脑-机接口技术进展与挑战

近几年来,脑-机接口的研究逐渐形成了热点,引起了世界科学家的广泛关注.非侵入式脑-机接口正向临床实用化方向发展.植入式脑-机接口目前的研究多以动物做实验,实现了对光标、游戏杆、机械臂、运动小车等的控制.它们的发展有赖于神经科学、工程学、心理学、计算机和康复学等各交叉学科专家间的密切合作.这种全新的通信技术可望为那些不能使用常规通信手段的残疾患者提供与外界进行交流的途径.     

脑机接口在康复医学中的应用进展

随着社会的进步、科学的发展,脑机接口技术也得到了快速发展。脑机接口是一种建立在人与机器之间的用于信息交换的连接通路,即一项能让人用意念控制机器的人机交互技术。脑机接口是目前人工智能、神经康复和生物工程等领域最活跃的研究方向之一,对促进康复医学的发展具有重要意义。该研究基于已有研究,概述脑机接口的工作原理,梳理其在康复医学中的应用,并指出目前面临的挑战,为日后技术突破提供参考依据。     

脑-机接口系统工作原理综述

分析了脑-机接口系统的研究现状，简述了系统的基本结构及其基本工作原理，归纳了系统信号采集、特征提取、选择分类3个部分的主要的技术处理方法，详细介绍了特征提取和选择分类的最新分析方法及存在缺陷，分析了脑-机接口系统存在的问题。指出了小波变换及小波包分解在特征提取上的巨大优势，神经网络分析在选择分类中广阔的应用前景。     

探讨通道对视觉诱发电位单次提取精度的影响

采用“模拟自然阅读”诱发电位作为脑-机接口通信载体,结合小波变换和误差逆传播（ErrorBackPropagation,HIJBP）神经网络对视觉诱发脑电信号（VEP）进行分类以产生脑机接口控制信号。将被试者4个通道记录到的脑电信号分别作为特征,信号时程都为300ms,时段分别取100ms~400ms、200ms-500ms和300ms~600ms。试验结果表明四个单通道都达到较好的分类效果,有利于产生脑机接口控制信号。     

植入式脑机接口技术的医疗器械之路

植入式脑机接口（implanted brain-computer interface, iBCI）通过植入大脑内的神经电极实现脑和计算机/机器的直接通信。它作为一种极具功能扩展性的神经科学研究技术,正在快速向有源植入式医疗器械转化。该研究回顾了国内外神经植入医疗技术的器械产品化历史,提出了植入式脑机接口向医疗器械转化的方式和路径,阐述了美国食品和药品管理局（FDA）把植入式脑机接口作为突破性医疗器械推动的相关政策,并简单介绍和比较了目前正在申请临床试验的几款植入式脑机接口技术方案。由于植入式脑机接口技术复杂,以及没有类似的临床医疗器械先例,医械监管部门和产学研医用各方的密切合作才能有效推动植入式脑机接口技术的临床转化和医疗器械产品化。     

基于共同空间模式和支持向量机的脑–机接口信号分类

在脑-机接口(BCI)研究中一个关键问题是准确地对EEG信号进行特征提取和模式分类,以得到人机通信与控制命令。经过对非靶刺激和靶刺激下诱发的EEG进行去均值、低通滤波、下采样等处理后,利用共同空间模式算法对所采集到的EEG数据进行特征提取,然后通过网格搜索法获取最优分类参数的情况下,利用基于径向基函数的支持向量机设计分类器。通过对3名受试者的实验数据进行各10次的处理后得到较好的分类效果,平均分类准确率为99.2%。实验结果表明,本文的方法适合于基于"模拟阅读"的脑-机接口中。     

脑-机接口技术研究

脑-机接口（BCI）是在人脑和计算机或其他电子设备之间建立的一种直接的信息交流和控制通道，是一种不依赖于常规大脑信息输出通路（外周神经和肌肉组织）的全新信息交流系统。介绍了BCI的组成及工作原理，讨论了基于脑电波（EEG）的BCI研究方法，指出了BCI存在的问题及研究对策。     

脑-机接口驱动神经义肢手系统的研究

本文针对现代医疗手段还无法使上臂再生的问题,深入分析了人手动作脑电信号的特点,研究了面向义肢手控制的手动作脑电小波特征提取和BP神经网络模式识别方法,开发研制了一个基于BCI（Brain-Computer Interface,简称BCI）驱动的神经义肢手驱动控制系统,并用该系统完成了义肢手四种动作（手臂自由状态、手臂移动、手抓取、手张开）的驱动。经过多次在线及离线实验,结果表明：基于脑-机接口驱动的神经义肢手系统是合理可行的,所采用的脑电信号小波特征提取方法和BP神经网络模式识别方法是有效的。     

基于脑电Alpha波的脑-机接口控制系统研究

设计了1种基于脑电α波的脑-机接口（Brain-Computer Interface,BCI）系统,利用睁闭眼对于α波幅值的影响,实现了对计算机屏幕4个方向目标的选择控制,并通过5名受试者实验考察了系统的速度、准确率,说明系统具有无须繁复学习与生物反馈训练的易操作性,为进一步研究开发能实时操作使用的BCI控制面板、实现系统集成和便携化提供了技术基础,具有潜在应用价值,值得进一步研究.     

基于小波变换和BP神经网络的视觉诱发电位识别

结合小波变换和BP神经网络对视觉诱发脑电信号（VEP）进行分类而产生脑机接口控制信号。利用一维离散小波变换提取强噪声背景下的低频微弱脑电信号，获取特征向量输入BP神经网络进行事件相关电位模式识别。实验表明，小波变换特征向量提取方法能有效地实现信号的去噪、降维和特征提取，BP神经网络能比较准确地从VEP中识别出事件相关电位，进行10次测试的平均识别正确率为99．375％，有利于产生脑机接口控制信号。     

脑脊液免疫球蛋白及白蛋白对脑膜炎的鉴别诊断意义

目的　分析脑脊液 (CSF)免疫球蛋白 (Ig)和白蛋白 (Alb)对病毒性脑膜炎 (VM )、结核性脑膜炎 (TM )、化脓性脑膜炎(PM )的鉴别诊断意义。方法　用速率散射比浊法测定VM 5 3例 ,TM 40例 ,PM 14例患者CSFIg和Alb的含量。结果　IgG、IgM和Alb在TM和PM中均显著高于VM组 (P <0 0 0 1) ,且以PM升高最明显 ,但TM和PM间 ,Alb及比值变化无显著性意义 ;与VM相比 ,TM以IgG变化最突出 ( 75 %) ,PM以IgM变化为显著 ( 78%) ;Alb在TM和PM升高比例最高 ( 10 0 %)。PM 14例中有 12例 ( 85 .7%)、TM 40例中仅 6例 ( 15 %)符合典型CSF常规和生化改变。如果把CSFAlb >3 0 0mg/L和IgG >61mg/L作为条件 ,则TM的诊断阳性率达 3 8/ 40 ( 95 %)。结论　TM和PM血脑屏障的破坏明显大于VM ,CSFIg和Alb的含量检测弥补了CSF常规分析的不足 ,有助于颅内感染的诊断和鉴别诊断     

Macronutrients and Micronutrients in Parenteral Nutrition for Preterm Newborns: A Narrative Review

Preterm neonates display a high risk of postnatal malnutrition, especially at very low gestational ages, because nutritional stores are less in younger preterm infants. For this reason nutrition and growth in early life play a pivotal role in the establishment of the long-term health of premature infants. Nutritional care for preterm neonates remains a challenge in clinical practice. According to the recent and latest recommendations from ESPGHAN, at birth, water intake of 70–80 mL/kg/day is suggested, progressively increasing to 150 mL/kg/day by the end of the first week of life, along with a calorie intake of 120 kcal/kg/day and a minimum protein intake of 2.5–3 g/kg/day. Regarding glucose intake, an infusion rate of 3–5 mg/kg/min is recommended, but VLBW and ELBW preterm neonates may require up to 12 mg/kg/min. In preterm infants, lipid emulsions can be started immediately after birth at a dosage of 0.5–1 g/kg/day. However, some authors have recently shown that it is not always possible to achieve optimal and recommended nutrition, due to the complexity of the daily management of premature infants, especially if extremely preterm. It would be desirable if multicenter randomized controlled trials were designed to explore the effect of early nutrition and growth on long-term health.     

咀嚼肌外感受抑制试验在紧张型头痛患者中的应用

目的探讨三叉神经颞肌、咬肌外感受抑制试验（ES）检测紧张型头痛的应用价值。方法对30名紧张型头痛和30名正常志愿者利用肌电图（EMG）刺激眶下神经进行ES试验,检测颞肌、咬肌的潜伏期和时限。结果与对照组相比,紧张型头痛患者的第2抑制期（ES2）潜伏期延长,时限缩短现象。经t检验,紧张型头痛组左右侧颞肌和咬肌EF2潜伏期、左侧颞肌时限与对照组比较,差异有统计学意义（P〈0.05或P〈0.01）。结论咀嚼肌外感受抑制试验对紧张型头痛具有诊断和研究价值。     

克山病患者的抗氧化酶活性及血管内皮功能

目的 观察山东省克山病患者的抗氧化酶活性和血管内皮功能，探讨二者与克山病发生发展的关系。方法 选择慢型、潜在型克山病患者57人、病区健康人34人、非病区健康人36人，分别采集清晨空腹外周血按试剂盒要求检测血清及红细胞GSH—Px、SOD、LPO、LT、NO、NOS含量及活性。结果 ①病区人群红细胞GSH—Px活性较非病区健康人明显降低（P＜0．01）；RBCSOD含量也较非病区健康人明显减少（P＜0．01）、RBCSOD活性减低（P＜0．01）；②克山病患者血清LPO含量明显升高，与病区和非病区健康人之间差异有统计学意义（P＜0．01），病区健康人又较非病区健康人明显升高（P＜0．01）；③克山病患者LT、NO和NOS含量明显高于病区健康人（P＜0．01），且慢型克山病患者与潜在型克山病患者之间差异有统计学意义（P＜0．01）。结论 克山病患者和病区健康人的红细胞抗氧化功能明显降低；血管内皮功能失调，二者在克山病发生发展中存在某种联动关系，加重心肌缺血、缺氧，导致心肌变性、坏死和瘢痕形成。     

传统凝血试验与血栓弹力图检测诊断腹部创伤患者凝血功能障碍的比较研究

目的比较传统凝血试验(conventional coagulation test, CCT)和血栓弹力图分析仪(thromboelastography,TEG)在诊断腹部创伤患者凝血功能障碍的价值。 方法选择2017年1月至2018年1月东南大学医学院附属江阴市人民医院普通外科收治的38例以腹部创伤为主患者同时进行CCT与TEG监测,比较两种检测方法诊断凝血功能障碍的敏感性与特异性;并对发现创伤后早期(≤6 h)患者亚组进行比较分析。 结果腹部创伤患者凝血功能障碍CCT阳性率(8例,21.1%)明显低于TEG(阳性21,55.2%,P<0.05);创伤后早期凝血功能障碍CCT阳性率(3/13,23.1%)亦明显低于TEG(9/13,69.2%,P<0.05)。 结论TEG诊断创伤后凝血功能障碍的敏感性与特异性明显优于CCT方法,特别是对于创伤后早期凝血功能障碍的诊断TEG更具有优势。     

Production of various disinfection byproducts in indoor swimming pool waters treated with different disinfection methods

In this study, the concentrations of disinfection byproducts (DBPs), including trihalomethanes (THMs; chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, and bromoform), haloacetic acids (HAAs; dichloroacetic acid and trichloroacetic acid), haloacetonitriles (HANs; dichloroacetonitrile, trichloroacetonitrile, bromochloroacetonitrile, and dibromoacetonitrile), and chloral hydrate (CH) were measured in 86 indoor swimming pools in Seoul, Korea, treated using different disinfection methods, such as chlorine, ozone and chlorine, and a technique that uses electrochemically generated mixed oxidants (EGMOs). The correlations between DBPs and other environmental factors such as with total organic carbon (TOC), KMnO(4) consumption, free residual chlorine, pH, and nitrate (NO(3)(-)) in the pools were examined. The geometric mean concentrations of total DBPs in swimming pool waters were 183.1±2.5μg/L, 32.6±2.1μg/L, and 139.9±2.4μg/L in pools disinfected with chlorine, ozone/chlorine, and EGMO, respectively. The mean concentrations of total THMs (TTHMs), total HAAs (THAAs), total HANs (THANs), and CH differed significantly depending on the disinfection method used (P<0.01). Interestingly, THAAs concentrations were the highest, followed by TTHMs, CH, and THANs in all swimming pools regardless of disinfection method. TOC showed a good correlation with the concentrations of DBPs in all swimming pools (chlorine; r=0.82, P<0.01; ozone/chlorine; r=0.52, P<0.01, EGMO; r=0.39, P<0.05). In addition, nitrate was positively correlated with the concentrations of total DBPs in swimming pools disinfected with chlorine and ozone/chlorine (chlorine; r=0.58; ozone/chlorine; r=0.60, P<0.01), whereas was negative correlated with the concentrations of total DBPs (r=-0.53, P<0.01) in the EGMO-treated pools.     

异位妊娠药物治疗研究进展

近年异位妊娠(ectopic pregnancy,EP)的发病日趋年轻化,剖宫产率增加致剖宫产切口疤痕妊娠(cesarean scar pregnancy,CSP)显著增加,使异位妊娠的药物治疗,成为目前研究的热点。本文聚焦异位妊娠的药物治疗研究进展,旨在探索更为安全、简便、有效、低毒且能保留生育功能的异位妊娠治疗方法。     

低氧动物血清的EPO生成拮抗效应

实验表明慢性间断低氧（０．４２ａｔｍ，２２ｈ／ｄａｙ）可致小鼠血清促红细胞生成素（ＥＰＯ）浓度早期增加，其后迅速减低；而红细胞生成持续递增。将低氧６天小鼠的血清注入同种小鼠体内，低氧３天后血清ＥＰＯ浓度显著低下。表明低氧动物血清中存在某种拮抗ＥＰＯ生成的体液性因子。     

Fe、SF、CRP和Hb等浓度的改变与细菌性感染的相关性探讨

目的:探讨细菌性感染患者的血清中铁、铁蛋白、C-反应蛋白和血红蛋白浓度的改变的意义。方法:对细菌性感染患者的血清铁、铁蛋白、C-反应蛋白和血红蛋白进行检测,并把结果与对照组进行分析比较。结果:细菌性感染患者的血清中这四项测定值与对照组比较,血清铁明显降低(P<0.01);铁蛋白明显升高(P<0.05);C-反应蛋白明显升高(P<0.01);血红蛋白浓度无明显改变(P>0.05)。结论:血清铁浓度降低、铁蛋白浓度升高与C-反应蛋白浓度升高一样,可作为患者细菌感染的辅助诊断指标,而血红蛋白浓度的改变与细菌感染无相关性。