度及断裂韧性优于复合树脂材料。使用复合树脂材料作为代型时M-Zir冠断裂载荷偏低，但对其断裂模式无明显影响。多孔钛代型较复合树脂代型更适用于高强度氧化锆全瓷修复体的体外研究。     

活性猪脱细胞真皮基质复合自体刃厚皮片移植修复SD大鼠皮肤缺损

目的 构建具活性细胞成分的激光微孔化猪脱细胞真皮基质(LPADM),并通过Ⅰ期复合自体刃厚皮片移植观察其在修复SD大鼠全层皮肤缺损中的效果.方法 设LPADM组与无孔PADM组,将同种异体成纤维细胞(fibroblast,FB)种植于LPADM上培养,另设仅用FB培养液培养的FB为对照组,采用双抗体夹心ABC-ELISA法测定各组FB细胞活性因子白细胞介素-10(IL-10)、白细胞介素-6(IL-6)、β1转化生长因子(TGF-β1)、层粘连蛋白(LN)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)的表达.制作SD大鼠全层皮肤缺损伤口模型,将具活性的LPADM复合自体刃厚皮片Ⅰ期移植,记录其生长情况,定期活检,并进行组织学观察.结果 LPADM组、PADM组、对照组各组各时相点各指标吸光度值比较,差异均无统计学意义(F为0.050～1.763,P＞0.05).移植的LPADM中可见生长良好的FB.移植术后3周,创面愈合良好,未见明显排斥反应.术后1个月,创面瘢痕轻,复合皮肤可提捏.结论 用活性LPADM复合自体刃厚皮片Ⅰ期移植修复SD大鼠全层皮肤缺损,可有效修复创面,并具有较高的生物安全性.     

3D打印技术辅助诊断和指导室间隔缺损手术

目的 探讨运用3D打印技术构建三维心脏模型对结构性心脏病诊断及治疗的可行性与临床价值。方法 基于1例室间隔缺损患儿的心脏CT影像数据,采用Mimics 17.0图形分割软件,以阈值法进行心肌分割,以动态区域生长法进行血池分割获得数字化三维心脏模型;采用PolyJet材料,以Objet500 Connex3聚合物喷射成型3D打印机打印软质的实体心脏模型,并对心脏模型进行评估。结果 3D模型可清晰显示心脏内部解剖结构、空间关系以及室间隔缺损的三维形态。在打印出的实体心脏模型上测量室间隔缺损的轴位长度为4.85 mm,与3D数字模型和CT图像中测量结果（轴位长度分别为4.86 mm和4.84 mm,矢状位长度分别为6.66 mm和6.65 mm）基本一致。结论 将3D打印技术用于结构性心脏病有助于诊断和制定适当的手术方案;通过规范化的图像处理技术获取精确的心脏模型,使个性化精准诊疗结构性心脏病成为可能。     

氟-羟基磷灰石对骨肉瘤MG63细胞生物学性能的影响

目的 评价氟取代比例为20％的氟-羟基磷灰石(fluor-hydroxyapatite,FHA)对骨肉瘤MG63细胞增殖和成骨分化的影响,以期为FHA的临床应用提供依据.方法 采用化学沉淀法合成FHA,扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪观察结构并表征.设置FHA组(培养基中加入FHA)、羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)组(培养基中加入HA)和空白对照组(单纯培养基),每组样本量为3,共培养骨肉瘤MG63细胞.甲基噻唑基四唑法检测3组细胞增殖能力,检测3组细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatese,ALP)活性.反转录PCR检测3组细胞成骨分化相关基因(Ⅰ型胶原、ALP、骨钙素和核心结合因子)mRNA表达情况.结果 FHA的X射线衍射图谱主晶相与HA标准图谱一致.培养3d后FHA组细胞增殖(A值为1.87±0.06)显著高于空白对照组(1.25±0.02)(P＜0.05),FHA组与HA组(1.84±0.03)差异无统计学意义(P＞0.05).培养3d后FHA组ALP活性(4.62±0.09)显著高于空白对照组(1.92±0.05)(P＜0.05).与空白对照组相比,FHA上调细胞Ⅰ型胶原、ALP、骨钙素mRNA表达,下调核心结合因子mRNA表达.结论 FHA对MG63细胞增殖和成骨分化相关基因mRNA的表达有促进作用,具有良好的生物相容性.     

胶原/羟基磷灰石骨软骨一体化支架的生物学特性研究

[目的]对体外条件下胶原/羟基磷灰石一体化复合材料的生物学特性进行评价,探讨其作为骨软骨组织工程支架的可行性。[方法]以胶原和羟基磷灰石为原料,研制出由胶原逐层过渡到羟基磷灰石为主的一体化支架材料,其软骨层主要成分为胶原,骨层主要成分为羟基磷灰石。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率。将材料与兔骨髓基质细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况。[结果]胶原/羟基磷灰石一体化复合支架具有疏松多孔结构,其中软骨层孔径大小(90±15)μm,骨层孔径大小(120±20)μm,孔隙率(75±5.0)%。细胞在材料上生长良好。[结论]胶原/羟基磷灰石一体化复合材料具有适宜的孔隙结构和良好的生物相容性,可用作骨软骨组织工程支架材料。     

大面积深度烧伤创面的Meek植皮治疗

目的 应用Meek植皮技术治疗大面积深度烧伤创面.方法 2006年9月- 2008年7月,应用Meek植皮技术治疗31例大面积深度烧伤患者.回顾治疗过程,包括术前准备以及术中及术后的操作和护理配合;并观察创面愈合情况.结果 按Meek植皮实施时间计算,本组病例平均每1%受区面积植皮所需的时间为1.1 min.所有病例均使用皮片扩张载体双皱薄纱.术后4～5 d首次换药,发现双皱薄纱与受区附贴性好;术后8～15 d,受区创面完全上皮化,所有双皱薄纱均自然脱落或容易被揭除.结论 Meek植皮技术皮片扩张充足且创面上皮化快,是治疗大面积深度烧伤较为理想的植皮技术.治疗成功的关键是熟练的手术操作和积极的护理配合.     

计算机辅助下膝关节周围肿瘤的精确切除与重建

目的 研究计算机辅助膝关节周围肿瘤的精确切除与重建的新方法,评价计算机辅助技术在膝关节周围骨肿瘤治疗中的价值.方法 2007年1月至2010年7月共收治6例膝关节周围肿瘤患者.其中男4例,女2例.年龄19～40岁.股骨远端骨肉瘤3例,胫骨近端骨肉瘤1例,胫骨近端软骨肉瘤2例.Enneking分期II A期2例,II B期4例.所有患者术前均采用薄层CT和MRI扫描获取骨关节和肿瘤部位的二维图像数据,计算机三维重建建立骨关节和肿瘤浸润区域解剖模型,借助逆向工程和CAD软件三维测量确定肿瘤切除范围,CAD设计个性化辅助手术模板及个性化的骨修复体,计算机辅助模拟膝关节周围肿瘤切除和重建过程.术中按照计算机辅助模拟的手术方案,完整切除肿瘤组织,其中4例患者采用"外形匹配的异体骨+定制个性化膝关节假体"、2例患者采用"外形匹配的异体骨+钢板"重建骨肿瘤切除后遗留骨缺损.随访期间采用骨与软组织肿瘤学会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)保肢评分系统对随访患者进行功能评价.结果 所有患者随访10-53个月,平均30.5个月.随访期间未发现膝关节假体、钢板的断裂和松动,2例患者出现异体骨吸收,1例患者异体骨感染、行局部清创术治疗,无肿瘤复发和转移.末次随访MSTS评分为18～27分,平均23.4分,其中优4例,良2例.结论 借助于计算机辅助技术,可以实现膝关节周围肿瘤的精确切除和功能重建;异体骨复合金属假体或内固定物重建骨缺损具有良好的临床疗效和应用价值.     

细胞缺氧与创面难愈的相关性思考

创面愈合是一个动态、复杂而有序的生物学过程,涉及多种细胞、多种成分（生长因子、介质、细胞外基质成分）和创面内部结构（细胞外基质结构）等的共同参与,表现机体调控下高度的有序性、完整性和网络性。临床上,急性创面通常易正常修复,