检索结果-内蒙古大学图书馆

生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 82-89页

作者：蔡昱东刘雪廖祥周艺广西大学医学院、广西特色生物医药重点实验室广西大学脑与智能研究中心南宁530004 陆军军医大学生物医学工程与医学成像系重庆400038 重庆大学医学院神经智能研究中心重庆400030 陆军军医大学基础医学院神经生物学教研室重庆400038

人脑对语音信息的处理机制对于语音增强技术的研究具有重要启发意义,注意力和侧抑制都是听觉信息处理中的关键机制,可选择性增强特定信息。基于此,本研究提出了一种结合侧抑制机制和反馈式注意力机制的双支U-Net神经网络。含噪语音信号... 详细信息

人脑对语音信息的处理机制对于语音增强技术的研究具有重要启发意义,注意力和侧抑制都是听觉信息处理中的关键机制,可选择性增强特定信息。基于此,本研究提出了一种结合侧抑制机制和反馈式注意力机制的双支U-Net神经网络。含噪语音信号输入第一支U-Net网络后,结果中高置信度的时频单元被选择性反馈,产生的激活层梯度结合侧抑制机制被用于计算注意力图。将该注意力图拼接至第二支U-Net网络,用于指导网络注意力,从而实现对语音信号的选择性增强。我们采用语音质量感知评价等5个指标来评价语音增强效果。与Wiener、SEGAN、PHASEN、Demucs、GRN等5种方法进行横向比较。实验结果发现,本文提出的方法在各类噪声场景下对语音信号的增强能力相较于基准网络在各项指标上提升了18%~21%,特别是在低信噪比条件下的表现显著优于其他方法。基于侧抑制和反馈式注意力机制的语音增强技术在语音增强方面具有重要的潜力,可用于人工耳蜗、助听器等相关临床实践。

关键词：听觉言语语音增强侧抑制注意力卷积神经网络

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基于可变形注意力transformer的胃肠癌病理图像细胞核自动分割方法

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复旦学报（医学版） 2024年第3期51卷 396-403页

作者：唐智贤李镇郭俏胡家祺王雪姚旭峰上海健康医学院医学影像学院医学影像技术教研室上海201318 上海理工大学健康科学与工程学院生物医学工程研究所上海200093 上海交通大学医学院附属瑞金医院病理科上海200025

目的使用深度学习算法实现胃肠癌病理图像的细胞核自动分割,辅助后续病理图像的定量分析。方法以2022年1月—2022年2月在上海交通大学医学院附属瑞金医院就诊的59例胃肠癌患者为研究对象,采用python和LabelMe对患者的病理图像进行数据... 详细信息

目的使用深度学习算法实现胃肠癌病理图像的细胞核自动分割,辅助后续病理图像的定量分析。方法以2022年1月—2022年2月在上海交通大学医学院附属瑞金医院就诊的59例胃肠癌患者为研究对象,采用python和LabelMe对患者的病理图像进行数据脱敏、图片切割和感兴趣区域标注,共纳入944张病理图像,标注了9703个细胞核。通过构建一种基于深度学习的新型语义分割模型,模型引入可变型注意力transformer(deformable attention transformer,DAT),实现了病理图像细胞核自动、精准、高效分割,并采用多种分割评价标准评估模型性能。结果模型分割结果的平均绝对误差值(mean absolute error,MAE)为0.1126,骰子系数(dice coefficient,Dice)为0.7215,其效果明显优于U-net基线模型,并领先于ResU-net++、R2Unet和R2AttUnet等模型,且分割结果相对稳定,泛化性好。结论本研究建立的分割模型能够精准识别并分割出病理图像中的细胞核,鲁棒性和泛化性较好,有助于在实际应用中辅助诊断。

关键词：深度学习模型病理图像细胞核分割胃肠癌诊断

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基于TLR4-Ig融合蛋白探究TLR4信号在溃疡性结肠炎中的关键作用

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海军军医大学学报 2024年第5期45卷 535-543页

作者：钱珂文王楚棋张淑怡李光耀邹宜覃郑欣亚艾泓如傅文燕雷长海胡适海军军医大学(第二军医大学)基础医学院生物医学工程教研室上海200433 新加坡国立大学药学系新加坡119077 海军军医大学(第二军医大学)基础医学院生物物理学教研室上海200433 上海交通大学医学院附属第九人民医院辅助生殖科上海200011

目的探究Toll样受体4(TLR4)信号与溃疡性结肠炎(UC)发生、发展的关系。方法收集UC患者结直肠活检组织样本(n=63),根据Matts组织病理学分级标准分为1~5级,利用免疫组织化学染色检测TLR4表达情况。利用FreeStyle 293表达系统制备TLR4-Ig... 详细信息

目的探究Toll样受体4(TLR4)信号与溃疡性结肠炎(UC)发生、发展的关系。方法收集UC患者结直肠活检组织样本(n=63),根据Matts组织病理学分级标准分为1~5级,利用免疫组织化学染色检测TLR4表达情况。利用FreeStyle 293表达系统制备TLR4-Ig融合蛋白。体外培养健康者来源的外周血单个核细胞(PBMC),在培养基中添加100μg/mL脂多糖诱导炎症模型,并加入100μg/mL TLR4-Ig阻断TLR4,检测粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、干扰素γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α的分泌水平。以葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠急性结肠炎模型,分别采用20 mg/kg TLR4-Ig、40 mg/kg TLR4-Ig、抗生素+40 mg/kg TLR4-Ig进行干预,取小鼠结肠组织测量结肠长度并进行组织病理学评估。结果UC患者结肠组织Matts分级越高TLR4高表达的样本比例越高(P<0.001)。TLR4-Ig融合蛋白能够以高亲和力结合TLR4配体,阻断TLR4信号介导的PBMC活化和炎症因子分泌。TLR4-Ig融合蛋白对TLR4信号的阻断加重了DSS诱导的小鼠急性结肠炎,而抗生素处理则对TLR4信号阻断造成的小鼠急性结肠炎加重有缓解作用。结论TLR4信号与肠道菌群的信号交流是UC发生早期的重要保护机制,TLR4信号的缺失不利于缓解急性炎症和修复肠黏膜。

关键词： Toll样受体4 溃疡性结肠炎抗体融合蛋白免疫组织化学葡聚糖硫酸钠

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空间双线性注意力网络识别溃疡性结肠炎与克罗恩病

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陆军军医大学学报 2023年第3期45卷 227-234,242页

作者：戚婧阮广聪杨毅吴毅曹倩魏艳玲粘永健陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程与影像医学系数字医学教研室重庆400038 陆军特色医学中心消化内科重庆400042 浙江大学医学院附属邵逸夫医院消化内科杭州310016

目的利用深度学习技术辅助内镜医师识别溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)与克罗恩病(Crohn’s disease, CD)。方法收集2018年1月至2020年11月陆军特色医学中心消化内科与邵逸夫医院消化内科共1 576例受试者的内镜图像,包括CD、U... 详细信息

目的利用深度学习技术辅助内镜医师识别溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)与克罗恩病(Crohn’s disease, CD)。方法收集2018年1月至2020年11月陆军特色医学中心消化内科与邵逸夫医院消化内科共1 576例受试者的内镜图像,包括CD、UC与正常三类共计34 300幅,并按照9∶1的比例随机划分训练集与测试集,用于对网络进行训练与测试。在ResNet50基础上构建新颖的空间双线性深度网络(SABA-ResNet),引入空间注意机制,通过膨胀卷积扩大感受野以联系上下文信息,并与普通卷积局部归纳特性相配合,自适应聚焦病变区域。利用双线性注意提高网络的特征表示能力,以二阶信息加权特征映射的通道信息,从而提高模型的分类性能。结果 SABA-ResNet在测试集上对CD、UC和正常识别的总体准确率为92.67%(95%CI:91.91~93.37),AUC分别为0.978(95%CI:0.972~0.983)、0.977(95%CI:0.971~0.982)和0.999(95%CI:0.998~1.000),灵敏度分别为88.40%、89.07%、98.89%,特异性分别为95.49%、94.88%、98.93%,F1值分别为88.80%、89.01%和98.60%。消融实验与类激活映射图表明空间注意与双线性注意可帮助模型捕获更多病变区域的特征。结论所构建的网络将空间注意与双线性注意相结合,在CD、UC与正常的识别中取得了良好的性能,可以有效辅助内镜医师对UC与CD进行识别。

关键词：炎症性肠病深度学习溃疡性结肠炎克罗恩病

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个性化3D打印导板辅助重度脊柱后凸畸形手术矫正

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陆军军医大学学报 2024年第21期46卷 2443-2450页

作者：彭元昊成凯朱浩天王虹刘康王宇宁丁焕文吴毅华南理工大学医学院广州510000 广州市第一人民医院骨科广州510000 中国人民解放军南部战区总医院康复医学科广州510000 陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程与影像医学系数字医学教研室重庆400038

目的评估在个性化3D打印导板引导下,行经椎体内截骨术、脊柱内固定术治疗重度脊柱后凸手术的矫形率、椎弓根钉位准确性和治疗效果。方法本研究为单中心非随机性临床试验研究,样本涵盖2018年12月至2023年6月期间接受经椎体内截骨术的19... 详细信息

目的评估在个性化3D打印导板引导下,行经椎体内截骨术、脊柱内固定术治疗重度脊柱后凸手术的矫形率、椎弓根钉位准确性和治疗效果。方法本研究为单中心非随机性临床试验研究,样本涵盖2018年12月至2023年6月期间接受经椎体内截骨术的19例患者(男性8例,女性11例)。其中7例患者为导板组,采用计算机辅助设计(CAD)技术进行术前手术规划和术中个性化3D打印导板引导,12例患者为传统组,采用传统置钉矫正。术后评估包括后凸Cobb角、脊柱矫正率、钉位准确性和Oswestry功能障碍指数问卷调查(Oswestry Dysfunction Index,ODI)。结果研究纳入患者19例,平均年龄48.0岁。平均随访26.4(9~54个月)。所有患者均获得相对满意的矫正效果,导板组平均矫正率为96.83%,传统组为86.61%。导板组与传统组平均术中出血量(857 vs 1045 mL)和平均手术时间(344 vs 402 min)差异无统计学意义,平均住院时间(11 vs 18 d)差异具有统计学意义(P<0.05)。本研究共置钉278枚,其中导板辅助置钉70枚,97.1%为A级或B级;传统组置钉208枚,其中93.8%为A级或B级。术后CT/X线检查显示导板组与传统组后凸畸形矫正均达到一定程度矫正,2组的平均矫正角度(43.37°vs 36.10°)差异无统计学意义;而导板组的矫正率显著高于传统组(96.83%vs 86.61%,P<0.01);ODI评分导板组显著低于传统组(P<0.05)。结论在脊柱截骨术中,利用计算机辅助技术进行术前规划、手术模拟和个性化3D打印导板的辅助,能够改善术后矫形率,提高置钉的准确性,改善严重脊柱后凸畸形患者的生活质量。

关键词：脊柱后凸导板 3D打印计算机辅助设计病例系列

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基于Vgg16-Unet模型的MRI图像下前列腺分区智能分割研究

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陆军军医大学学报 2023年第13期45卷 1441-1449页

作者：呼延若曦吴哲许杉杉崔慧林曹锡梅马晋锋吴毅顾玮重庆大学医学院重庆400044 重庆大学生物工程学院重庆400044 陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程与影像医学系数字医学教研室重庆400038 山西医科大学组织胚胎学教研室太原030001 山西省肿瘤医院普外科太原030013

目的基于前列腺核磁共振图像(MRI),构建深度学习智能分割模型,展开MRI图像下前列腺分区的智能分割研究。方法收集山西省肿瘤医院2018年1月至2020年10月33例经MRI扫描的前列腺癌患者T2WI本地数据,包括T1期6例,T2期15例,T3期9例,T4期3例... 详细信息

目的基于前列腺核磁共振图像(MRI),构建深度学习智能分割模型,展开MRI图像下前列腺分区的智能分割研究。方法收集山西省肿瘤医院2018年1月至2020年10月33例经MRI扫描的前列腺癌患者T2WI本地数据,包括T1期6例,T2期15例,T3期9例,T4期3例。选取荷兰奈梅亨拉德堡德大学医学中心提供的前列腺MRI公开数据集中前列腺癌患者的T2WI序列数据,共379例数据,所有数据按照7∶1∶2的比例随机划分为训练集265例、验证集38例和测试集76例。在Unet模型基础上以Vgg16模型为编码器,使用多层卷积层的同时利用迁移学习策略,构建Vgg16-Unet模型,以医师手工勾画和标注的前列腺分区(前纤维基质带、中央带、外周带、移形带)为金标准,在测试集上,采用Dice相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)、95%豪斯多夫距离(95%Hausdorff surface Distance,HD95)评估模型对前列腺分区的分割精度。结果模型在测试集上对前纤维基质带、中央带、外周带、移形带实现了较为准确的分割,其平均DSC分别为56.95%、47.28%、80.78%、90.63%,平均HD95分别为20.84、20.02、15.39、11.20 mm。模型智能分割与手工标注测量的体积一致性较好,其差值均位于95%一致性区间内。结论构建的Vgg16-Unet模型分割精度优于Unet、Unet++、ResUnet++3个Unet经典变种网络,能够显著提高前列腺癌MRI图像分割效率,减轻医师工作量。

关键词：深度学习前列腺肿瘤智能分割核磁共振成像

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肿瘤影像学:临床应用现状、进展及挑战

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实用肿瘤杂志 2024年第6期39卷 514-520页

作者：张晓辉罗晓芸肖美玲姚琼王菁田梅张宏浙江大学医学院附属第二医院核医学科浙江杭州310009 浙江大学医学PET中心浙江杭州310009 浙江省医学分子影像重点实验室浙江杭州310009 复旦大学人类表型组研究院上海201203 浙江大学生物医学工程教育部重点实验室浙江杭州310027

恶性肿瘤是全球范围内威胁人类生命健康的重大公共卫生问题。早期、精确诊断是精准医学时代提高肿瘤治愈率和改善预后的关键。光学、X线、CT、MRI、超声和核医学等不同影像模态可从微观-介观-宏观水平表征肿瘤功能、代谢和解剖等信息变... 详细信息

恶性肿瘤是全球范围内威胁人类生命健康的重大公共卫生问题。早期、精确诊断是精准医学时代提高肿瘤治愈率和改善预后的关键。光学、X线、CT、MRI、超声和核医学等不同影像模态可从微观-介观-宏观水平表征肿瘤功能、代谢和解剖等信息变化,在肿瘤早期检测、诊断分期、疗效监测和预后评估中具有不可或缺的地位。本文阐述了不同影像方法在肿瘤诊疗中的临床应用进展,并探讨了肿瘤影像学在设备发展、影像探针/对比剂研发和临床转化等方面面临的挑战。

关键词：肿瘤 X线体层摄影术磁共振成像正电子发射断层显像

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透明病理--核医学分子影像在肿瘤表型中的实践

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实用肿瘤杂志 2024年第6期39卷 506-514页

作者：钟燕岑沛立周金云金晨涛姚琼王菁田梅张宏浙江大学医学院附属第二医院核医学科浙江杭州310009 浙江大学医学PET中心浙江杭州310009 浙江省医学分子影像重点实验室浙江杭州310009 浙江大学生物医学工程教育部重点实验室浙江杭州310027 复旦大学人类表型组研究院上海201203

过去几十年的肿瘤生物学研究深入解析了肿瘤细胞的生物学特征,并识别出肿瘤在发生过程中的各种生物特征。然而,有效地将这些肿瘤的生物特征进行成像以辅助患者的临床管理仍具有挑战性。核医学分子影像领域的快速发展为探究肿瘤的体内生... 详细信息

过去几十年的肿瘤生物学研究深入解析了肿瘤细胞的生物学特征,并识别出肿瘤在发生过程中的各种生物特征。然而,有效地将这些肿瘤的生物特征进行成像以辅助患者的临床管理仍具有挑战性。核医学分子影像领域的快速发展为探究肿瘤的体内生物学特征提供了机遇。本文梳理了核医学分子影像技术在表征肿瘤生物特征方面的现状,并探讨了体表型策略的核医学分子影像在肿瘤中的未来研究方向。

关键词：肿瘤生物标志物正电子发射断层显像核医学分子影像

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生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点

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广西医科大学学报 2023年第4期40卷 543-548页

作者：万遂人顾晓松骆清铭王广志梁栋顾忠泽郑海荣万丽雯他德安付玲东南大学生物科学与医学工程学院南京210018 南通大学教育部·江苏神经再生重点实验室南通226019 海南大学生物医学工程学院海口570228 清华大学医学院生物医学工程系北京100084 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所深圳518055 国家高性能医疗器械创新中心深圳518110 复旦大学信息科学与工程学院上海200433 海南大学理学院物理系海口570228

介绍新生物医学工程的总体框架和科技新形势下的发展方向,揭示新形势下我国高端医疗器械需要攻克的突破点和落实到产业提升的3个专项行动,向读者展示当前生物医学工程的概貌。

关键词：生物医学工程生物医学工程发展方向高端医疗器械突破点

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HucMSC-Ex通过调控TRPC6介导Ca^(2+)内流并促进糖尿病创面愈合

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中国细胞生物学学报 2024年第2期46卷 226-235页

作者：王敏吴佩佩史惠江苏大学医学院临床检验教研室江苏省医学科学与检验医学重点实验室镇江212000 安徽医科大学生物医学工程学院合肥230032 中国科学技术大学第一附属医院检验科合肥230000 中国科学技术大学生命科学与医学部合肥230000

该文旨在探讨糖尿病创面中瞬时受体电位阳离子通道亚家族C成员6(transient potential canonical 6,TRPC6)的变化和功能以及人脐带间充质干细胞源外泌体(human umbilical cord mesenchymal stem cell derived exosome,huc MSC-Ex)对TRPC6的调控作用。组织免疫荧光检测临床糖尿病足部溃疡(diabetic foot ulcer,DFU)患者创面与创缘组织中TRPC6的表达情况,q RT-PCR和Western blot分别检测晚期糖基化终末产物修饰的牛血清白蛋白(bovine serum albumin modified with advanced glycosylation end products,AGE-BSA)刺激后大鼠真皮成纤维细胞(dermal fibroblasts,DFs)中TRPC6的m RNA和蛋白表达情况;通过用小干扰RNA(small interfering RNA,si RNA)和过表达质粒转染DFs考察TRPC6对DFs Ca^(2+)内流、增殖和胶原蛋白分泌等生物学功能的影响。采用细胞免疫荧光检测huc MSC-Ex对DFs分泌胶原蛋白能力的影响,构建SD大鼠DFU模型,加入huc MSC-Ex干预,HE染色观察皮肤结构,评价huc MSC-Ex对DFU的治疗作用。进一步通过q RT-PCR、Western blot、细胞免疫荧光、免疫组化等验证huc MSC-Ex对TRPC6的调控作用。结果显示,糖尿病创面中TRPC6通道蛋白水平显著降低,敲减TRPC6减少了DFs Ca^(2+)内流,抑制了其生物学功能;过表达TRPC6增加了DFs Ca^(2+)内流,促进了其生物学功能。总之,huc MSC-Ex可以通过上调TRPC6表达介导Ca^(2+)内流并促进糖尿病创面愈合。

关键词： HucMSC-Ex 糖尿病创面愈合 DFs TRPC6 Ca^(2+)

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