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径向梯度多孔支架设计与力学性能分析

机械工程学报 2021年第3期57卷 220-226页

作者：高芮宁李祥上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

提出一种基于Gyroid曲面的径向梯度多孔支架的设计方法。通过调节中心孔隙率Pin,边缘孔隙率Pout,和梯度变化率n设计具有相同平均孔隙率,不同孔隙变化率的径向梯度多孔支架。采用有限元法(Finite element method,FEM)分析和力学试验方法... 详细信息

提出一种基于Gyroid曲面的径向梯度多孔支架的设计方法。通过调节中心孔隙率Pin,边缘孔隙率Pout,和梯度变化率n设计具有相同平均孔隙率,不同孔隙变化率的径向梯度多孔支架。采用有限元法(Finite element method,FEM)分析和力学试验方法分别对径向梯度多孔支架和均质多孔支架的力学性能进行研究,并对比其性能的差异。有限元分析结果显示,在平均孔隙率相同的条件下,所设计的径向梯度多孔支架力学性能优于均质多孔支架。平均孔隙率越高,径向梯度多孔支架相对均质多孔支架的力学性能越好;力学试验结果显示,当平均孔隙率为70%时,径向梯度多孔均质多孔支架弹性模量与抗压强度分别为(2.34±0.05)GPa和(67.63±1.33)MPa,径向梯度多孔支架弹性模量与抗压强度分别为(3.96±0.19)GPa和(90.83±3.35)MPa。有限元分析与力学试验共同说明了径向梯度多孔支架比均质多孔支架性能优异。

关键词：三周期极小曲面径向梯度多孔支架有限元法力学性能

脑卒中患者院前无创筛查预测模型的构建与外部验证:一项基于人工智能DeepFM算法的研究

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中华危重病急救医学 2024年第11期36卷 1163-1168页

作者：刘陈钰张策迟元卉马春野张立红陈淑良大连医科大学附属第二医院党政办公室辽宁大连116027 大连医科大学附属第二医院神经内科辽宁大连116027 大连市中心医院介入及神经重症科辽宁大连116027 大连医科大学附属第二医院护理部辽宁大连116027

目的基于人工智能算法构建预测患者脑卒中严重程度的院前无创筛查预测模型,为脑卒中患者及家属提供筛查指导和预警作用,为临床决策提供数据支持。方法采用回顾性研究方式,从大连医科大学附属第二医院医渡云大数据服务器系统中提取就诊... 详细信息

目的基于人工智能算法构建预测患者脑卒中严重程度的院前无创筛查预测模型,为脑卒中患者及家属提供筛查指导和预警作用,为临床决策提供数据支持。方法采用回顾性研究方式,从大连医科大学附属第二医院医渡云大数据服务器系统中提取就诊时间为2001年1月1日至2023年7月31日的脑卒中患者(n=53?793)的临床信息。结合单因素筛选结果以及神经内科高级职称专家意见确定输入变量,输出变量为入院时反映病情严重程度的美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分。采用Python 3.7构建DeepFM算法模型,并同时构建Logistic回归、CART决策树、C5.0决策树、贝叶斯神经网络、深度神经网络(DNN)等5种数据挖掘模型。将原始数据随机分为80%训练集和20%验证集,分别用于训练和测试模型,调整各模型参数,分别计算6种模型的准确度、敏感度、F指数,进行模型的综合评价;绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线)和校准曲线,对比DeepFM模型与其他5种数据发掘模型的预测性能。此外,提取大连市中心医院脑卒中患者(n=1?028)的数据进行模型的外部验证。结果共筛选出14?015例信息完整的脑卒中患者,其中训练集11?212例,验证集2?803例。经单因素筛选后纳入14个指标用于构建模型,即性别、年龄、复发、肢体障碍、面部问题、言语障碍、头部反应、意识障碍、视觉障碍、呛咳吞咽异常、危险因素、家族史、是否吸烟、是否饮酒。DeepFM模型采用两阶交叉特征,DNN层隐藏层层数为3层,使用Dropout丢弃神经网络中的神经元,Rule作为激活函数,各层采用Dense全连接,目标函数为随机梯度下降,迭代次数为15次,训练参数共133?922个。比较6个模型的预测价值,DeepFM模型的准确度为0.951、敏感度为0.992、特异度为0.814、F指数为0.950,曲线下面积(AUC)为0.916;其他5种数据挖掘模型的准确度在0.771~0.780,敏感度在0.978~0.987,F指数在0.690~0.707,AUC介于0.568~0.639。DeepFM模型的校准曲线较其他5种数据挖掘模型更贴合理想曲线。提示DeepFM模型的预测性能最好。对DeepFM模型进行外部验证,其准确度为0.891,说明模型的泛化性能良好。结论基于DeepFM构建的院前无创筛查预测模型能够较为准确地预测脑卒中患者严重程度分级,在脑卒中快速筛查和早期临床决策中具有潜在的应用价值。

关键词：脑卒中人工智能算法院前急救无创筛查 DeepFM模型

利用三维有限元分析根尖切除对上颌中切牙生物力学性能的影响

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医用生物力学 2018年第4期33卷 337-342页

作者：羊茜冉淑君王冬梅刘斌上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学医学院附属第九人民医院牙体牙髓科上海200011 上海市口腔医学重点实验室上海市口腔医学研究所国家口腔疾病临床研究中心上海200011

目的研究根尖切除手术后牙体及牙周应力分布的变化以及牙齿的位移,为临床医师实施根尖手术提供数据支持,提高根尖手术治愈率。方法基于Micro CT图像数据建立正常上颌中切牙及其牙周组织的三维有限元模型。在此基础上仿真根尖周炎和根切... 详细信息

目的研究根尖切除手术后牙体及牙周应力分布的变化以及牙齿的位移,为临床医师实施根尖手术提供数据支持,提高根尖手术治愈率。方法基于Micro CT图像数据建立正常上颌中切牙及其牙周组织的三维有限元模型。在此基础上仿真根尖周炎和根切治疗手术,并建立根尖周炎及不同根切长度（3、4、5、6、7、8 mm）上颌中切牙及其支持组织的三维有限元模型,施加咬合力,通过三维有限元仿真分析,研究术后愈合牙齿的生物力学行为特性,对比分析手术修复的生物力学效果,得到最佳的根尖切除长度。结果根尖切除手术术后,愈合模型降低患牙的应力水平（26.8%）及牙齿动度（7.3%）;随着根切长度的增加,根切达8 mm时,牙齿颈部和牙周膜的应力分别增加11.14%和29.27%,牙槽骨的应力增加83.11%,切面形成的新的根尖处应力相较于正常牙齿相同部位整体上升;牙齿沿长轴的位移也逐渐增大,当根切超过5 mm时,位移水平明显增大（18.39%）。结论根尖切除手术对于难治性根尖周炎患牙的生物力学特性有明显改善,建议临床手术中根尖切除长度范围为3～5 mm,冠根比不低于0.84。

关键词：显微根尖手术中切牙牙周组织生物力学有限元分析

脉冲超声激励下SonoVue微泡的瞬态空化特性

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声学学报 2018年第2期43卷 202-208页

作者：林玉童秦鹏上海交通大学仪器科学与工程系

将SonoVue微泡从临床疾病诊断拓展至治疗引起了诸多研究人员的兴趣。为了平衡治疗效率和生物安全性,深入理解声学参数和SonoVue微泡瞬态空化的关系至关重要。本研究自行制备仿体容器放置SonoVue微泡,使用1 MHz发射换能器激励其产生空化... 详细信息

将SonoVue微泡从临床疾病诊断拓展至治疗引起了诸多研究人员的兴趣。为了平衡治疗效率和生物安全性,深入理解声学参数和SonoVue微泡瞬态空化的关系至关重要。本研究自行制备仿体容器放置SonoVue微泡,使用1 MHz发射换能器激励其产生空化效应,另一个7.5 MHz的聚焦换能器接收声信号,经放大及高速数据采集后送上位机处理。通过深入分析信号的时频域特征,我们提出以宽带信号的能量及其随时间变化曲线的半高宽来表征瞬态空化的剂量（ICD）和相对持续时间（ICP）,并确定：瞬态空化的发生和ICD依赖于峰值负声压,但ICP随峰值负声压的增加而减小;脉冲重复频率和脉冲持续时间都和ICD及ICP正相关;且脉冲持续时间的影响较大。这些结果有望为SonoVue微泡的治疗应用提供理论支持。

关键词： ICD ICP 瞬态空化 SonoVue 脉冲超声

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结合局部信息改进的C-V超声图像分割模型

光电工程 2015年第8期42卷 66-72页

作者：郑伟张晶李凯玄郝冬梅河北大学电子信息工程学院河北保定071002 河北省数字医疗工程重点实验室河北保定071002 河北大学附属医院河北保定071002

针对无边缘主动轮廓模型(Active contours without edges,C-V)难以分割灰度分布不均匀的甲状腺超声图像,本文提出结合局部信息改进的C-V超声图像分割模型。该方法根据局部信息具有不受灰度分布影响的拟合特性,利用图像局部拟合信息构造... 详细信息

针对无边缘主动轮廓模型(Active contours without edges,C-V)难以分割灰度分布不均匀的甲状腺超声图像,本文提出结合局部信息改进的C-V超声图像分割模型。该方法根据局部信息具有不受灰度分布影响的拟合特性,利用图像局部拟合信息构造一种新的速度函数,使速度函数依据图像局部灰度变化控制曲线的演化速率;然后将该速度函数引入到C-V模型中,具有全局分割能力。实验结果表明,本文方法可以实现对灰度分布不均匀的甲状腺肿瘤超声图像的准确分割,且分割效率也有所提高。

关键词：图像分割 C—V模型局部信息速度函数超声图像

结合遗传思想蝙蝠算法甲状腺SPECT-B超图像配准

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光电工程 2015年第12期42卷 67-73,81页

作者：郑伟李凯玄张晶郝冬梅河北大学电子信息工程学院河北保定071000 河北省数字医疗工程重点实验室河北保定071000 河北大学附属医院河北保定071000

为了提高甲状腺肿瘤检出的准确率,将遗传思想中的选择、交叉和变异操作引入蝙蝠算法,提出基于遗传思想蝙蝠算法的甲状腺SPECT-B超图像配准。首先,利用甲状腺SPECT图像与B超图像共有的甲状腺及肿瘤轮廓特征,以改进的梯度归一化互信息为... 详细信息

为了提高甲状腺肿瘤检出的准确率,将遗传思想中的选择、交叉和变异操作引入蝙蝠算法,提出基于遗传思想蝙蝠算法的甲状腺SPECT-B超图像配准。首先,利用甲状腺SPECT图像与B超图像共有的甲状腺及肿瘤轮廓特征,以改进的梯度归一化互信息为相似性测度,以遗传思想蝙蝠算法为优化策略优化配准所需的空间变换参数。实验结果表明,改进的梯度归一化互信息具有高定位精度和较少的局部极值;遗传思想蝙蝠算法提高收敛速度与收敛精度,改进的梯度归一化互信息与遗传思想蝙蝠算法相结合使甲状腺SPECT-B超图像较好地配准。

关键词：图像配准甲状腺肿瘤遗传思想蝙蝠算法梯度归一化互信息

NSST和改进PCNN相结合的甲状腺图像融合

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光电工程 2016年第10期43卷 42-48,55页

作者：郑伟赵成晨郝冬梅河北大学电子信息工程学院河北保定071002 河北省数字医疗工程重点实验室河北保定071002 河北大学附属医院河北保定071002

针对甲状腺B超图像的低对比度和SPECT图像的低空间分辨率的特点,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(NSST)和改进脉冲耦合神经网络(PCNN)相结合的图像融合算法。本文用NSST将两幅经过精确配准的源图像分解,得到低频子带系数以及不同尺... 详细信息

针对甲状腺B超图像的低对比度和SPECT图像的低空间分辨率的特点,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(NSST)和改进脉冲耦合神经网络(PCNN)相结合的图像融合算法。本文用NSST将两幅经过精确配准的源图像分解,得到低频子带系数以及不同尺度和方向的高频子带系数。低频系数采取区域能量取大的融合规则,高频系数采取改进的PCNN算法,将改进的拉普拉斯能量和作为PCNN的输入项,梯度能量作为PCNN的链接强度,利用点火输出幅度总和取大的融合规则选择高频系数,最后通过NSST逆变换得到融合图像。实验结果表明,本文所提出的算法在主观视觉和客观标准上均取得良好的效果。

关键词：图像融合甲状腺肿瘤非下采样Shearlet变换脉冲耦合神经网络

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纳米抗体作为结晶伴侣的应用

中国生物化学与分子生物学报 2021年

作者：陈璐贾凌云姬芳玲大连理工大学生物工程学院生物医学吸附材料研究室

蛋白质晶体X射线衍射是获得蛋白质结构及研究蛋白质功能的主要结构生物学方法之一。然而，大分子X射线晶体学的主要瓶颈是高衍射质量蛋白质晶体的制备，尤其对于动态或者复杂生物大分子体系，例如膜蛋白质、瞬时多蛋白质组装体、瞬时构... 详细信息

蛋白质晶体X射线衍射是获得蛋白质结构及研究蛋白质功能的主要结构生物学方法之一。然而，大分子X射线晶体学的主要瓶颈是高衍射质量蛋白质晶体的制备，尤其对于动态或者复杂生物大分子体系，例如膜蛋白质、瞬时多蛋白质组装体、瞬时构象不稳态以及内在无序蛋白质，衍射晶体的制备极其困难。在驼科动物中发现的天然缺失轻链的重链抗体（HcAbs）的可变区组成的单域抗体，称作纳米抗体（nanobodies，Nbs或VHH）。近年来，纳米抗体成功地作为辅助复杂生物大分子结晶的结晶伴侣，获得了多种高分辨率生物大分子的晶体结构。同样，纳米抗体作为新型冠状病毒关键S蛋白的结晶伴侣，不仅捕获了S蛋白特殊构象的结构，同时也发现了结合的纳米抗体作为中和抗体治愈新型冠状病毒肺炎的可能。本文主要综述纳米抗体作为蛋白质结晶伴侣的非共价复合物结晶技术，阐述并展望了这一技术的未来发展。

关键词：蛋白质结晶蛋白质复合物结晶纳米抗体结晶伴侣

合并喉气道病变的CHARGE综合征人工耳蜗植入

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同方期刊数据库

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临床耳鼻咽喉头颈外科杂志 2021年第11期35卷 1018-1023页

作者：陈芳李为徐宏鸣倪坤范文焱李晓艳上海市儿童医院上海交通大学附属儿童医院耳鼻咽喉头颈外科上海200062 唐山市妇幼保健院耳鼻咽喉科

目的:探讨同期行喉气道病变外科干预和人工耳蜗植入的CHARGE综合征患儿的临床疗效,为合并喉气道病变CHARGE综合征患儿的人工耳蜗植入治疗提供临床证据。方法:回顾性总结5例CHARGE综合征患儿临床资料,其中2例患儿为同期行喉气道病变外科... 详细信息

目的:探讨同期行喉气道病变外科干预和人工耳蜗植入的CHARGE综合征患儿的临床疗效,为合并喉气道病变CHARGE综合征患儿的人工耳蜗植入治疗提供临床证据。方法:回顾性总结5例CHARGE综合征患儿临床资料,其中2例患儿为同期行喉气道病变外科干预和人工耳蜗植入手术治疗,1例采用喉狭窄球囊扩张术+左侧人工耳蜗植入术,1例采用声门上成形术+右侧人工耳蜗植入术。结果:2例患儿接受喉气道外科干预同期人工耳蜗植入术后恢复良好;另外3例极重度感音神经性聋的CHARGE综合征患儿在前期接受畸形矫正手术的基础上行人工耳蜗植入术。5例患儿均伴有CHD7基因突变。结论:对于合并喉气道病变的CHARGE综合征患儿,采用喉气道病变外科干预同期人工耳蜗植入安全且有效。

关键词： CHARGE综合征喉气道病变耳蜗植入术