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     

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。     

衍射增强成像在医学应用中的研究进展

介绍了衍射增强成像(diffraction enhanced imaging,DEI)的发展历史,阐述了DEI技术的成像光源、成像实验装置、成像原理。分析了DEI技术在肝、肺、肾等组织,耳部组织,血管及牙齿根管组织方面的应用研究,并对DEI成像条件优化的研究进行了深入分析。指出了DEI在临床医学领域具有较好的应用前景,若将其应用于脑肿瘤及其肿瘤血管增生等方面,将会有一个很大的医学突破。     

角膜胶原交联后应力重分布的有限元研究

目的利用有限元的方法,探索角膜胶原交联手术后基质层中应力再分布的规律。方法通过提取正常兔眼角膜OCT图像的轮廓,建立轴对称的分区分层几何模型,赋予几何模型不同分布规律的弹性模量,探究交联后局部力学性质改变对于应力在角膜中再分布规律的影响。结果交联导致的力学性质的改变对于角膜基质层中应力的分布有显著影响,交联模型中央交联区域及交界区域前基质层的应力显著上升,比非交联模型提高20%～40%,后基质层的应力明显下降,比非交联模型降低10%～15%。结论交联术后角膜中央区域力学性质增强会改变基质层内应力分布的规律,使得原有应力沿角膜深度方向和沿角膜中央向边缘方向近似线性递增的规律消失,应力在深度方向的分布更加均匀。     

建立计算机模型探索颅底凹陷导致寰枢椎脱位的力学机制的研究

目的建立计算机模型,测量并分析颅底凹陷程度、寰枢椎脱位程度、侧方关节畸形程度和齿状突畸形程度之间形态学参数的相关性,为研究齿状突、侧方关节畸形引发寰枢椎脱位的生物力学机制提供形态学依据。方法收集60位志愿者颈椎断层CT扫描序列图像数据并分为正常对照组、颅底凹陷不伴有寰枢椎脱位组、颅底凹陷伴有寰枢椎脱位组,每组各20例。利用Mimics Research 20.0软件建立三维模型,测量形态学参数并利用IBM SPSS 21软件进行统计学分析。结果齿状突尖部到Chamberlain线距离、ADI、齿状突高度、齿状突高度/基底宽度、齿状突倾角1和2、矢状位关节倾角、颅颈倾角整体差异有统计学意义(P<0.05)。齿状突高度/基底宽度与矢状位关节倾角显著负相关(r=-0.687,P<0.001),齿状突高度和齿状突高度/基底宽度与颅底凹陷和寰枢椎脱位显著负相关(r=-0.573,P<0.001)。矢状位关节倾角与颅底凹陷和寰枢椎脱位显著正相关(r=0.691,P<0.001),颅颈倾角仅与颅底凹陷显著正相关(r=0.644,P<0.001)。结论齿状突畸形、侧方关节畸形是颅底凹陷患者出现寰枢椎脱位的重要原因。     

一种基于影像特征经皮椎体成形术生物力学稳定性评估的有限元模型

背景: 生物力学研究表明椎体成形术在注入骨水泥后单个骨质疏松椎体的硬度和强度有很大的增长, 但对于保持椎体力学稳定性所需骨水泥的体积和其注入位置还有待进一步研究。目的: 通过参数有限元模型比较椎体成形手术腰椎 L1- L2 的生物力学稳定性评估椎体成形术的有效性。设计: 非随机对照观察。单位: 北京神经外科研究所。材料: 选择 1 例 54 岁女性骨质疏松性导致腰椎 L1- L2 压缩性骨折患者, 经 CT 确诊, 该患者对实验项目知情同意。通过椎体成形手术前后CT 扫描, 分别得到了各 90 张连续切片, 层厚 1 mm, 每个像素的尺寸是 0.33 mm。方法: 实验于 2005- 10/2006- 06 在北京神经外科研究所完成。①三维有限元模型的创建: 通过整合 CT 和 MRI 图像的解剖结构, 建立了一种腰椎功能性脊椎单元的三维几何模型, 基于该几何模型对搜集到 90 张连续 CT 切片数据进行转换并对图像进行分割, 创建两种分别表示患者通过椎体成形手术前后的 L1～2 段椎体三维有限元模型。②模型评估: 在模型 L1 椎体的上表面分别施加 500,1 000,1 500,2 000,2 500 N 的轴向负载,观察有限元模型腰椎 L1～2 段的位移、应力、应变的分布变化情况; 观察骨水泥体积的增加对有限元椎体模型位移、应力、应变的分布的影响。主要观察指标: ①不同负载下有限元模型腰椎 L1～2 段的位移、应力、应变的分布变化情况。②骨水泥体积的增加对有限元椎体模型位移、应力、应变的分布的影响。结果: ①在轴向负载下 L1～2 段的应力应变随着负载的增大而增大, 在椎间盘的右侧部有很大的应力应变集中。而这一区域也是在负载情况下经常发生损伤的部位。在椎间盘上应力的大小取决于应用于椎体单元负载的大小。负载越大, 应力越大。②通过椎间盘上接触应力的增加, 随着骨水泥体积的增加导致了临近椎体的负载转移。结论: 建立了椎体成形手术前后 L1～2 段椎体三维有限元模型, 在有限元模型上计算腰椎 L1～2 相对位移可以说明椎体三维的生理状态。这一仿真计算也能清楚地显示椎体应力应变的分布和术前术后的变形。     

中国第1例数字化女虚拟人的三维重建

基于真实人体解剖的数字化虚拟人体研究结合医学科学与计算机技术构建一个像真人一样的计算机模型，在数字解剖、手术计划与培训和很多非医学领域有广泛应用价值。本文简要介绍中国第一例女虚拟人的三维重建过程并给出部分三维重建图像结果。     

瞬态诱发耳声发射信号的小波阈值去噪

目的瞬态诱发耳声发射信号是从人的外耳检测到的微弱的音频能量,在测试过程中常混入各种随机噪声,本文尝试对瞬态诱发耳声发射信号进行去噪,以提高信号的信噪比,为进一步的临床应用(如频谱分析)奠定基础.方法小波变换阈值法.选用了sym8小波,软阈值处理方法,阈值选取规则为Minimax法.结果去噪后相关系数加大,信噪比提高.信噪比平均提高约10%.结论小波变换阈值法对TEOAE信号去噪取得了较好的效果.     

氩等离子电凝技术

氩等离子电凝技术(argon plasma coagulation,APC)已经被成功的应用于开放手术、内窥镜手术中,尤其对大面积的表面止血更是有其优势.APC通过氩气离子流(氩气等离子区)传导单极电外科高频电流到生物组织对其产生凝血作用.氩气离子流的凝血是非接触式凝血,它可以非常高效、安全的止住内部出血.正是由于其独特的凝血原理,APC具有比传统凝血方式更多的优点.文中作者详细阐述了氩等离子电凝技术的原理,并开发了一种基于ARM嵌入式微处理的氩等离子电凝设备用于高频外科手术.     

肌层浸润性膀胱癌亚型的生物信息学分析

目的通过生物信息学分析研究两种膀胱癌亚型(基底样膀胱癌和管腔型膀胱癌)之间不同的分子调控机制和分子特性,为更准确地区分膀胱癌亚型和探索潜在的治疗靶点提供帮助。方法利用稳健的多芯片平均算法将由22个基底样膀胱癌和132管腔型膀胱癌样本组成的数据集进行标准化,并选择其中前1000个具有最高标准差的基因进行两种亚型的差异表达基因分析。将得到的差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。此外,选择前100个差异表达基因构建蛋白质互作网络。结果得到基底样和管腔型膀胱癌差异表达基因共742,其中基底样亚型上调的基因405个,下调的基因337个。GO富集分析显示差异表达基因显著富集在细胞外区基质、趋化性、炎症等功能上,KEGG通路富集显示差异表达基因显著富集在细胞外基质受体相互作用的通路上。构建的蛋白质互作网络显示重要的hub蛋白质为LNX1、MSN和PPARG。结论本研究得到的基底样和管腔型膀胱癌亚型分子机制的区别主要体现在细胞外区域的分子作用机制、细胞趋化性和炎症反应等,基因LNX1、MSN和PPARG为区别两种膀胱癌亚型的特征基因。