人工智能在骨质疏松症中应用的研究进展

骨质疏松症(osteoporosis, OP)是一种与增龄相关的骨骼疾患,其起病隐匿,呈渐进性发展,患者初期无明显的临床表现,但随着病情的进展,骨量不断流失及骨组织微结构破坏,进而出现骨痛、脊柱变形,甚至出现骨质疏松性骨折(osteoporotic fracture, OPF)等严重并发症。双能X线吸收法是目前临床诊断OP的金标准,但由于其诊断的准确度受到体重、腰椎退行性改变及主动脉壁钙化等因素的影响,存在假阴性诊断的可能。近年来,人工智能(artificial intelligence, AI)在医学领域快速发展,目前AI已广泛应用于OP的研究中,其在OP筛查、诊断及预测领域的研究已成为一个新的热点。该文从AI应用于OP的早期筛查、医学影像学表现、临床诊疗资料及OPF风险预测等4个方面,阐述AI在OP诊疗过程中的应用现状及优势,为OP的精准诊疗提供新方向。     

2单位冰冻红细胞自动化洗涤程序研究

目的：对透析式冰冻红细胞（ RBC）洗涤机的处理程序进行改进,使之适用于2 U冰冻RBC的洗涤处理。方法深低温保存2 U冰冻RBC解冻复温后,采用透析式冰冻RBC洗涤机进行洗涤处理,对洗涤程序进行了提高泵速和加液速度、调整溶液渗透压等方面的改进,大幅缩短2 U冰冻RBC洗涤处理时间。对洗涤后的RBC进行血红蛋白（ Hb）含量、Hb回收率、甘油残留量（上清渗透压）、游离Hb含量、变形性以及凋亡率等指标的检测,并据此判断洗涤效果。结果改进前后的透析式洗涤程序处理得到的RBC的Hb含量分别为（35．03±4．20）和（53．82±2．08）g;Hb回收率分别为（61．10±8．46）％和（80．22±3．73）％;上清渗透压分别为（307．00±14．50）和（322．00± 29．00）mOsm;游离Hb分别为（0．74±0．04）和（0．80±0．08）g／L;程序改进前后的洗涤时间分别为（1．64±0．31）和（1．04±0．16）h;改进前后的洗涤程序处理得到的RBC在Hb含量、Hb回收率、RBC变形性、洗涤时间等指标上有明显改善。而在甘油残留量、游离Hb含量、细胞凋亡等方面无显著变化。结论经过程序改进,2 U冰冻RBC洗涤时间缩短、洗涤后RBC和Hb含量显著升高,提高了洗涤效率及冰冻RBC的利用效率。     

C臂CT引导经皮乙醇消融术在巨块型肝癌经肝动脉化疗栓塞后的近期疗效

目的 评价C臂CT引导经皮无水乙醇消融术(PEI)在巨块型肝癌经肝动脉化疗栓塞术(TACE)后的可行性及近期疗效.方法 回顾分析巨块型肝癌患者95例,其中40例行单纯TACE治疗(对照组),55例行TACE联合PEI治疗(联合组).对照组1个月后重复TACE治疗1次.联合组TACE1周后行PEI.术前经C臂CT扫描评估碘油沉积情况,定位穿刺路径及注入部位.2周后对碘油沉积缺损部分追加PEI.3个月后两组复查CT,对碘油沉积分布情况进行统计学分析.结果 联合组初次PEI术后显示碘油沉积为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及Ⅳ型病灶分别为41.8％ (23/55)、49.1％(27/55)、7.3％ (4/55)和1.8％(1/55);2周后分别为25.4％ (14/55)、50.9％(28/55)、16.4％(9/55)和7.3％(4/55).再次对除Ⅰ型病灶外的41例患者行PEI.3个月后复查CT,对照组碘油沉积Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及Ⅳ型病灶分别为7.5％ (3/40)、30％(12/40)、42.5％(17/40)、20％(8/40);联合组碘油沉积Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及Ⅳ型病灶分别为30.9％(17/55)、40％ (22/55)、23.6％(13/55)、5.5％(3/55).两组差异有统计学意义.结论 C臂CT成像技术在TACE术后联合PEI治疗巨块型肝癌的指导和评估中具有重要价值,保证了手术的安全性、准确性和有效性.     

Increased Expression of Aldehyde Dehydrogenase 2 Reduces Renal Cell Apoptosis During Ischemia/Reperfusion Injury After Hypothermic Machine Perfusion

Hypothermic machine perfusion (MP) can reduce graft's injury after kidney transplantation; however, the mechanism has not been elucidated. In the past decade, many studies showed that aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) is a protease which can inhibit cell apoptosis. Therefore, this study aims to explore whether ALDH2 takes part in reducing organ damage after MP. Eighteen healthy male New Zealand rabbits (12 weeks old, weight 3.0 ± 0.3 kg) were randomly divided into three groups: normal group, MP group, and cold storage (CS) group (n = 6). The left kidney of rabbits underwent warm ischemia for 35 min through clamping the left renal pedicle and then reperfusion for 1 h. Left kidneys were preserved by MP or CS (4°C for 4 h) in vivo followed by the right nephrectomy and 24‐h reperfusion, and then the specimens and blood were collected. Finally, concentration of urine creatinine (Cr), blood urea nitrogen (BUN), and 4‐HNE were tested. Renal apoptosis was detected by TUNEL staining, and the expression of ALDH2, cleaved‐caspase 3, bcl‐2/ bax, MAPK in renal tissue was detected by immunohistochemistry or Western blot; 24 h after surgery, the concentration of Cr in MP group was 355 ± 71μmol/L, in CS group was 511 ± 44 μmol/L (P < 0.05), while the BUN was 15.02 ± 2.34 mmol/L in MP group, 22.64 ± 3.58 mmol/L in CS group (P < 0.05). The rate of apoptosis and expression of cleaved caspase‐3, p‐P38, p‐ERK, and p‐JNK in MP group was significantly lower than that in CS group (P < 0.05), while expression of ALDH2 and bcl‐2/bax in MP group was significantly higher than that in CS group (P < 0.05); expression of cleaved caspase‐3 in both MP and CS group significantly increased as compared with that in normal group (P < 0.05). In conclusion, increased expression of ALDH2 can reduce the renal cell apoptosis through inhibiting MAPK pathway during ischemia/reperfusion injury (IRI) after hypothermic MP.     

Impact of Temperature on Porcine Liver Machine Perfusion From Donors After Cardiac Death

Normothermic machine perfusion (NMP) has been introduced as a promising technology to preserve and possibly repair marginal liver grafts. The aim of this study was to compare the effect of temperature on the preservation of donation after cardiac death (DCD) liver grafts in an ex vivo perfusion model after NMP (38.5°C) and subnormothermic machine perfusion (SNMP, 21°C) with a control group preserved by cold storage (CS, 4°C). Fifteen porcine livers with 60 min of warm ischemia were preserved for 10 h by NMP, SNMP or CS (n = 5/group). After the preservation phase all livers were reperfused for 24 h in an isolated perfusion system with whole blood at 38.5°C to simulate transplantation. At the end of transplant simulation, the NMP group showed significantly lower hepatocellular enzyme level (AST: 277 ± 69 U/L; ALT: 22 ± 2 U/L; P < 0.03) compared to both SNMP (AST: 3243 ± 1048 U/L; ALT: 127 ± 70 U/L) and CS (AST: 3150 ± 1546 U/L; ALT: 185 ± 97 U/L). There was no significant difference between SNMP and CS. Bile production was significantly higher in the NMP group (219 ± 43 mL; P < 0.01) compared to both SNMP (49 ± 84 mL) and CS (12 ± 16 mL) with no significant difference between the latter two groups. Histologically, the NMP livers showed preserved cellular architecture compared to the SNMP and CS groups. NMP was able to recover DCD livers showing superior hepatocellular integrity, biliary function, and microcirculation compared to SNMP and CS. SNMP showed some significant benefit over CS, yet has not shown any advantage over NMP.     

基于支持向量机与XGboost的成年人群肿瘤患病风险预测研究

背景　肿瘤风险预测对于提高人群健康水平、降低患者经济负担意义重大。但随着医疗大数据的产生,传统的统计预测方法逐渐无法满足需求,有必要尝试开展机器学习等新方法在肿瘤预测领域的应用。目的　探讨支持向量机与XGboost和逐步Logistic回归分析在成年人群肿瘤患病风险中的预测价值。方法　本研究时间为2011-2015年,数据来源于中国健康与营养调查（CHNS）,以我国12个地区（黑龙江、辽宁、湖南、山东、贵州、江苏、广西、湖北、河南、北京、上海和重庆）城乡成年（≥18岁）常住居民为对象,经过数据清理,最终纳入19 410人为本研究对象。将研究对象按2∶1分为训练集和测试集,基于逐步Logistic回归分析的变量筛选策略,在训练集上分别建立逐步Logistic回归分析、支持向量机、XGboost肿瘤患病风险预测模型,并在测试集上进行验证。通过比较各模型受试者工作特征曲线（ROC曲线）下面积（AUC）,分析各模型预测肿瘤患病风险的性能。结果　19 410例研究对象中,被诊断为肿瘤患者262例（1.35%）。训练集（n=12 919）中含有174例肿瘤患者,测试集（n=6 491）含有88例肿瘤患者。逐步Logistic回归分析、支持向量机、XGboost在测试集中预测成年人群患肿瘤的正确率分别为72.96%〔95%CI（71.86%,74.04%）〕、99.54%〔95%CI（99.34%,99.69%）〕、70.05%〔95%CI（68.92%,71.16%）〕,AUC分别为76.75%〔95%CI（72.35%,81.14%）〕、86.32%〔95%CI（81.64%,91.00%）〕、79.03%〔95%CI（74.96%,83.10%）〕。支持向量机、XGboost预测成年人群患肿瘤的AUC与Logistic回归模型比较,差异有统计学意义（Z值分别为-2.519、-2.138,P值分别为0.012、0.032）;XGboost预测成年人群患肿瘤的AUC低于支持向量机,差异有统计学意义（Z=2.081,P=0.037）。结论　支持向量机相较于逐步Logistic回归分析预测成年人群肿瘤患病风险的正确率、灵敏度、特异度、AUC等指标较好,而XGboost未见明显优势,但考虑到逐步Logistic回归分析操作的便捷性和可解释性优势,建议在肿瘤风险预测方面,采用支持向量机与逐步Logistic回归分析相结合的模式。     

持续被动运动机辅助功能锻炼在胫骨平台骨折术后的应用

目的 探讨持续被动运动（CPM）机辅助功能锻炼在胫骨平台骨折术后的应用。方法 选择2017年1月～2019年1月在我院创伤骨科收住的胫骨平台骨折患者92例,采用抛银币法分为CPM组与对照组,每组各46例。两组患者均行胫骨平台骨折切开复位内固定术。对照组术后患肢主动运动训练,CPM组术后第2天开始进行CPM机辅助功能锻炼,两组患者均治疗6个月。观察两组患者治疗后膝关节及胫骨平台后倾角（PA）恢复情况。结果 治疗6个月后,两组患者ROM、膝关节Harris评分和BI评分均较治疗前明显上升（P＜0.05或P＜0.01）,且CPM组上升幅度较对照组更高,差异有统计学意义（P＜0.05）;两组患者PA较治疗前明显上升（P＜0.05或P＜0.01）,且CPM组上升幅度较对照组更更高,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 CPM机辅助功能锻炼用于胫骨平台骨折术后的疗效确切,能增加患者关节活动度,能有效矫正PA,改善膝关节功能,从而提高患者独立活动能力。     

基于临床及影像组学构建中轴性脊柱关节病支持向量机预测模型

目的：基于临床及影像组学采用支持向量机（SVM）构建中轴性脊柱关节病（ax Sp A）的预测模型。方法：回顾性收集2012年10月至2019年2月在温州医科大学附属第一医院就诊的568例腰背痛患者,最终诊断axSpA 319例,非axSpA 249例。按7:3将患者随机分为训练组与验证组。于骶髂关节CT上手动勾画三维感兴趣区（VOI）并提取影像组学特征,应用最小冗余最大相关性（mRMR）及最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法进行降维及选择最优影像组学特征;采用单因素和多因素Logistic回归分析寻找诊断axSpA的临床危险因素。最后使用SVM分别构建临床、影像组学及临床-影像组学联合模型,利用受试者工作特征（ROC）曲线及Delong检验评估模型的诊断效能。结果：临床-影像组学联合模型在验证组中具有最佳诊断效能,诊断准确性为0.83,灵敏度和特异度分别为85.2%、79.7%,其ROC曲线下面积（AUC=0.91）高于临床模型（AUC=0.81）及影像组学模型（AUC=0.83）,差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：基于临床和影像组学构建SVM模型对诊断axSpA具有...     

基于机器学习的椎弓根螺钉钉道超声图像评估方法

目的 探讨基于支持向量机（SVM）构建的人工智能辅助诊断模型对椎弓根螺钉钉道完整性进行超声鉴别与验证的方法研究。 方法 本文提出了一种基于超声图像智能分析的椎弓根钉道完整性评估方法。数据采自4个新鲜人体胸腰椎标本。预建立钉道50个,共800张超声图像（其中钉道完整与破损的样本各400个）,采用五折交叉验证的方法对样本进行训练集与测试集的划分,对人工智能辅助诊断模型进行训练及测试。首先对超声图像进行裁剪,并采用亮度映射方法进行图像增强得到易于计算机判断识别且排除无效信息干扰的超声图像;然后通过灰度共生矩阵算法进行纹理特征提取,并采用支持向量机模型对正常和严重破损样本的初始分类模型进行搭建;其次,使用灰度分布得到用于区分前景和背景的阈值,并通过设计的损失函数得到得到钉道同心圆的半径;最后将同心圆外部图像的熵、方差、对比度、能量、平均绝对偏差作为第二类特征,最后进行轻微破损样本和未破损样本的二次分类模型搭建。 结果 初始分类的准确率为74.75%,特异性为71.81%,灵敏度为81.5%,F1值为76.35%,假正率为32%,假负率为18.5%。二次分类的准确率为93.75%,特异性为91.55%,灵敏度为97.5%,F1值为94.43%,假正率为9%,假负率为2.5%。二次类准确率与初始分类相比较,准确率提升19%。 结论 本文提出的基于SVM机器学习模型的方法可较为准确地检测椎弓根钉道的破损情况,且准确率较高,可用于术中实时判断椎弓根钉道的状态。     

基于贝叶斯学习的关联向量机及其在软测量中的应用

介绍了一种与支持向量机(SVM)函数形式相同的稀疏概率模型--关联向量机(RVM),其训练是在贝叶斯框架下进行的,在处理具有噪声的函数回归时,RVM具有很出色的性能.与SVM相比不仅解更稀疏,而且无需调整模型参数,核函数选择也不受限制.将RVM应用于PTA装置溶剂脱水塔塔顶塔底组分软测量建模,仿真结果表明:该方法预测精度较高,具有一定的应用价值.