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2019年 38卷 2期 刊出日期：2019-04-20 论著 综述 简讯 目录        目录 127 目录 2019 Vol. 38 (2): 127-128 [摘要] ( 226 ) HTML (1 KB)  PDF (233 KB)  ( 79 )        论著 129 基于脑网络的古典音乐和摇滚音乐对工作记忆的影响研究 李颖, 张东颖, 苏晴, 李继鹏, 闫伟 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.001 音乐是人们传递信息、表达感情的媒介,同时它对认知活动有很大的影响。设计改进型Sternberg工作记忆任务实验,选择20名被试参与实验,采集被试在古典音乐和摇滚音乐背景下记忆英语单词的脑电数据,采用互相关的方法计算各通道间的皮尔逊相关系数,利用脑功能网络构建以及脑功能网络属性的分析,探究两种音乐刺激对工作记忆的影响。结果表明,古典音乐和摇滚音乐状态下大脑额叶和枕叶区域的连接相比无音乐状态显著增加,且摇滚音乐状态下大脑额叶和枕叶区域的连接显著多于古典音乐的状态;摇滚音乐和古典音乐刺激下构建的脑功能网络相对于无音乐状态脑功能网络节点度增大,介数中心度增大,聚类系数增大,紧密度增大,平均路径长度变短,小世界属性增强,全局效率提高。这说明音乐刺激使大脑的活跃度提高,证明不同音乐刺激对记忆任务有显著性影响。行为学数据结果显示,在无音乐、古典音乐和摇滚音乐状态下,被试的反应正确率分别约为91%、86%和80%,平均反应时长分别为728、761、818 ms。可以看出,音乐刺激使得被试的反应正确率下降,反应时长增加,说明音乐刺激对工作记忆产生干扰。 2019 Vol. 38 (2): 129-137 [摘要] ( 836 ) HTML (1 KB)  PDF (7191 KB)  ( 482 ) 138 基于EMD-ICA的心冲击信号降噪研究 姜星, 耿读艳, 张园园, 付志刚 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.002 心冲击信号(BCG)是反映心脏机械运动的生理信号,能实现无电极束缚条件下的连续采集测量。但BCG信号微弱,易受干扰,测量时经常会淹没在噪声中。为了消除噪声,有效识别BCG信号特征,提出一种基于经验模态分解(EMD)联合独立分量分析的BCG信号降噪方法。首先,将含噪BCG信号进行EMD分解,获得一系列按频率从高到低的固有模态分量(IMF),采用模态相关准则进行信号层与噪声层的判定;其次,将分界之上的IMF分量构建虚拟噪声通道,基于ICA算法对原始BCG信号进行盲源分离,从而得到降噪后的BCG信号。采集10名健康受试者的BCG信号进行降噪处理。量化评价结果表明,与小波方法和EMD方法相比,降噪后信噪比均显著提高(小波方法11.01±1.58,EMD方法5.19±1.29,所提出方法14.87±3.04,P<0.05),能量百分比也均显著提高(小波方法88.81%±2.81%,EMD方法96.15%±2.96%,所提出方法96.64%±2.92%,P<0.05),从而证明所提出方法降噪效果明显,能够有效还原BCG信号特征。 2019 Vol. 38 (2): 138-145 [摘要] ( 588 ) HTML (1 KB)  PDF (1588 KB)  ( 715 ) 146 有条件生成对抗网络的IVUS图像内膜与中-外膜边界检测 袁绍锋, 杨丰徐琳吴洋洋, 黄靖, 刘娅琴 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.003 针对血管内超声(IVUS)图像中各类斑块、超声阴影和血管分支等造成内膜(LU)与中-外膜(MA)边界难以准确检测的问题,提出一种结合堆叠沙漏网络(SHGN)和有条件生成对抗网络(C-GAN)的IVUS内膜与中-外膜检测的改进方法。首先根据血管形态特点,使用旋转、缩放和Gamma变换等方法将图像训练集扩充57倍,降低网络训练过拟合风险;然后利用对抗训练思想,构建基于L1、L2重建损失的联合损失函数,学习超声图像与其对应分割图像的映射关系,将IVUS图像分割为3种不同区域:血管外周组织、斑块区域和内腔区域;最后在图像分割结果上,采用阈值处理方法,检测最终的内膜与中-外膜边界。采用国际标准IVUS图像数据集(10位病人435幅)评价所提出的算法。实验量化评价结果为:内膜计算面积交并比(JM) 93%,面积差异百分比(PAD) 3%,Hausdorff距离(HD) 0.19 mm;中-外膜JM 95%,PAD 3%,HD 0.16 mm。这些指标满足临床诊断要求,性能优于现有的、近年较好的9种算法,以及Pix2Pix模型。在临床实践应用分析中,利用南部战区总医院心血管内科所收集的100幅IVUS图像进行检验,取得较好的分割结果。这表明该方法具有较好的跨数据集泛化性能。 2019 Vol. 38 (2): 146-145 [摘要] ( 520 ) HTML (1 KB)  PDF (10106 KB)  ( 180 ) 157 基于生成对抗网络的彩色眼底图像硬性渗出检测方法 龙胜春, 陈嘉莉, 黄肖肖, 陈芝清, DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.004 糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病严重的并发症,是视力损害最常见的原因之一。硬性渗出物(HE)是DR早期的症状之一,从眼底图像中对硬性渗出的准确检测是DR筛查的关键步骤。提出一种基于生成对抗网络(GANs)的视网膜硬性渗出的自动检测方法。相比一般的卷积神经网络,生成对抗网络由生成式模型G和判别式模型D组成,两者之间的博弈与竞争使得生成对抗网络能够更加精确地检测眼底图像中的硬性渗出。首先,为了避免视盘对后续硬性渗出检测的干扰,根据血管分布信息与全局灰度信息,准确定位视盘(OD)中心并掩盖视盘;然后,交替迭代训练生成式模型G和判别式模型D,得到在验证集上分割效果最佳的模型并保存。所提出的算法在e-ophtha EX数据库上训练和验证,并进行像素级评估,获得88.6％、84.3％和86.4％的平均灵敏度、PPV和F-score。在另一个独立的DIARETDB1数据库上进行测试,获得的平均灵敏度、特异性和准确性分别为100％、96.2％和97.8％。综上所述,两个视网膜图像数据库的评估结果证明,生成对抗网络的博弈模式能够有效地检测彩色眼底图像中的硬性渗出。 2019 Vol. 38 (2): 157-165 [摘要] ( 557 ) HTML (1 KB)  PDF (5395 KB)  ( 512 ) 166 基于纵向不完整数据联合深度集成回归预测阿尔茨海默病临床评分 杨梦雅, 侯雯, 杨鹏, 邹文斌, 汪天富, 雷柏英 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.005 阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经系统退行疾病,具有不可逆性,需要医生密切监测患者的病情,并根据病情发展及时调整治疗计划。研究表明,临床评分是医生进行疾病评估的最有效依据,且磁共振成像(MRI)数据也非常适合用于预测阿尔茨海默病患者的临床评分。传统研究中,学者们大多是基于单一时间点的MRI数据进行临床评分预测。提出建立一个探索MRI数据与临床评分之间关系的模型,并使用纵向MRI数据预测未来时间点的临床评分。该模型包含3个部分:首先基于相关熵正则化联合学习进行特征选择;然后基于深度多项式网络进行特征编码;最后利用支持向量回归。回归过程在两种情形下进行,情形1是使用基线数据预测未来时间点的临床评分,情形2是结合被测时间点之前的所有数据预测该时间点的临床评分。与此同时,情形2还可填补缺失评分,解决了数据的不完整问题。在情形1中,通过所提出的模型对未来5个不同时间点的临床评分进行预测,获得的平均绝对误差值为2.01、2.06、2.06、2.27、2.00以及皮尔森相关系数值为0.70、0.69、0.56、0.65、0.67。在情形2中,所提出的模型在未来4个不同时间点获得的平均绝对误差值为0.14、0.10、0.09、0.08以及皮尔森相关系数值为0.72、0.75、0.78、0.74。通过以上实验证明,所提出的回归框架不仅可准确描述MRI数据与评分之间的关系,而且可以有效地预测纵向评分。 2019 Vol. 38 (2): 166-175 [摘要] ( 364 ) HTML (1 KB)  PDF (6827 KB)  ( 423 ) 176 DCE-MRI及DWI影像特征对乳腺癌病理组织学分级及Ki-67表达的预测研究 赵文芮, 许茂盛, 王世威, 范明, 厉力华 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.006 联合动态增强磁共振成像(DCE-MRI)以及弥散加权成像(DWI)的影像特征,通过建立模型,分别对乳腺癌的组织学分级以及Ki-67的表达进行预测。对144例未经过任何手术或化疗的乳腺浸润性导管癌患者的数据进行回顾性分析,这些患者均采用3T 扫描仪进行术前乳腺 MRI 检查,从中获取DCE-MRI以及DWI影像,并从 DWI 中计算得到表观扩散系数 (ADC)。对不同参数磁共振影像进行肿瘤分割,并分别从整个肿瘤区域中提取纹理特征、统计特征、形态特征等。采用无监督判别特征选择方法(UDFS)和Fisher Score算法进行特征选择,将分类模型分别应用于DCE-MRI及DWI图像数据,将得到的不同分类器进行多分类器模型融合,最终得到多参数图像的联合预测结果。为了评估所建立模型的分类性能, 通过留一法交叉验证 (LOOCV) 的方法计算ROC曲线下的面积(AUC)。对于分级任务,DCE-MRI的第二增强序列达到0.780的最优AUC,(特异度为0.647,灵敏度为0.934);对于Ki-67预测任务,DWI序列达到0.756的最优AUC(特异度为0.806,灵敏度为0.695)。经过融合,分级的预测结果提高到AUC为0.808(特异度为0.706,灵敏度为0.895),Ki-67的预测结果提高到AUC为0.783(特异度为0.778,灵敏度为0.722)。结果表明,相比采用单一参数的磁共振图像数据,DCE-MRI和DWI的影像特征联合可以提高分类器的性能。 2019 Vol. 38 (2): 176-183 [摘要] ( 536 ) HTML (1 KB)  PDF (921 KB)  ( 512 ) 184 纸基纳米金阵列图像特征值自动提取方法 易鑫, 罗小刚, 钱烨, 霍丹群, 侯长军 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.007 纸基纳米金作为一种能够实现重金属离子检测的比色传感器,具备快速、精确、特异性高等优点。当前,手动处理是实现纸基特征信息提取的主要方式,其效率低下,容易引入人为误差,所得特征信息的可重复性也较差。针对这些问题,在纸基阵列图像基础上,提出基于HSI颜色空间和种子区域生长的两阶段自动特征提取方法。首先将图像由RGB空间转换到HSI空间完成粗分割、形态学滤波和网格划分;在此基础上提出首先基于色调吸引力(HAF)和亮度吸引力(IAF)的相似性度量的种子区域生长(SRG)算法,该算法有效地结合SRG算法的像素物理位置邻接特性和HAF及IAF的颜色空间邻接特性,实现细分割和特征提取。实验采用10张5×5纸基阵列(共计250个反应点),对该特征提取方法进行精度和稳定性测试,并采用10张不同尺寸的纸基阵列,对其进行自适应特性测试。实验结果表明,该特征提取方法的平均误差在1%以内,最大误差及标准差在5%以内,针对不同尺寸的阵列处理正确率为100%,具有较高的精度、稳定性和自适应性。 2019 Vol. 38 (2): 184-191 [摘要] ( 364 ) HTML (1 KB)  PDF (4601 KB)  ( 200 ) 192 基质胶对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖生物相容性的影响 沈浩, 刘俊, 敬微微, 索永宽, 常世杰, 沙宪政 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.008 异物反应的存在导致植入式葡萄糖传感器难以持续正常工作,壳聚糖具有无毒可降解、生物相容性良好等特性,可作为传感器外层的保护膜以提高设备的生物相容性,但尚不能满足实际需求,希望进一步提高膜材料的生物相容性,为此探究不同浓度的基质胶对多孔壳聚糖膜生物相容性的影响。利用模板浸取法,以硅胶作为致孔剂制作多孔壳聚糖膜(PCSM),在此膜的表面滴涂不同浓度的基质胶(matrigel),蛋白质浓度分别为10、15、20 mg/mL。将单独的PCSM(对照组)与滴涂基质胶的PCSM组(实验组)一同植入到SD大鼠背部的皮下组织。植入7、14、28、42、56、70 d后,取材制备常规石蜡切片并进行苏木精-伊红染色,利用组织形态学和统计学方法(主要运用单因素方差分析和Bonferroni法比较两组数据间的差异),对膜外炎性细胞比、纤维包膜厚度和血管密度等数据进行统计分析,评价材料的生物相容性。形态学观察,植入第7、14 d时,膜材料周围细胞核染色均较深。统计膜外炎性细胞比,滴涂不同浓度基质胶的PCSM组在第7 d时炎性细胞比整体上少于PCSM组,第14 d时这一数值略高于多孔壳聚糖膜组。方差分析结果显示,各组间无明显差异(P>0.05)。第28 d时,纤维包膜开始形成,膜材料周围的炎性细胞减少,一些胶原堆积在膜的表面,并随着时间的延长纤维包膜变得致密;第56和70 d时,纤维包膜厚度降低得较明显,各滴涂基质胶的PCSM组纤维包膜厚度均小于PCSM组。方差分析结果表明,各实验组与对照组间差异显著(P <0.05),运用Bonferroni法进行两两比较后,第42、56、70 d时,对照组与实验组中滴涂基质胶浓度为20 mg/mL的PCSM组差异明显,膜材料靠近皮肤端数据两两组比较的P值分别为0.01、0.035、0.024,靠近肌肉端数据P值分别为0.036、0.047、0.210,其他各组之间两两比较后的差异不显著(P>0.05)。膜外血管密度各浓度组大体随着时间的延长呈现增加的趋势,各实验组与对照组间比较差异不大,但个别数据差异明显,滴涂基质胶的PCSM周围血管密度有的值低于PCSM。整体来看,基质胶能提高多孔壳聚糖膜的生物相容性,进一步提高膜材料的性能。 2019 Vol. 38 (2): 192-200 [摘要] ( 366 ) HTML (1 KB)  PDF (11370 KB)  ( 103 ) 201 应用Triton-x100加丹参酚酸B制备脱细胞血管支架及其血液相容性研究 赵亮, 李霞飞, 李成成, 闫欢欢, 张其清 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.009 应用传统的Triton-x100法与应用Triton-x100和丹参酚酸B法制备脱细胞血管支架,比较这两种支架的理化性质及其血液相容性,展望应用丹参酚酸B后处理脱细胞血管支架在临床上治疗心脑血管疾病方面的应用前景,以及在组织工程血管材料方面的开发空间。选择SD大鼠16只,雄性,鼠龄7周,体质量250 g左右。解剖大鼠,取腹主动脉;随机分为2组,每组8个。用Triton-x100法(Tx组)、Triton-x100加入丹参酚酸B法(Tx-sal 组),加工制成两种脱细胞血管支架。观察脱细胞血管支架的宏观形貌;亲水性实验测定亲水性;体外溶血实验计算体外溶血率;复钙化凝血时间实验测定复钙化凝血时间;血小板黏附实验测定动态凝血时间,以及体外血小板的黏附;补体激活实验测定补体激活程度情况;比较两组脱细胞血管支架的血液相容性。Tx组接触角为76.36°±4.65°,Tx-sal组接触角为71.26°±3.55°,Tx组接触角度数略高于Tx-sal 组,差异无显著统计学意义。Tx-sal 组溶血率为1.5%,Tx组溶血率为2.1%。Tx组复钙化凝血时间为(212±11.32)s,Tx-sal 组复钙化凝血时间为(231±13.53)s,Tx组与Tx-sal 组的复钙化凝血时间差异有显著统计学意义。Tx-sal组相比Tx组延缓了凝血时间,抗凝血性更加优良。Tx-sal 组黏附的血小板数目低于Tx组的相应数目。Tx-sal 组补体激活水平低。与传统的Triton-x100法制备的脱细胞血管支架相比,加入丹参酚酸B后处理的脱细胞血管支架具有更加优良的血液相容性,更适合作为组织工程材料应用于心脑血管疾病的治疗,在临床医学上的应用前景更加广阔。 2019 Vol. 38 (2): 201-207 [摘要] ( 306 ) HTML (1 KB)  PDF (872 KB)  ( 484 ) 208 TiN涂覆的Ti-6Al-4V注入Cu2+后的抑菌性与细胞相容性研究 褚珊珊, 万荣欣, 吕晓飞, 顾汉卿, 彭诚 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.010 在TiN 涂覆的 Ti-6Al-4V表面分别注入一定剂量的Cu2+或Ag+,研究并对比所注入表面的抑菌性和细胞相容性。将L929细胞分别接种于4种材料上:空白对照组——Ti-6Al-4V(钛合金组),阴性对照组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V(TiN组),阳性对照组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V表面注Ag(注Ag组),实验组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V表面注Cu(注Cu组)。通过激光共聚焦观察细胞的骨架形态,通过扫描电镜观察细胞铺展黏附,通过CCK-8检测细胞增殖。将金黄色葡萄球菌液滴到各组样品表面,24 h后通过活菌铺板计数法观察材料表面活菌的菌落数目,用激光共聚焦、扫描电镜观察细菌黏附、形态。接触角检测材料亲水性,XPS检测材料表面元素组成,ICP-MS检测材料目标元素离子析出量。激光共聚焦和扫描电镜:注Ag组和注Cu组细胞较为密集,黏附、铺展充分,可见板状伪足与丝状伪足。CCK-8:接种1、3、5天后,注Ag组和注Cu组细胞与钛合金组以及TiN组相比增殖明显,证明这两组材料没有明显毒性。活菌铺板计数:注Cu组和注Ag组菌落少,抑菌率分别为91％±2％和87％±2％。激光共聚焦和扫描电镜:注Cu组和注Ag组的细菌比钛合金组和TiN组的金黄色葡萄球菌黏附少。细胞壁完整性被破坏,部分细菌破碎。研究表明,TiN涂覆Ti-6Al-4V表面注Cu和注Ag均具有较好的细胞相容性和抑菌性。 2019 Vol. 38 (2): 208-215 [摘要] ( 307 ) HTML (1 KB)  PDF (12890 KB)  ( 101 )        综述 216 基于PET成像的阿尔茨海默病研究进展 王志强, 姚旭峰, 黄钢, DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.011 正电子发射型计算机扫描(PET)和磁共振成像(MRI)是临床中诊断阿尔茨海默病(AD)的常用方法。18F标记的氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG PET)和淀粉样蛋白正电子发射断层扫描(Aβ PET)作为PET中常用的两种诊断技术,在AD的诊断研究中发挥了重要作用。本文从诊断效果评估和辨别痴呆种类两个方面阐述FDG PET和Aβ PET以及联合成像的应用现状,并将PET与MRI相比较,总结两者诊断存在的问题,最后对AD诊断的新进展进行了展望。 2019 Vol. 38 (2): 216-221 [摘要] ( 827 ) HTML (1 KB)  PDF (781 KB)  ( 804 ) 222 人体步态对称性量化评价方法研究进展 林英杰吴建宁, 林丽辉 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.012 步态对称性是人体步态的重要特征之一,客观量化步态对称性是步态分析研究领域广泛关注的热点问题。综述分析近30年相关研究相继提出的基于离散量化分析、连续量化分析和统计量化分析的步态对称性客观量化评价方法,可穿戴、网络化、智能化已成为当前量化评价步态对称性的主要技术特点。探寻新的步态对称性模型、新的步态对称性量化指标,先进的量化评价步态对称性技术手段是当前相关研究亟待解决的关键问题和未来的发展趋势。 2019 Vol. 38 (2): 222-232 [摘要] ( 475 ) HTML (1 KB)  PDF (925 KB)  ( 696 ) 233 老年人骨质疏松运动预防策略研究进展 孙悦婉, 王冬梅, 王玮, 孙璟川 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.013 随着我国老龄化程度的加剧,骨质疏松的发病率正在急剧上升。运动疗法作为骨质疏松的三大治疗和预防手段之一,以其可靠、方便、安全、廉价等特点正在受到越来越多的重视和推广。同时,运动疗法还具有增强老年人肌肉力量、提高平衡能力、改善生活质量等特点,因此正在成为预防骨质疏松的最主要方法。从有氧运动、抗阻运动和振动运动等3个方面系统综述目前运动疗法中普遍使用的方法、效果及其特点,并进行对比和分析;同时本文对运动预防策略中使用的强度与频率进行讨论与总结;最后指出骨质疏松运动预防目前存在的亟需解决的问题,有助于读者进一步深入开展研究。 2019 Vol. 38 (2): 233-239 [摘要] ( 322 ) HTML (1 KB)  PDF (807 KB)  ( 411 ) 240 3D打印钛金属骨科植入物应用现状 甄珍, 王健, 奚廷斐, 刘斌 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.014 3D打印技术近年来在骨科植入医疗器械领域发展迅速,由于其能够根据患者需求个性化地定制植入物形状,并且精确控制植入物的复杂微观结构,从而实现植入物外形和力学性能与人体自身骨的双重适配。生物医用钛及钛合金作为目前骨科植入物的主要原材料,具有优越的生物相容性,与3D打印技术结合,成为各国科学家以及医疗器械厂家研发的热点,促进3D打印钛金属骨科植入物的商业化。针对3D打印钛金属骨科植入物的特点、钛金属粉末要求、已上市产品情况、临床研究、存在的问题以及标准和审评规范等的现状与发展进行论述和展望。 2019 Vol. 38 (2): 240-251 [摘要] ( 524 ) HTML (1 KB)  PDF (15944 KB)  ( 273 )        简讯 252 联合检测生物学标志物对肺栓塞的临床意义 徐慧, 李媛媛, 赵登峰 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2019.02.015 筛选生物学指标在肺栓塞的诊断及病情评估中的最佳组合,并以此为基础建立支持向量机辅助诊断模型。选择肺栓塞患者180例、健康者150例,回顾分析D-二聚体、BNP、PaO2、肌钙蛋白cTnI、肌钙蛋白cTnT、CRP、纤维蛋白原、CK-MB、AST、LDH、CK、血小板分布宽度等12个生物学指标,运用Logistic回归对肺栓塞的生物学指标进行分析,筛选出密切相关的指标,建立支持向量机模型,并与纳入全部变量时所建立的模型进行比较,评价其诊断价值。Logistic回归分析结果显示,D-二聚体、BNP、肌钙蛋白cTnI、纤维蛋白原和血小板分布宽度与肺栓塞密切相关,且单独诊断时诊断价值有限。将联合筛选出的变量建立支持向量机模型,模型的准确度、特异性和敏感性分别为85.0%、90.0%和80.0%,优于纳入全部12项生物学指标所建立的支持向量机模型(准确度、特异性、敏感性分别为70.0%、70.0%和80.0%)。研究表明,纳入D-二聚体、BNP、肌钙蛋白cTnI、纤维蛋白原和血小板分布宽度5项生物学指标所建立的支持向量机模型具有较高的诊断效能,有临床应用潜力。 2019 Vol. 38 (2): 252-256 [摘要] ( 340 ) HTML (1 KB)  PDF (1359 KB)  ( 178 )

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