检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2024年第15期51卷 110-123页

作者：张朔房霆赫岳蜀华北京航空航天大学生物与医学工程学院北京市生物医学工程高精尖创新中心医用光子学研究所生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100191

发现和检测生物分子标志物对疾病的精准诊疗至关重要。尽管荧光显微成像技术常用于细胞分析,但很多生物小分子难以被特异性标记。质谱成像方法则由于有限的空间分辨率和检测过程对组织细胞的损伤,难以原位观测活细胞中生物小分子的时空... 详细信息

发现和检测生物分子标志物对疾病的精准诊疗至关重要。尽管荧光显微成像技术常用于细胞分析,但很多生物小分子难以被特异性标记。质谱成像方法则由于有限的空间分辨率和检测过程对组织细胞的损伤,难以原位观测活细胞中生物小分子的时空变化。基于受激拉曼散射(SRS)的化学显微成像凭借其无标记、高灵敏、高特异、高速、高分辨等优势克服了上述困难,能够对活细胞中重要的生物小分子(例如脂质、氨基酸、葡萄糖和核酸等)的空间分布和代谢转化进行实时定量检测,已在生物医学研究中显示出广阔的应用前景。聚焦于SRS成像在发现和检测疾病分子标志物中的应用,讨论新型SRS成像技术和数据分析方法,为疾病精准诊疗提供新的途径,并展望了该研究方向的发展趋势。

关键词：受激拉曼散射显微成像生物分子标志物疾病精准诊疗

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数字算法骨折CT影像识别软件识别AO-C2型桡骨远端骨折的精准性及稳定性

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中国组织工程研究 2025年

作者：刘飞邓新恒成永忠尹晓冬李晓敏朱书朝王朝鲁中国中医科学院望京医院南阳市中医骨伤生物力学重点实验室南阳市中医院

背景：传统的骨折CT影像阅片主要依赖于医生的经验，存在主观性强和误差较大的问题。因此，开发基于数字算法的骨折CT影像识别软件能够有效辅助医生进行骨折类型及位移、旋转等特征的准确识别，具有重要的临床意义。目的：验证自主开发... 详细信息

背景：传统的骨折CT影像阅片主要依赖于医生的经验，存在主观性强和误差较大的问题。因此，开发基于数字算法的骨折CT影像识别软件能够有效辅助医生进行骨折类型及位移、旋转等特征的准确识别，具有重要的临床意义。目的：验证自主开发骨折CT影像识别软件在AO-C2型桡骨远端骨折中的诊断准确性、骨折点识别稳定性，对比软件与医师测量的骨折块位移、旋转角度的差异，探讨CT影像识别软件的临床应用前景。方法：收集2024年1-6月南阳市中医院收治的25例AO-C2型桡骨远端骨折患者的CT影像，应用骨折CT影像识别软件进行了一系列验证，包括软件在骨折类型、骨折点识别、骨折移位方面的测量，对比骨折CT影像识别软件与医师医疗影像存储与传输系统影像识读测量数据的差异；应用变异系数、双向组内相关系数一致性分析、Bland-Altman分析评估两种方案测量结果的稳定性及一致性。结果与结论：(1)骨折CT影像识别软件对骨折类型识别准确率达92%；总骨折点识别的变异系数均小于19%，关节面骨折点变异系数均小于25%，骨干部骨折点变异系数均小于18%，骨折点识读稳定性良好；(2)组内相关系数分析表明，不同级别医师应用骨折CT影像识别软件测量骨折块移位、旋转值均具有较高的一致性；(3)Bland-Altman分析表明软件测量与医师医疗影像存储与传输系统测量在骨折位移中无显著差异，软件在骨折块旋转测量中具有较高的精准性；(4)提示基于数字算法的骨折CT影像识别软件在骨折点识别中具有较好的稳定性，在骨折移位、旋转识别上具有较好的一致性与精准性，对骨折旋转的识别明显优于医疗影像存储与传输系统测量，在AO-C2型桡骨远端骨折的应用中具有良好的临床应用前景，能够辅助医师更快地做出治疗决策。

关键词：桡骨远端骨折 CT影像数字算法识别软件骨折类型骨折点识别骨折移位

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空间微重力下细胞力学感知-传导的研究进展

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医用生物力学 2024年第3期39卷 387-392页

作者：田然吴欣童孙联文北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100191

在重力场下,绝大多数细胞功能受到力学载荷的调控。空间微重力下细胞对力学载荷的响应能力在空间机体生理功能适应性变化中的作用不容忽视。细胞骨架被普遍认为是细胞感知重力变化及响应力学载荷的关键结构之一。本文总结了微重力下“... 详细信息

在重力场下,绝大多数细胞功能受到力学载荷的调控。空间微重力下细胞对力学载荷的响应能力在空间机体生理功能适应性变化中的作用不容忽视。细胞骨架被普遍认为是细胞感知重力变化及响应力学载荷的关键结构之一。本文总结了微重力下“细胞骨架-LINC复合物-核纤层”这一细胞力学感知-传导途径变化及作用机制的研究进展,并对未来的研究工作进行展望。

关键词：空间微重力细胞骨架力学感知力学传导

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线粒体的力学生物学研究进展

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医用生物力学 2024年第3期39卷 545-551页

作者：纳静郑丽沙樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083

线粒体是高度动态的细胞器,不仅为细胞提供能量和物质基础,同时参与调控细胞的增殖、迁移、分化和凋亡等。细胞命运受来自微环境的力学信号调节。近年来的研究表明,力学因素对细胞的能量代谢具有调控作用。线粒体作为一个力学感受器和枢... 详细信息

线粒体是高度动态的细胞器,不仅为细胞提供能量和物质基础,同时参与调控细胞的增殖、迁移、分化和凋亡等。细胞命运受来自微环境的力学信号调节。近年来的研究表明,力学因素对细胞的能量代谢具有调控作用。线粒体作为一个力学感受器和枢纽,连接力学和代谢来调控细胞的命运。深入理解力学微环境和线粒体代谢的关系,为促进组织再生和疾病治疗提供有力的指导。本文主要介绍线粒体力学生物学研究进展,并探讨其在组织再生和疾病治疗中的潜在应用。

关键词：线粒体力学微环境力学转导组织再生癌症

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不同运动状态下胰岛素对2型糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞分化的影响

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医用生物力学 2024年第4期39卷 615-622页

作者：武晓丹宫赫史佩佩胡小容北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083

目的研究正常活动和剧烈运动下胰岛素治疗对2型糖尿病大鼠股骨远端松质骨中固体受力和流体流动特性、骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)分化的影响。方法基于Micro-CT扫描图像构建正常活动和剧烈运动下4周和8周胰岛素... 详细信息

目的研究正常活动和剧烈运动下胰岛素治疗对2型糖尿病大鼠股骨远端松质骨中固体受力和流体流动特性、骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)分化的影响。方法基于Micro-CT扫描图像构建正常活动和剧烈运动下4周和8周胰岛素治疗实验的对照组、糖尿病组、治疗组和安慰剂组大鼠股骨远端松质骨和流体的有限元模型,并利用流固耦合数值模拟方法,分析各组模型的力学参数和细胞分化参数;并对力学参数、细胞分化参数与形态学参数进行相关性分析。结果正常活动和剧烈运动下,胰岛素治疗改善了2型糖尿病大鼠的固体和流体力学参数、BMSCs分化参数。对于4周实验,正常活动与剧烈运动下胰岛素治疗分别使2型糖尿病大鼠的骨分化面积从64.024%增加至69.372%,以及从73.225%增加至75.336%;对于8周实验,正常活动与剧烈运动下胰岛素治疗分别使2型糖尿病大鼠的骨分化面积从67.239%增加至72.910%,以及从76.147%增加至78.291%。形态学参数中的BV/TV、Tb.N、***、***、SMI与骨、软骨分化面积均具有显著相关性(P<0.05)。结论剧烈运动下8周胰岛素治疗组松质骨表面的BMSCs更容易分化形成骨组织。研究结果对进一步理解正常活动和剧烈运动下胰岛素对骨的影响具有重要意义,并为临床上治疗2型糖尿病时胰岛素治疗周期和运动方式的选择提供理论指导。

关键词： 2型糖尿病胰岛素松质骨流固耦合流体剪应力

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衰老引发的糖萼损伤与血管功能障碍

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医用生物力学 2024年第2期39卷 368-374页

作者：张梓航高朵岚戴鑫源刘添李明翰邓小燕康红艳北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083

血管内皮糖萼(endothelial glycocalyx,EG)是位于血管内表面的一层多糖蛋白复合结构,其损伤与动脉粥样硬化、中风、脓毒症、糖尿病、肾脏疾病、高血压、肺水肿等诸多疾病存在关联。基于此,糖萼的健康程度已被列为评估血管健康的重要指... 详细信息

血管内皮糖萼(endothelial glycocalyx,EG)是位于血管内表面的一层多糖蛋白复合结构,其损伤与动脉粥样硬化、中风、脓毒症、糖尿病、肾脏疾病、高血压、肺水肿等诸多疾病存在关联。基于此,糖萼的健康程度已被列为评估血管健康的重要指标。研究表明,衰老会伴随糖萼发生退行性改变,体现在其厚度变薄、合成及降解相关酶基因水平的失调等方面。作为血管的天然保护性屏障,衰老引发的糖萼损伤与血管舒缩功能受损、通透性增大、炎症及免疫反应失调、凝血/抗凝功能失衡等存在关联。从“结构决定功能”角度出发,开展衰老过程中糖萼厚度、成分、微观结构、力学特性等变化规律及其与血管功能障碍的相关性研究,对于预防、诊断、治疗动脉粥样硬化等年龄相关性心血管疾病具有重要意义。

关键词：糖萼衰老血管功能障碍动脉粥样硬化

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基于CT影像搏动性耳鸣识别及高致病区域

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 625-632页

作者：田山王治文曹学鹏苏磊刘兆会北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100191 山西省吕梁市中医院吕梁市中医药现代化工程重点实验室吕梁033099 北京红棉小冰科技有限公司北京100080 首都医科大学附属北京同仁医院放射科北京100005

搏动性耳鸣(PT)的病因诊断依赖于影像学检测,但病因众多,缺乏普适性强、机制明确的诊断标准。基于搏动性耳鸣患者和无耳鸣人群的计算机断层扫描(CT)影像横截面图,提出一种高精度的耳鸣识别神经网络模型,并自动标示高致病区域,辅助临床... 详细信息

搏动性耳鸣(PT)的病因诊断依赖于影像学检测,但病因众多,缺乏普适性强、机制明确的诊断标准。基于搏动性耳鸣患者和无耳鸣人群的计算机断层扫描(CT)影像横截面图,提出一种高精度的耳鸣识别神经网络模型,并自动标示高致病区域,辅助临床诊断。使用迁移学习Resnet-v1-50模型,取骨窗颞骨中部水平截面样本进行分类学习,并以梯度加权类激活映射(gradCAM)方法对分类高权重区域自动标注;统计CT截面大图(全颅)、中图(双侧颞骨)、小图(右侧颞骨)3种数据集的耳鸣分类高权重区域涉及的解剖结构,逐步细化感兴趣区域,提高分类高权重区域标注分辨率。实验结果显示:包含双侧颞骨的中图数据集分类精度最好,测试集精度达到100%。搏动性耳鸣分类高权重区域集中于双侧或单侧颞骨部位,主要包括颞骨蜂房、鼓窦、乙状窦骨板、上鼓室等部位。搏动性耳鸣与颞骨及附近骨质结构有密切关系;搏动性耳鸣患者在双侧颞骨或耳鸣对侧颞骨均有较大概率存在区别于无耳鸣人群的结构异常;颞骨蜂房、鼓窦、乙状窦骨板、鼓室等结构均有较高概率包含搏动性耳鸣的高致病区域。以上影像分析结论与搏动性耳鸣生物力学研究结论实现了相互佐证。

关键词：搏动性耳鸣机器学习可视化策略 CT影像神经网络模型辅助诊断

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物理微环境调控干细胞定向分化

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生物医学工程学杂志 2023年第4期40卷 609-616页

作者：李驰宇樊瑜波郑丽沙北京航空航天大学生物与医学工程学院、北京市生物医学工程高精尖创新中心、生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100083

干细胞具有自我更新和多向分化的能力,在组织工程和再生医学领域被认为有广泛的应用前景。然而,干细胞的功能依赖于自身所处的微环境即干细胞龛。干细胞龛中包含复杂的生物物理和生物化学因素。最近的研究表明,生物物理因素即干细胞所... 详细信息

干细胞具有自我更新和多向分化的能力,在组织工程和再生医学领域被认为有广泛的应用前景。然而,干细胞的功能依赖于自身所处的微环境即干细胞龛。干细胞龛中包含复杂的生物物理和生物化学因素。最近的研究表明,生物物理因素即干细胞所处的物理微环境在调控干细胞定向分化中发挥着重要的作用。在体外,人工合成的物理微环境能够精确操控多种生物物理特性。在此基础上,研究者进一步开展了如基质硬度、基质形貌和机械力等生物物理特性对各种不同种类的干细胞定向分化功能影响的研究。本文总结了人工构建物理微环境的手段及力学模型,并且综述了不同生物物理特性对干细胞分化影响的研究现状,希望对今后相关领域的研究发展提供参考借鉴。

关键词：干细胞分化微环境生物物理信号

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下肢截肢水平对主动脉血流动力学影响的数值研究

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生物医学工程学杂志 2022年第1期39卷 67-74页

作者：魏君如李忠友刁珺杰李潇闵磊蒋文涛晏菲四川大学生物力学工程实验室成都610065 破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室成都610065 重庆大学附属三峡医院重庆404000

已有研究发现,下肢截肢患者心血管疾病发病率显著高于正常人,但少有学者从血流动力学角度研究下肢截肢与心血管疾病之间的关系。本文采用数值仿真,通过改变外周阻抗和电容模拟不同截肢水平,研究截肢对主动脉血流动力学环境的影响。结果... 详细信息

已有研究发现,下肢截肢患者心血管疾病发病率显著高于正常人,但少有学者从血流动力学角度研究下肢截肢与心血管疾病之间的关系。本文采用数值仿真,通过改变外周阻抗和电容模拟不同截肢水平,研究截肢对主动脉血流动力学环境的影响。结果发现,截肢后主动脉血压升高,肾下腹主动脉时均壁面切应力降低,且左右侧壁振荡剪切指数呈不对称分布;截肢侧髂动脉时均壁面切应力降低且振荡剪切指数增大;同时随截肢水平提高,上述变化更加显著,增加了截肢者患动脉粥样硬化与腹主动脉瘤的风险。本文初步揭示了下肢截肢对心血管疾病的影响规律,为截肢后康复训练设计与心血管疾病治疗方案优化提供理论指导。

关键词：心血管疾病下肢截肢血流动力学风箱模型

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旋转运动下脑组织致伤机制研究

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医用生物力学 2023年第1期38卷 14-29页

作者：王丽珍殷欢徐鹏樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力学生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083

创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)已造成严重的经济和社会负担,但因其异质性的特点,尚未有有效的治疗方法。在各种程度的颅脑损伤中,弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)的发病率很高,对DAI的研究有助于TBI诊治。本文对... 详细信息

创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)已造成严重的经济和社会负担,但因其异质性的特点,尚未有有效的治疗方法。在各种程度的颅脑损伤中,弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)的发病率很高,对DAI的研究有助于TBI诊治。本文对TBI的分类和DAI相关研究现状进行总结,对动物实验研究和临床中常用的脑损伤检测方法、动物实验模型及其相关损伤准则和阈值进行综述。结果显示,DAI主要由旋转加速度产生,与角加速度、角速度和持续时间相关。已有众多动物模型能够产生DAI病理特征,且已有惯性旋转模型可以产生纯旋转加速度。然而,这些模型均为瞬时旋转模型,旋转时间并不严格可控,且不能够提供更长时间的旋转时间,从而不能研究长时间旋转运动下的DAI程度。本文建议,可开发时间可控的旋转脑损伤模型,用以确定长时间和短时间旋转加速度下的脑损伤阈值,并探究这些致伤条件下的病理机制。这些研究可能对DAI的预防和治疗起到积极作用。

关键词：旋转加速度创伤性脑损伤弥漫性轴索损伤阈值病理机制

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