机器学习在脑血管病诊疗应用中的研究进展

正脑血管病以其高死亡率、高复发率和高致残率成为我国乃至全球最严重的疾病负担之一~([1-2])。快速评估、诊断和干预对改善脑血管病患者的结局至关重要,并高度依赖于特征性的神经影像表现,比如应用头颅CT快速鉴别缺血和出血性脑血管病、大血管闭塞和缺血半暗带的快速评估等~([3])。脑血管病神经影像特征的快速评估高度依赖经验丰富的血管神经病学医师和神经放射医师。然而,不断增加的脑血管病疾病负担和不断攀升的就诊量对医院尤其是基层医院的专业医师带来巨大的需求,但是     

基于非接触式测量的极短时心率变异性分析

目的实现基于成像式光电容积描记技术(iPPG)的心率变异性非接触式测量,并探讨极短时分析的可行性。方法使用高速摄像机拍摄12名男性受试者人脸视频,通过感兴趣区域提取,独立成分分析等方法得到与脉搏相关的iPPG信号,并进行了心率变异性的极短时分析。结果与心电信号相比,心率变异性的部分时域和频域特征具有较高的准确性和相关性:NNVGR和RMSSD的相关性最好,均在0.98以上,SDNN相关性在0.9左右;频域特征中,VLF、LF、HF的相关性均在0.8以上,pLF、pHF、LFHFRatio的相关性较低,且个体差异较大。结论iPPG技术可用于心率变异性的准确测量和监测,对于非接触条件下生理信号监测具有重要意义。     

细胞力学在皮肤科的研究进展

【摘要】 细胞力学是一门新兴的交叉学科，以研究细胞的力学特性与细胞生命活动以及组织、器官、机体生理过程的关系为主。通过对力学信号的感受和响应机制，细胞参与皮肤、骨、眼等多器官组织的生理活动以及疾病的发生发展，包括皮肤组织再生、重建、适应性变化和多种皮肤病的发病，因此成为近年皮肤病研究的热点。本文综述近年来细胞力学的基础研究和其在瘢痕、压疮、白癜风、皮肤肿瘤、毛发疾病等方面的研究和应用进展，为皮肤病治疗提供可能的方法和策略。     

基于冠脉造影图像血管树分割的血管狭窄自动识别方法

针对冠状动脉造影图像中的血管狭窄位置进行自动识别,并且定量评估其狭窄程度,为临床医生提供一种计算机辅助诊断方法,从而提高对冠状动脉狭窄的诊断准确率,同时减轻医生的劳动强度。所提出的基于冠脉造影图像的血管狭窄自动识别方法包括血管树分割以及血管狭窄识别两部分。在血管树分割部分,首先通过基于Frangi Hessian的改进模型进行图像增强,随后利用基于统计学区域融合方法对血管区域进行分割。在血管狭窄识别部分,首先利用水平集算法对分割结果进行细化获得血管骨架,随后提取血管边缘进行血管直径测量,最后采用局部最小点法计算整幅图像血管段狭窄的百分比,对狭窄段进行定位并分级。实验在153例患者的血管造影图像中检测出狭窄共计208段,其中轻度84段,中度42段,重度82段。统计分析结果显示,血管狭窄识别平均准确率为93.59%,敏感性为88.76%,特异性为95.58%,阳性预测值为90.51%,表明该方法能够有效地检测和定量评价动脉血管的狭窄程度,有助于心血管疾病的临床诊断。     

搏动性耳鸣与颞骨蜂房气化程度关系的体外实验研究

目的研究搏动性耳鸣与颞骨蜂房气化程度关系。方法通过体外实验模拟乙状窦静脉声的产生、传导,并对鼓膜处接收到的声信号进行时域和时频域分析。结果骨板缺损时,所有蜂房的静脉声都有高声压、脉动性。气化一般蜂房静脉声声压最高。骨板完整时,所有蜂房的静脉声脉动性微弱,且声压接近背景声。不同气化程度蜂房接收到的静脉声脉动性频段各不相同。结论气化一般蜂房的静脉声放大效果最好,气化不足蜂房对静脉声的放大效果最差。颞骨蜂房气化程度不是导致致病静脉声的充分或必要条件。乙状窦沟骨板缺损是导致致病静脉声的充分条件。     

Sirt1阻断剪切力引起的神经细胞凋亡机制的研究

目的有研究报道高剪切力作用是导致脑积水和脑损伤的重要因素之一。Sirt1(沉默信息调节因子2相关酶1)是一个与细胞分化、衰老、凋亡和能量代谢密切相关的NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶。Sirt1在神经退行性疾病中有保护作用,但机制不明,并且在剪切力引起的创伤性脑损伤中是否也有保护作用?至今未见报道。因此,本研究对高剪切力损伤后的神经细胞,探索Sirt1对损伤后的神经细胞的保护机制,为进一步应用于临床修复神经损伤奠定基础。方法原代培养大鼠大脑皮层神经元于载玻片上。采用本实验室研制的流动剪切力装置,对大鼠皮层神经元进行剪切应力加载,剪切应变10 dyn/cm~2,时间4 h、8h和12 h。采用Sirt1处理损伤后的神经细胞,采用TUNEL和CCK-8检测细胞凋亡和细胞存活率情况。通过RNAi和过表达Sirt1技术,采用免疫荧光染色、PCR和WB检测Sirt1在损伤后的神经细胞中的表达等。结果剪切力10 dyn/cm2作用4 h后,Sirt1增加至峰值,随着作用时间延长表达下降,细胞存活率显著下降,细胞凋亡显著增加。RNAi和过表达Sirt1的研究结果显示,Sirt1 RNAi作用后细胞凋亡显著增加;反之过表达Sirt1后,阻断了剪切力引起的细胞凋亡,凋亡率显著下降。表明:Sirt1在剪切力引起的神经细胞凋亡中起保护作用,有望进一步应用于修复神经损伤。结论 Sirt1通过抑制剪切力引起的神经细胞的凋亡,促进神经细胞的存活率增加,从而促进损伤后的神经再生,有望进一步应用于临床修复中枢神经损伤。     

镁基植入体植入兔股骨后周围骨微结构变化趋势

目的研究镁基植入体植入兔股骨不同时间点周围骨微结构参数的变化规律。方法将直径2 mm、长7 mm有螺纹及无螺纹的高纯镁(99.99 wt.%)钉植入兔股骨髁,对照组为钻孔组及健康组。在术后8、12、16周进行Micro-CT扫描和分析,得到各组微结构参数,包括:骨质密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)。结果 8周时无螺纹镁钉组BMD、BV/TV显著高于健康组,Tb.N显著高于钻孔组与健康组,Tb.Sp显著低于健康组;12周时有螺纹镁钉组BMD、BV/TV、Tb.N显著高于钻孔组与健康组,Tb.Th显著高于健康者,Tb.Sp显著低于钻孔组与健康组;16周时无螺纹镁钉组的BMD、BV/TV、Tb.N显著高于钻孔组与健康组,Tb.Sp显著低于钻孔组与健康组。结论镁基植入体促使周围骨组织的BMD、BV/TV、Tb.Th、Tb.N更高,Tb.Sp更低,说明其骨整合与骨生长状况良好,镁基植入体能有效促进骨再生。研究结果为镁基植入体的骨科临床应用提供理论依据。     

腹主动脉瘤性别差异性的生物力学研究进展

腹主动脉瘤具有性别差异性,男性发病率较高,而女性的破裂发生率与术后死亡率均较高,这一性别差异性现象会影响到腹主动脉瘤患者的诊断、治疗及术后康复。本文综述了腹主动脉瘤性别差异性的研究现状,从阈值判定及生物力学、力学生物学等方面探究了腹主动脉瘤性别差异性这一现象,并指出男女腹主动脉尺寸差异、解剖结构及血管结构成分不同而导致的生物力学以及力生物学的差异,可能是导致两性腹主动脉瘤呈现出差异性的重要原因。针对腹主动脉瘤性别差异性的生物力学研究,将会为腹主动脉瘤诊断、治疗及器械设计、患者护理和康复提出基于性别差异的改进建议。     

定向拉伸工艺对可吸收肩袖补片力学性能的影响

目的研究定向拉伸工艺对不同可吸收补片力学性能的影响,评价其作为肩袖损伤修复补片的潜力。方法采用定向拉伸工艺制备聚乳酸基材料的可吸收补片,设定不同的定向拉伸温度(50～80℃)和拉伸比(0. 5～4. 3),研究不同参数对不同材料可吸收补片力学性能的影响,同时对其热性能、结晶性能和表面形貌进行表征。结果定向拉伸温度和拉伸比可以调控可吸收补片的拉伸强度和拉伸应变、热性能、结晶性能和微观形貌。当拉伸温度分别为60、70、70℃,对应的拉伸比分别为3、3、4. 3时,聚-L-丙交酯-乙交酯的共聚物(PLGA)、聚-L-丙交酯-D,L-丙交酯的共聚物(PLDLLA)、聚-L-丙交酯-ε-己内酯的共聚物(PLC)最大拉伸强度分别为(74±7)、(97±6)、(107±8) MPa,大于犬类冈下肌腱的力学强度(40 MPa),但仅有PLDLLA补片的应变满足天然肩袖的柔韧性。结论定向拉伸工艺可以提高可吸收补片的力学性能,PLDLLA补片具有增强肩袖撕裂的潜力。