生物醫學工程學雜志最新期刊目錄

靜息態自發腦電與任務態誘發腦電的作用關系研究————作者：何歡;肖曉琳;岳瑨;許敏鵬;明東;

摘要：近年來，探究靜息態自發腦電與任務態誘發腦電的模式特征、功能意義以及二者間的交互機制等，成為神經科學領域的新方向。本文介紹了自發腦電與誘發腦電的基本特征，概括了自發腦電在塑造神經系統適應性中的核心作用。重點探討了自發腦電如何在任務處理過程中與誘發腦電相互作用，強調自發腦電通過調控神經活動、預測外界刺激等處理方式，顯著影響感知、認知和運動等任務表現。這些研究為深入理解靜息與任務狀態下大腦信息處理的原理...

一種用于生物材料血液相容性評估的便攜式電阻抗斷層成像系統研究————作者：彭飄;陳懷昊;車波;李軒;凡春劍;劉磊;羅騰;鄧林紅;

摘要：生物材料的血液相容性評估是確保植入式醫療器械臨床安全性的關鍵。針對傳統檢測方法在實時監測和電學特性分析方面的局限性，本研究開發了一種便攜式電阻抗斷層成像（EIT）系統。該系統采用16電極設計，工作頻率范圍為1～500 kHz，在50 kHz頻率下信噪比（SNR）達到69.54 dB，并具備20幀/s的數據采集能力。實驗結果表明，本研究開發的EIT系統與酶標儀在抗凝牛血中對工業級鈦金屬（TA3）和鈦...

融合膨脹卷積和殘差混合注意力的前交叉韌帶圖像分割————作者：尚鵬;汪宇玲;

摘要：針對膝關節前交叉韌帶圖像分割存在精度不高、分割邊界距離相差較大的問題，本文提出一種融合膨脹卷積和殘差混合注意力的U形網絡（DRH-UNet）的前交叉韌帶圖像分割模型。該模型在U形網絡（UNet）的基礎上融合膨脹卷積擴大感受野，能更好地理解圖像的上下文關系，并在跳躍連接中設計了殘差混合注意力模塊，可強化關鍵區域重要特征表達并縮小語義差距，從而提升對前交叉韌帶區域的表征能力。本文基于公開磁共振成像網絡...

基于霜冰算法優化變分模態分解的電阻抗斷層掃描中肺通氣和肺灌注信號分離方法研究————作者：高國斌;李坤;李俊瑤;朱明旭;王煜;閆孝姮;史學濤;

摘要：胸部電阻抗斷層掃描（EIT）測量中實時獲取肺部通氣和灌注信息具有重要的臨床意義，故本研究提出了一種胸部EIT中基于霜冰（RIME）算法優化變分模態分解（VMD）的分離肺通氣和肺灌注信號的新方法，能從EIT重建圖像前的原始電壓數據中直接分離肺通氣和灌注的相關信號，并可分別進行成像。為驗證該方法的有效性，本研究招募了16名健康志愿者，采集其正常呼吸以及吸氣屏息兩種狀態下的EIT數據，同時基于RIME算...

嚙齒類動物經顱時間干涉電刺激定量分析：針對電極排列的仿真研究————作者：劉小璽;于洪麗;垢福帥;杜博愛;盧鵬屹;王春方;

摘要：經顱時間干涉電刺激（tTIS）是一種新型經顱電刺激方式，通過多個電極施加不同頻率的電場實現無創深部腦刺激。目前，關于tTIS作用效應機制的研究多是基于嚙齒類動物，但實驗結果受電極排列方式的影響較大。為進一步提升tTIS在嚙齒類動物有限的頭部空間中的效果，本文提出了多種tTIS電極排列方式，并利用真實小鼠模型進行了有限元仿真。結果顯示，腹背排列、4通道-雙端排列、2通道排列分別在聚焦性、激活腦區的擴...

基于計算機斷層掃描影像的人牙槽骨多孔超彈特性預測模型研究————作者：吳斌;栗明娜;楊帆;袁樂;盧軼;姜迪;易揚;嚴斌;

摘要：牙槽骨重建仿真是量化正畸的有效手段，但目前無法直接獲得仿真用的人體活體牙槽骨材料模型。本研究引入三維隨機多孔材料的等效剪切模量預測方法，融合一階奧格登（Ogden）超彈性模型針對人牙槽骨構建了基于計算機斷層掃描（CT）影像的多孔超彈性特性Ogden模型（CT-PHO），并綜合顯微CT(MicroCT)、納米壓痕實驗和單軸壓縮實驗數據結果獲得模型參數。與以往的預測模型相比，CT-PHO模型在任意骨密...

動作捕捉數據驅動的神經退行性疾病運動評估研究進展————作者：吳均浪;郭威;羅可欣;何玲;楊觀賜;

摘要：神經退行性疾病（NDDs）是一組異質性神經系統疾病，可引起中樞神經系統或外周神經系統中神經元的進行性損失，繼而造成肢體運動能力的下降。動作捕捉作為一種高精度、高分辨率采集人體運動數據的技術，其驅動的NDDs運動評估可以有效提取運動特征，進而評估患者運動能力或疾病嚴重程度。本文圍繞動作捕捉數據驅動的NDDs運動評估最新研究進展，在扼要介紹NDDs運動評估數據集的基礎上，根據特征提取和處理的方式將評估...

重復經顱磁刺激改善帕金森病抑郁研究進展————作者：盧葦;何寶峰;李娟;文明明;張敏;

摘要：帕金森病是好發于中老年人的神經退行性疾病，表現為黑質多巴胺能神經元進行性喪失和路易小體聚集，從而引起一系列運動癥狀和非運動癥狀。抑郁是帕金森病非運動癥狀最主要的表現形式，嚴重影響患者生活質量。臨床醫生常用抗抑郁藥物給藥等方式改善帕金森病患者的抑郁癥狀，但仍亟待解決此類方式帶來的藥物毒副作用及耐藥性問題。而重復經顱磁刺激是一種安全、無創的神經調控技術，可以改變皮質脊髓束興奮性，誘導多巴胺等多種神經遞...

細胞外囊泡在椎間盤退變修復中的作用機制————作者：朱生旭;李忠海;

摘要：細胞外囊泡（EVs）是細胞分泌的納米級囊泡，攜帶生物活性分子，作為新興的治療策略已在腫瘤及組織再生中廣泛應用，它通過多維度調控機制修復椎間盤退變（IDD）的研究正成為前沿熱點。本文對EVs在IDD修復中的作用機制進行綜述，廣泛查閱了近年來國內外對于EVs治療IDD的相關文獻，并對其治療機制進行歸納總結。在IDD修復中，EVs可以在分子、細胞、組織水平上通過不同的作用機制發揮作用。分子水平上，EVs...

一種用于生物材料血液相容性評估的便攜式電阻抗斷層成像系統研究————作者：彭飄;陳懷昊;車波;李軒;凡春劍;劉磊;羅騰;鄧林紅;

摘要：生物材料的血液相容性評估是確保植入式醫療器械臨床安全性的關鍵。針對傳統檢測方法在實時監測和電學特性分析方面的局限性，本研究開發了一種便攜式電阻抗斷層成像（EIT）系統。該系統采用16電極設計，工作頻率范圍為1～500 kHz，在50 kHz頻率下信噪比（SNR）達到69.54 dB，并具備20幀/s的數據采集能力。實驗結果表明，本研究開發的EIT系統與酶標儀在抗凝牛血中對工業級鈦金屬（TA3）和鈦...

重復經顱磁刺激改善帕金森病抑郁研究進展————作者：盧葦;何寶峰;李娟;文明明;張敏;

摘要：帕金森病是好發于中老年人的神經退行性疾病，表現為黑質多巴胺能神經元進行性喪失和路易小體聚集，從而引起一系列運動癥狀和非運動癥狀。抑郁是帕金森病非運動癥狀最主要的表現形式，嚴重影響患者生活質量。臨床醫生常用抗抑郁藥物給藥等方式改善帕金森病患者的抑郁癥狀，但仍亟待解決此類方式帶來的藥物毒副作用及耐藥性問題。而重復經顱磁刺激是一種安全、無創的神經調控技術，可以改變皮質脊髓束興奮性，誘導多巴胺等多種神經遞...

融合膨脹卷積和殘差混合注意力的前交叉韌帶圖像分割————作者：尚鵬;汪宇玲;

摘要：針對膝關節前交叉韌帶圖像分割存在精度不高、分割邊界距離相差較大的問題，本文提出一種融合膨脹卷積和殘差混合注意力的U形網絡（DRH-UNet）的前交叉韌帶圖像分割模型。該模型在U形網絡（UNet）的基礎上融合膨脹卷積擴大感受野，能更好地理解圖像的上下文關系，并在跳躍連接中設計了殘差混合注意力模塊，可強化關鍵區域重要特征表達并縮小語義差距，從而提升對前交叉韌帶區域的表征能力。本文基于公開磁共振成像網絡...

嚙齒類動物經顱時間干涉電刺激定量分析：針對電極排列的仿真研究————作者：劉小璽;于洪麗;垢福帥;杜博愛;盧鵬屹;王春方;

摘要：經顱時間干涉電刺激（tTIS）是一種新型經顱電刺激方式，通過多個電極施加不同頻率的電場實現無創深部腦刺激。目前，關于tTIS作用效應機制的研究多是基于嚙齒類動物，但實驗結果受電極排列方式的影響較大。為進一步提升tTIS在嚙齒類動物有限的頭部空間中的效果，本文提出了多種tTIS電極排列方式，并利用真實小鼠模型進行了有限元仿真。結果顯示，腹背排列、4通道-雙端排列、2通道排列分別在聚焦性、激活腦區的擴...

基于計算機斷層掃描影像的人牙槽骨多孔超彈特性預測模型研究————作者：吳斌;栗明娜;楊帆;袁樂;盧軼;姜迪;易揚;嚴斌;

摘要：牙槽骨重建仿真是量化正畸的有效手段，但目前無法直接獲得仿真用的人體活體牙槽骨材料模型。本研究引入三維隨機多孔材料的等效剪切模量預測方法，融合一階奧格登（Ogden）超彈性模型針對人牙槽骨構建了基于計算機斷層掃描（CT）影像的多孔超彈性特性Ogden模型（CT-PHO），并綜合顯微CT(MicroCT)、納米壓痕實驗和單軸壓縮實驗數據結果獲得模型參數。與以往的預測模型相比，CT-PHO模型在任意骨密...

基于霜冰算法優化變分模態分解的電阻抗斷層掃描中肺通氣和肺灌注信號分離方法研究————作者：高國斌;李坤;李俊瑤;朱明旭;王煜;閆孝姮;史學濤;

摘要：胸部電阻抗斷層掃描（EIT）測量中實時獲取肺部通氣和灌注信息具有重要的臨床意義，故本研究提出了一種胸部EIT中基于霜冰（RIME）算法優化變分模態分解（VMD）的分離肺通氣和肺灌注信號的新方法，能從EIT重建圖像前的原始電壓數據中直接分離肺通氣和灌注的相關信號，并可分別進行成像。為驗證該方法的有效性，本研究招募了16名健康志愿者，采集其正常呼吸以及吸氣屏息兩種狀態下的EIT數據，同時基于RIME算...

細胞外囊泡在椎間盤退變修復中的作用機制————作者：朱生旭;李忠海;

摘要：細胞外囊泡（EVs）是細胞分泌的納米級囊泡，攜帶生物活性分子，作為新興的治療策略已在腫瘤及組織再生中廣泛應用，它通過多維度調控機制修復椎間盤退變（IDD）的研究正成為前沿熱點。本文對EVs在IDD修復中的作用機制進行綜述，廣泛查閱了近年來國內外對于EVs治療IDD的相關文獻，并對其治療機制進行歸納總結。在IDD修復中，EVs可以在分子、細胞、組織水平上通過不同的作用機制發揮作用。分子水平上，EVs...

動作捕捉數據驅動的神經退行性疾病運動評估研究進展————作者：吳均浪;郭威;羅可欣;何玲;楊觀賜;

摘要：神經退行性疾病（NDDs）是一組異質性神經系統疾病，可引起中樞神經系統或外周神經系統中神經元的進行性損失，繼而造成肢體運動能力的下降。動作捕捉作為一種高精度、高分辨率采集人體運動數據的技術，其驅動的NDDs運動評估可以有效提取運動特征，進而評估患者運動能力或疾病嚴重程度。本文圍繞動作捕捉數據驅動的NDDs運動評估最新研究進展，在扼要介紹NDDs運動評估數據集的基礎上，根據特征提取和處理的方式將評估...

基于摩擦納米發電機的電刺激促進鈦表面MC3T3-E1細胞成骨————作者：逄博;楊澍;韓鴻洋;張興偉;宋濤;

摘要：本文旨在探究摩擦納米發電機（TENG）的電刺激對鈦表面小鼠胚胎前成骨細胞（MC3T3-E1 cell）成骨及其他生物學行為能力的影響。首先制作了折紙式TENG，對其電輸出性能進行測試，通過CCK-8實驗和劃痕實驗驗證發電機的最佳電流和實驗可行性。在最佳電流下通過對鈦表面細胞總蛋白含量、堿性磷酸酶（ALP）活性、茜素紅染色（ARS）定量分析，判斷各組細胞成骨情況，最后觀察了電刺激后細胞在鈦表面的黏附...

上肢牽引康復訓練軌跡規劃跟蹤控制————作者：羅盛國;李祥云;陸奇;陳鵬;李康;

摘要：為解決末端牽引上肢康復訓練中由交互空間限制和康復機器人奇異構型產生的安全問題，提出了一種康復訓練軌跡規劃跟蹤控制方案。基于運動學建模和康復學理論求解人機安全交互空間，并根據康復醫學中的作業療法規劃末端訓練軌跡，通過指數自適應阻尼最小二乘法實現交互空間內康復機器人的奇異構型回避；然后，基于反步法設計針對上肢康復機器人的非線性控制器，通過徑向基函數神經網絡在線逼近機器人模型信息，實現無模型控制，由Ly...

基于在線語義相似跨模態醫學圖像哈希檢索————作者：劉青海;唐倫;吳錢林;徐黎明;陳前斌;

摘要：在線哈希方法在跨模態醫學圖像檢索中的研究越來越受到關注，然而現有的在線哈希方法缺乏保持現有數據與新增數據之間語義相關性的學習能力。對此，本文提出一種在線語義相似跨模態哈希檢索學習框架，以增量學習方式學習醫學流數據的緊湊二進制哈希碼，并通過設計基于在線錨點數據集方法稀疏表達已有數據，避免遺忘已學習到的語義而且可以自適應更新哈希碼，減少信息損失的同時提高訓練效率，有效地保持現有數據和新增數據之間的語義...

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