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2023年 42卷 2期 刊出日期：2023-04-20 论著 综述 简讯 目录        目录 0 第42卷第2期目次 2023 Vol. 42 (2): 0-0 [摘要] ( 75 ) HTML (1 KB)  PDF (261 KB)  ( 190 )        论著 129 联合影像数据集腹部多器官分割方法研究 吴泽静, 陈春晓, 陈志颖, 徐俊琪, 傅雪 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.001 医学影像多器官分割对于手术治疗规划和辅助诊断等临床应用至关重要。目前大多数公开的医学影像数据集都仅对部分器官进行标注,由此建立的分割模型泛化性较差,很难同时满足对多器官的精确自动分割。本研究针对腹部数据集部分器官标注及分割精度较低的问题,构建了基于联合影像数据集的腹部多器官自动分割网络C2F-MSNet。C2F-MSNet分割网络由粗分割和细分割两个阶段构成。在粗分割阶段,利用条件控制模块显式地控制神经网络在多个部分标注的数据集上进行联合训练,并引入注意力模块和深监督策略;在细分割阶段,通过粗分割结果索引细分割区域、引导细分割并构建多尺度细分割网络。在KiTS、Decathlon-liver、Decathlon-spleen和Decathlon-pancreas等4个数据集中的663例CT数据上进行实验,以Dice相关系数(DSC)和豪斯多夫距离(HD)作为分割结果的评判标准,肾脏、肝脏、脾脏和胰腺分割后的DSC分别为0.967、0.964、0.956、0.838,HD分别为12.51、25.02、6.68、12.58。实验结果表明,C2F-MSNet分割网络可以有效解决多标签部分标注的问题,实现联合数据集多器官的精准自动分割。 2023 Vol. 42 (2): 129-138 [摘要] ( 252 ) HTML (1 KB)  PDF (5336 KB)  ( 488 ) 139 基于纵向时间影像动态增强模式分析的乳腺癌新辅助化疗疗效预测 苏天放, 范明, 厉力华 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.002 新辅助化疗由于其较长的治疗周期,对化疗最终疗效早期准确的预测具有重要的临床参考价值。传统影像组学方法由于肿瘤异质性及影像部分容积效应等因素的存在,使得预测的精度难以进一步提高。本研究通过深度影像分解生成不同动态增强模式影像,对深度模式进行分析并基于纵向时间影像特征对新辅助化疗疗效进行预测分析。实验将采集的191例乳腺癌患者影像进行预处理,得到肿瘤和腺体感兴趣区域影像并分别提取影像组学特征,计算纵向时间特征变化率。使用随机森林模型对疗效进行预测分析并结合AUC指标对模型分类性能进行评估分析。结果表明,在分解前原始影像的预测任务中取得0.791的最佳AUC。在影像深度分解实验中,肿瘤影像的纵向模式变化在疗效组别中分布更具显著差异(P<0.01),在不同动态模式影像特征的预测任务中取得0.888的最佳AUC。综上,通过结合多区域影像和纵向时间特征,相比于分解前影像,深度分解后的不同模式影像进一步提升了基于特征水平的疗效预测能力,有望对患者早期诊断和方案调整提供重要的参考依据。 2023 Vol. 42 (2): 139-147 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB)  PDF (4216 KB)  ( 243 ) 148 基于Deep CG的肺部电阻抗成像方法 王子辰, 付荣, 张新宇, 王迪, 陈晓艳 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.003 针对电阻抗图像重建空间分辨率不足问题,基于深度学习理论提出一种共轭梯度快速预重建与深度堆栈式自编码器后处理的电阻抗成像方法(Deep CG)。该方法的核心思想是:融合数值重建算法与深度学习算法,使胸腔内肺部的结构和电导率分布更加精准。首先采用共轭梯度算法进行图像预重建,获得边界电压与胸腔内部电导率分布的预映射关系;再采用深度堆栈式自编码器,将编码和解码层级连接,充分利用不同空间特征信息,实现特征提取和图像重建;最后根据公开的80名临床患者的CT结构图像构建了数据集,采用混合式监督训练方法调参,不仅避免了深度网络中信息流和梯度流弥散问题,而且优化了算法模型。采用图像相对误差、相关系数进行量化指标评价,并与常用的数值图像重建算法和全连接神经网络模型进行对比。结果显示,Deep CG算法的比常用图像重建算法图像和全连接神经网络模型相对误差从0.50和0.24降低到0.11,相关系数由0.80和0.90提高到0.96。该方法获得了空间分辨率高,尤其边界更清晰的电阻抗图像,有望进一步推动EIT技术在临床的应用研究。 2023 Vol. 42 (2): 148-157 [摘要] ( 176 ) HTML (1 KB)  PDF (7143 KB)  ( 98 ) 158 不同模式经颅磁刺激对大鼠工作记忆中局部场电位因果网络连接的影响 郭苗苗, 吉利辉, 张天恒, 王中豪, 徐桂芝 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.004 近年来,非侵入式临床神经调控手段被专家学者们重点关注,其中经颅磁刺激技术能够无创地在大脑皮层中诱导出感应电场,从而调节神经系统功能,其对认知功能的调控作用尤为显著。建立5 Hz重复经颅磁刺激(rTMS)组、间歇性θ节律刺激(iTBS)组和连续性θ节律刺激(cTBS)组大鼠模型,每组6只。记录大鼠在工作记忆任务过程中的局部场电位信号(LFPs)。之后,基于定向传递函数(DTF)分别构建θ和γ频段的局部场电位因果连接网络,并计算各组大鼠的DTF值、平均连接密度、全局效率等因果网络特征参数,结合各组行为学的实验结果,对比分析不同模式经颅磁刺激对大鼠工作记忆的影响。结果表明,关于学会工作记忆行为学任务所需时间,rTMS组[(4.83±1.84) d]和iTBS组[(5.00±1.55) d]大鼠显著低于对照组[(7.83±2.40) d]和cTBS组[(9.33±2.07) d](P<0.05);各组间大鼠LFPs信号θ频段的DTF值无统计学差异(P>0.05),rTMS组和iTBS组大鼠γ频段的DTF值等网络参数均显著高于对照组和cTBS组大鼠(P<0.05)。rTMS刺激模式和iTBS刺激模式有助于增强前额叶皮层神经元集群间γ振荡的信息交互,从而改善工作记忆能力,iTBS以及rTMS对认知功能障碍的改善效果优于cTBS。研究结果可为不同模式经颅磁刺激技术的探索提供参考。 2023 Vol. 42 (2): 158-167 [摘要] ( 138 ) HTML (1 KB)  PDF (5128 KB)  ( 175 ) 168 结合连续小波变换与生成对抗网络的癫痫发作预测 廖家慧, 杨丰, 詹长安, 张利云 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.005 目前半监督深度学习模型已成功用于脑电信号(EEG)的癫痫发作预测,但该模型在EEG预处理方式与半监督模型稳定性等方面还有提升空间。本研究提出一种结合连续小波变换(CWT)与基于梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络(WGAN-GP)的改进方法(CWT-WGAN-GP)。首先对未标记的EEG信号进行CWT获得时频图,并结合特定患者的EEG数据集训练WGAN-GP模型,生成高性能的特征提取器;其次,以经过训练的WGAN-GP的判别器为特征提取器、两个全连接网络层为分类器(预测器),用少量有标记的EEG信号CWT时频图完成分类模型训练;最后,WGAN-GP的判别器与稳定的全连接网络组成半监督深度学习预测模型,用于癫痫发作预测。用CHB-MIT头皮脑电数据集中所筛选的13例患者数据,评估改进的半监督癫痫发作预测模型,并与现有半监督方法相比。该方法在灵敏度、特异性、准确率和AUC指标上分别达到82.69%,67.48%,82.08%和84.03%,将原有的性能指标分别提升14.48%,34.45%, 7.87%和11.4%;CWT-WGAN-GP的预测性能与现有方法的差异具有统计学意义(P<0.05)。CWT与WGAN-GP模型相结合能有效地改善半监督深度学习模型预测性能,在癫痫发作预测中发挥无监督特征提取的优化作用。 2023 Vol. 42 (2): 168-179 [摘要] ( 166 ) HTML (1 KB)  PDF (5379 KB)  ( 296 ) 180 基于流场分布的纤维续跟踪 谢飞, 冯远静, 何建忠, 李茂 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.006 白质纤维跟踪能够重建大脑纤维走向,但由于分辨率的限制使得成像体素呈现出锯齿形边界,导致重建纤维束在白质区域边界提前终止。此外,信号噪声引起的体素内方向信息缺失也同样会导致纤维跟踪过早终止。针对以上问题,本研究提出一种纤维停止点续跟踪算法使纤维跟踪结果更加准确。首先,建立纤维局部结构的流场分布模型,以流场分布表示体素内任意点的纤维方向信息;然后,基于体素流场分布模型计算纤维跟踪停止点的连续性进行纤维续跟踪,得到更为准确的纤维结果。分别采用两组实验数据集(包含25个主要纤维束的ISMRM 2015挑战数据集和一组来自斯坦福大学数据库的临床数据集)对提出的方法进行验证。首先,在模拟数据集上通过Tractometer量化指标对所提出算法进行定量分析,结果表明,该算法的有效连接束数量(VB),有效连接率(VC)和无效连接率(NC)分别为24、51.3%和12.9%,与同为确定型追踪算法的SD_Stream相比,VB提高2束,VC提高19.1%,NC降低22.8%。其次,通过临床数据集对所提出算法进行定性分析,进一步验证所提出算法的有效性。实验结果表明,基于流场分布的纤维续跟踪算法有效避免了纤维跟踪过早终止这一问题,提高了纤维跟踪的有效纤维比例,降低了无连接纤维比例,提升了纤维跟踪结果的准确性。 2023 Vol. 42 (2): 180-188 [摘要] ( 119 ) HTML (1 KB)  PDF (13514 KB)  ( 70 ) 189 基于散射OCT量化表征组织工程中细胞活性分布的研究 卢明, 王玲, 杨珊珊, 徐铭恩 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.007 非侵入且无需标记的细胞活性分布检测在组织工程中具有重要意义。本研究利用散射光学相干层析成像(OCT)技术量化表征三维组织模型中的细胞活性分布,提出优化的深度解析(ODR)散射算法以重建细胞/材料的散射对比增强图像,定量分析散射系数与细胞浓度、存活状态的关联性,表征三维组织内的细胞活性分布。多层样本模型实验结果表明,采用ODR散射算法能够提高样本散射成像的灵敏度和深度;人肝癌细胞C3A和人类真皮成纤维细胞负载的水凝胶实验验证了细胞浓度、细胞活性均和散射系数线性相关,皮尔逊相关系数分别为0.920 7和0.991 3,表明可用散射系数量化表征水凝胶支架中的细胞浓度和细胞存活状态。基于ODR的散射OCT可以无损无标记检测组织工程支架中的细胞活性分布,可对载细胞支架的细胞活性分布开展长期研究,有望成为疾病模型构建、药物筛选和细胞治疗的监测工具。 2023 Vol. 42 (2): 189-200 [摘要] ( 119 ) HTML (1 KB)  PDF (5547 KB)  ( 177 ) 201 再生丝素蛋白膜表面的纳米图案化修饰对细胞黏附和增殖的影响 欧阳秦君, 刘晓娇, 姚响, 张耀鹏 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.008 为了拓展再生丝素蛋白(RSF)生物医用材料在细胞培养和组织修复等生物医学领域中的应用,提高RSF材料的细胞相容性至关重要。本研究采用等离子体刻蚀技术制备了纳米“岛”图案化RSF膜,并进一步考察其对NIH3T3细胞黏附和增殖行为的影响。所有定量检测实验中至少设3个重复样(n≥3)。细胞培养1 d后的显微观察结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰的RSF膜具有更好的黏附形态。CCK-8检测细胞培养1和4 d的吸光度(OD)结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰RSF膜能够明显促进细胞的增殖,且其中刻蚀30 min膜组的吸光度(1.13±0.32)最高,显著高于未修饰的RSF平整膜(0.46±0.03,P＜0.001)。等离子体刻蚀技术可作为一种简便、快捷、可大规模制备的纳米图案化修饰策略用于提高RSF材料的细胞相容性。 2023 Vol. 42 (2): 201-209 [摘要] ( 129 ) HTML (1 KB)  PDF (5998 KB)  ( 184 )        综述 210 基于传感技术的消化道生理参数无线胶囊应用研究进展 虎小煜, 冯洁, 赵霞霞, 黄晓俊 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.009 长期以来,针对消化道生理机制的研究备受瞩目,随着传感器与检测技术的快速发展,为更多获取机体胃肠道内多种生理学信息提供了有效解决方案,其中消化道生理参数无线胶囊成为研发焦点,其适应证也被逐步拓展。该无线胶囊是利用集成传感器的微型装置获取胃肠动力的相关信息,并以此绘制出胃肠动力曲线甚至蠕动模型,为功能性胃肠病诊断及其机制探索提供了更丰富的临床证据。首先,根据无线胶囊检测信息类型的不同,分别阐述其所对应的传感器种类、原理及研究进展;随后,总结目前无线胶囊临床应用的相关研究现状,包括传输胃肠功能相关参数的检测,如pH、温度及压力,以及针对消化道理化环境状态的持续定点监测,还归纳了无线胶囊在肠道气体、菌群及消化酶等检测的功能拓展研究;最后,讨论消化道生理参数无线胶囊研发所面临的挑战和应对策略,以期为后续该领域的研究提供有用的参考信息。 2023 Vol. 42 (2): 210-218 [摘要] ( 156 ) HTML (1 KB)  PDF (913 KB)  ( 678 ) 219 脉冲电场消融在房颤治疗中的应用进展 臧连儒, 季星凯, 章颢, 鄢盛杰, 邬小玫 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.010 房颤是临床中最常见的心律失常之一,对左心房行肺静脉隔离是治疗房颤的有效手段。脉冲电场消融(PFA)是一种采用高电压短持续时间的脉冲电场,以不可逆电穿孔机制对组织造成损伤的新消融技术。针对PFA在房颤治疗领域的应用,首先介绍了PFA的原理,然后根据临床实验的结果,阐述了PFA的优势,如:非热效应;在实现心肌组织有效损伤的同时,降低对心肌邻近组织(如肺静脉、食道、膈神经、血管等)的损伤风险;消融速度快;低接触依赖性等。介绍目前主流的PFA系统及临床应用,以及这些系统对应的消融导管的特点。最后,针对目前PFA应用于房颤治疗尚待解决的问题提出建议,并展望该领域的未来发展方向。 2023 Vol. 42 (2): 219-228 [摘要] ( 175 ) HTML (1 KB)  PDF (4842 KB)  ( 450 ) 229 光热疗法中热休克蛋白的抑制策略及其研究进展 蒙艺灵, 温涛, 许海燕 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.011 光热疗法是在外部光源照射下利用光热剂精准高效杀死肿瘤细胞的疗法,其在实体瘤治疗领域具有广阔的应用前景。然而,近年来研究发现,光热疗法会导致细胞热休克蛋白的异常上调,使细胞的耐热性能增强而影响治疗效果。为了克服热休克蛋白对光热治疗效果的影响,近年来提出了多种解决策略。对光热疗法中依据不同原理采取的热休克蛋白抑制策略及研究进展进行分类,通过主要的典型研究实例进行介绍,包括:在光热治疗体系中加入热休克蛋白抑制剂、阻断肿瘤细胞的糖酵解代谢、诱导产生脂质过氧化物或高活性氧以及对热休克蛋白基因进行干扰和基因敲除等,并对不同策略的优缺点进行比较和总结。最后,对光热治疗系统中热休克蛋白抑制策略的未来发展进行展望,指出使用多方法联合,或设计新型载体和药物是克服现有策略局限性的重要途径。 2023 Vol. 42 (2): 229-234 [摘要] ( 122 ) HTML (1 KB)  PDF (809 KB)  ( 526 ) 235 纳米药物递送在脑缺血再灌注损伤中对炎症反应和氧化应激的治疗及其进展 肖新芋, 高禹, 蒋宁, 彭奇龄 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.012 脑卒中是世界范围内致死率排第二位的疾病,其中80 %为缺血性脑卒中。再灌注损伤是影响脑缺血预后的关键,包括炎症反应和氧化应激等。近年来,功能化纳米药物递送体系因其良好的生物相容性、高效性、强特异性等优势在脑缺血疾病研究中被广泛应用。综述金属纳米递药体系、生物相容纳米递药体系以及高分子纳米递药体系在脑缺血再灌注损伤中抑制炎症反应以及清除氧化应激的研究,并对纳米药物递送体系今后的发展前景进行展望。 2023 Vol. 42 (2): 235-241 [摘要] ( 104 ) HTML (1 KB)  PDF (7157 KB)  ( 198 ) 242 纳米载体用于包载生物活性多肽的研究进展 郑珊珊, 蔡悦, 龚瑜贝, 洪煜璐, 孙漩嵘 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.013 多肽药物因其适应症广、安全性高且疗效显著,已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗。但是,天然多肽进入人体后易被迅速降解并通过血液循环被迅速清除,安全递送是其发挥功效的基础。通过物理包埋、化学键合等手段合成基于多肽的纳米药物系统已解决这一问题的重要手段,具有生物安全性高,生物相容性好,易于修饰等特点,相关的开发研究正逐渐成为热点。综述多肽纳米给药系统的设计进展,总结抗菌肽、抗肿瘤肽、抗炎肽和肽疫苗等用于纳米药物递送的应用成果,展望未来生物活性多肽的临床应用前景,为当前构建负载多肽的纳米药物递送系统的研发提供有益建议。 2023 Vol. 42 (2): 242-251 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB)  PDF (2223 KB)  ( 647 )        简讯 252 含戊二醛聚合牛源HBOC的新型器官保存液对延长大鼠离体心脏保存时间的研究 游可为, 刘嘉馨, 王文刚, 张彦鹏 DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2023.02.014 对于心脏移植,延长供体心脏安全有效保存时限,满足对供/受体错配时间差、异地移植等供心长时间保存和转运的需求十分重要。本研究对含血红蛋白氧载体(HBOC)的新型器官保存液(HBOC保存液)和HTK液对大鼠离体心脏保存后,在血流动力学、心肌酶谱和心肌超微结构等方面的改变进行比较,对HBOC保存液有效延长大鼠离体心脏保存时长进行验证。结果表明,HBOC保存液保存8 h与HTK液保存4 h的大鼠心脏其血流动力学、心肌酶谱、心肌含水量和心肌组织ATP含量的差异均无统计学意义,但比HTK液保存8 h在上述指标均有显著的改善(P＜0.05),光镜观察,HBOC保存液对心肌病理损伤与HTK液相比较轻,说明HBOC保存液可延长大鼠心脏体外保存的安全有效时限。 2023 Vol. 42 (2): 252-256 [摘要] ( 145 ) HTML (1 KB)  PDF (5609 KB)  ( 108 )

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