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基于硅基电极的脑组织微动损伤仿真

中国医学物理学杂志 2018年第1期35卷 120-124页

作者：张丙淑随力上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

目的:为预测脑组织微动损伤和解决植入电极的长期寿命问题,本研究基于硅基微电极进行建模,并对神经电极-脑组织有限元模型进行数值仿真。方法:采用超黏弹性模型描述脑组织材料,研究不同微动模式(纵向和横向)、不同物理耦合度下电极附近... 详细信息

目的:为预测脑组织微动损伤和解决植入电极的长期寿命问题,本研究基于硅基微电极进行建模,并对神经电极-脑组织有限元模型进行数值仿真。方法:采用超黏弹性模型描述脑组织材料,研究不同微动模式(纵向和横向)、不同物理耦合度下电极附近脑组织应变分布。结果:纵向载荷分析显示当摩擦系数μ增加时,脑组织最大von Mises应变呈降低趋势,并且电极尖端附近的组织应变最大,这表明电极与脑组织之间的物理耦合度对脑组织微动损伤有较大影响。增强电极和脑组织间的黏附程度,可以有效减小脑组织损伤。电极尖端的形状也极大地影响着组织的应变大小。横向载荷分析显示X轴方向的载荷产生的脑组织损伤区域大约为60μm,这表明电极之间的间距应大于60μm,否则不同电极产生的组织应变会发生重叠,这对于电极之间理想间距的设计和防止重叠应变形成多余的细胞鞘有着重要的意义。结论:数值仿真模型可以为电极-脑组织界面参数和电极间距设计参数提供参考,从而减少组织损伤,提高电极工作寿命,满足临床应用。

关键词：硅基电极有限元微动组织损伤

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基于眼电信号的人机交互系统研究进展

中国医学物理学杂志 2020年第5期37卷 629-634页

作者：徐晓英随力赵彦富李月如上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

人机交互(HCI)是借助电子计算机技术而发展起来的一门技术科学,同时也是人类与计算机之间相互交流与通信的一种方法。眼电信号(EOG)是一种通过电极记录下来、由眼球视网膜与角膜之间电势差形成的生物电信号,在服务于肢体运动控制障碍患... 详细信息

人机交互(HCI)是借助电子计算机技术而发展起来的一门技术科学,同时也是人类与计算机之间相互交流与通信的一种方法。眼电信号(EOG)是一种通过电极记录下来、由眼球视网膜与角膜之间电势差形成的生物电信号,在服务于肢体运动控制障碍患者方面,由EOG控制的无障碍HCI系统发挥着越来越重要的作用。本研究归纳了EOG控制的HCI系统的建立和发展历程,对眼球运动进行探测的常用方法:搜索线圈法、红外线眼动图法、Purkinje影像追踪法、基于计算机图形学的方法和EOG进行了介绍,总结了EOG控制的HCI系统在残障人医疗辅助以及危险环境下进行作业方面的应用,最后分析了由EOG控制的HCI系统存在的局限性及其未来的发展趋势。

关键词：眼电信号无障碍技术人机交互综述

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超声刺激对神经递质的调节作用

中国医学物理学杂志 2020年第11期37卷 1448-1452页

作者：刘亮随力吴拾瑶杨兰上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

超声刺激可以作为一种安全、无创性的刺激方式。神经递质介导的突触传递,对神经活动至关重要。本文归纳总结超声刺激对神经递质的实验研究、作用机制、特点及在临床神经和精神性疾病治疗中的潜在应用价值。最后对超声刺激调节神经递质... 详细信息

超声刺激可以作为一种安全、无创性的刺激方式。神经递质介导的突触传递,对神经活动至关重要。本文归纳总结超声刺激对神经递质的实验研究、作用机制、特点及在临床神经和精神性疾病治疗中的潜在应用价值。最后对超声刺激调节神经递质的基础及临床研究方面进行了展望。

关键词：超声刺激神经调控神经递质综述

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运动想象重塑脑功能的研究进展

中国医学物理学杂志 2021年第11期38卷 1449-1452页

作者：吴拾瑶随力杨兰刘亮上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

运动想象(MI)指脑演练或模仿特定动作但不伴随实际动作执行的心理过程,MI训练时脑内的一些区域得以激活,脑功能改变类似于实际运动执行时,因此,MI具有重塑脑功能的作用。本研究总结MI重塑脑功能的心理神经肌肉理论模式和镜像神经元理论... 详细信息

运动想象(MI)指脑演练或模仿特定动作但不伴随实际动作执行的心理过程,MI训练时脑内的一些区域得以激活,脑功能改变类似于实际运动执行时,因此,MI具有重塑脑功能的作用。本研究总结MI重塑脑功能的心理神经肌肉理论模式和镜像神经元理论模式、自主MI和基于脑机接口的MI实现方式以及MI重塑脑功能的定性评估和定量评估;进一步归纳近年来MI重塑脑功能在健康人群和患者康复治疗中的研究进展,并提出MI的类别;最后就MI重塑脑功能的未来发展趋势和研究方向进行展望。

关键词：运动想象脑功能脑机接口康复治疗

导电聚合物在生物医学工程领域中的应用及展望

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中国生物医学工程学报 2011年第2期30卷 293-298页

作者：随力琚立华王立英陈萌上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093 复旦大学先进材料实验室上海200433 复旦大学化学系上海200433

导电聚合物因其制备容易、导电性高,具有稳定的化学、电化学特性及较好的生物相容性等特点成为生物材料和组织工程研究领域所关注的焦点之一。概述导电聚合物在药物释放系统、生物效应器、组织工程及生物传感器等领域中的一些应用,并提... 详细信息

导电聚合物因其制备容易、导电性高,具有稳定的化学、电化学特性及较好的生物相容性等特点成为生物材料和组织工程研究领域所关注的焦点之一。概述导电聚合物在药物释放系统、生物效应器、组织工程及生物传感器等领域中的一些应用,并提出导电聚合物应用于生物医学工程领域所面临的挑战及未来的发展趋势和方向。

关键词：导电聚合物药物释放生物效应器组织工程生物传感器

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基于脑电图的脑疲劳检测研究进展

中国医学物理学杂志 2019年第11期36卷 1312-1316页

作者：赵彦富随力李月如上海理工大学医疗器械与食品学院

脑疲劳是指在长时间、高强度脑力劳动过程中出现一系列如头痛、记忆力下降、注意力难以集中等不适症状的现象。脑电图(EEG)是通过电极记录下的脑细胞群的自发性、节律性电位活动,其在脑疲劳检测方面发挥着越来越重要的作用。本研究归纳... 详细信息

脑疲劳是指在长时间、高强度脑力劳动过程中出现一系列如头痛、记忆力下降、注意力难以集中等不适症状的现象。脑电图(EEG)是通过电极记录下的脑细胞群的自发性、节律性电位活动,其在脑疲劳检测方面发挥着越来越重要的作用。本研究归纳了EEG检测脑疲劳的发展历史,对EEG检测脑疲劳的常用指标:α波相对能量、波形组合参数如(α+θ)/β以及Shannon、二阶和三阶的Renyi、Tsallis和Generalized eScort-Tsallis这5种小波熵进行了介绍,总结了EEG在脑疲劳识别以及人因工程方面的应用,最后分析了EEG在检测脑疲劳方面存在的局限性及其未来的发展趋势。

关键词：脑疲劳脑电图小波熵人因工程综述

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硫化氢促进结肠癌细胞的生长

中国药理学通报 2014年第12期30卷 1774-1775页

作者：蔡文杰王艳随力王铭洁上海理工大学医疗器械与食品学院医学基础教研室上海200093 复旦大学上海医学院生理与病理生理学系上海200032

硫化氢（H2S）是一种具有广泛生物学效应的气体信号分子[1]，我们曾报道了H2S具有促血管新生的能力[2-3]，而血管新生可促进肿瘤细胞的增殖和扩散。结肠癌细胞能表达合成H2S的两个酶：胱硫醚-β-合酶（CBS）和胱硫醚一吖一裂解酶（CSE... 详细信息

硫化氢（H2S）是一种具有广泛生物学效应的气体信号分子[1]，我们曾报道了H2S具有促血管新生的能力[2-3]，而血管新生可促进肿瘤细胞的增殖和扩散。结肠癌细胞能表达合成H2S的两个酶：胱硫醚-β-合酶（CBS）和胱硫醚一吖一裂解酶（CSE），其中CSE含量远大于CBS的含量[4]。本实验通过干扰内源性H2S的生成来探讨其对肿瘤生长的影响。

关键词：硫化氢结肠癌细胞增殖移植瘤裸鼠慢病毒

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CT/MRI双模态造影剂的制备及研究进展

中国医学物理学杂志 2018年第2期35卷 219-223页

作者：蔡爱楠随力王君上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

电子计算机断层扫描(CT)用途广泛,常用于解剖学成像,骨成像和肿瘤成像等,但软组织对比度较低。核磁共振成像(MRI)的软组织对比度高,但成像时间长,价格昂贵。将CT成像技术与MRI技术合二为一使其优势互补,可以在短时间内得到更准确的生物... 详细信息

电子计算机断层扫描(CT)用途广泛,常用于解剖学成像,骨成像和肿瘤成像等,但软组织对比度较低。核磁共振成像(MRI)的软组织对比度高,但成像时间长,价格昂贵。将CT成像技术与MRI技术合二为一使其优势互补,可以在短时间内得到更准确的生物信息。如今CT/MRI双模态造影剂相关的综述文献并不是很多。本文在CT/MRI双模态分子影像前驱物的基础上归纳一些制备CT/MRI双模态造影剂的方法,如纳米乳法,表面物理修饰法,表面化学修饰法,氯胺-T碘标记法,氧化还原法,并展望了未来CT/MRI双模态造影剂的发展。

关键词：电子计算机断层扫描核磁共振成像双模态造影剂综述

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低剂量CT的加权总变差重建算法

中国医学物理学杂志 2016年第1期33卷 24-29页

作者：彭彬彬随力黄思佳上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093

针对稀疏投影角度的CT图像重建问题,结合压缩感知理论,提出基于加权迭代支持检测的分块代数重建算法,以较少的投影角度重建出理想的CT图像。首先,针对传统的代数重建技术计算量大、收敛速度慢的问题,提出分块代数重建算法;其次,传统的... 详细信息

针对稀疏投影角度的CT图像重建问题,结合压缩感知理论,提出基于加权迭代支持检测的分块代数重建算法,以较少的投影角度重建出理想的CT图像。首先,针对传统的代数重建技术计算量大、收敛速度慢的问题,提出分块代数重建算法;其次,传统的最小总变差模型会引起图像过度平滑及纹理细节模糊等问题,对此提出一种最小加权总变差算法,即加权迭代支持检测算法,并建立加权迭代支持检测模型;最后,分块代数重建技术与加权迭代支持检测模型交替迭代,使重建结果趋于收敛。本文采用经典的Shepp-Logan体模及实际的脑部CT切片进行重建,以均方根误差作为重建图像的质量评判标准,并与其他重建算法的重建结果进行对比。在经过一定次数的迭代后,基于本文算法的重建图像更贴近原始图像,而且比其他算法更早收敛。实验结果表明,本文算法在重建质量及收敛速度上都优于其他对比算法。

关键词：压缩感知 CT重建稀疏角度重建分块代数重建技术加权迭代支持检测