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Applications of advanced signal processing and machine learning in the neonatal hypoxic-ischemic electroencephalography

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Neural Regeneration Research 2020年第2期15卷 222-231页

作者： Hamid Abbasi Charles P.Unsworth Department of Engineering Science The University of Auckland

Perinatal hypoxic-ischemic-encephalopathy significantly contributes to neonatal death and life-long disability such as cerebral palsy. Advances in signal processing and machine learning have provided the research community with an opportunity to develop automated real-time identification techniques to detect the signs of hypoxic-ischemic-encephalopathy in larger electroencephalography/amplitude-integrated electroencephalography data sets more easily. This review details the recent acHIEvements, performed by a number of prominent research groups across the world, in the automatic identification and classification of hypoxic-ischemic epileptiform neonatal seizures using advanced signal processing and machine learning techniques. This review also addresses the clinical challenges that current automated techniques face in order to be fully utilized by clinicians, and highlights the importance of upgrading the current clinical bedside sampling frequencies to higher sampling rates in order to provide better hypoxic-ischemic biomarker detection frameworks. Additionally, the article highlights that current clinical automated epileptiform detection strategies for human neonates have been only concerned with seizure detection after the therapeutic latent phase of injury. Whereas recent animal studies have demonstrated that the latent phase of opportunity is critically important for early diagnosis of hypoxic-ischemic-encephalopathy electroencephalography biomarkers and although difficult, detection strategies could utilize biomarkers in the latent phase to also predict the onset of future seizures.

关键词： advanced signal processing aEEG automatic detection classification clinical EEG fetal HIE hypoxic-ischemic encephalopathy machine learning neonatal seizure real-time identification review

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Discrimination of HIE and HIEsho using toe blood pressure in young women

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Journal of Integrative Medicine 2016年第6期14卷 436-446页

作者： Takashi Kimura Toyoko Asami Department of Physical Therapy Aso Rehabilitation College Graduate School of Medicine Saga University Department of Rehabilitation Medicine Saga University Hospital

OBJECTIVE： In Western medicine, HIE （cold sensation） is thought as a subjective complaint. Consequently, despite women＇s complaints of health problems due to HIE, such as distress and decreased quality of life, it is not diagnosed as a disease or given active treatment. However, HIE sometimes requires emergency treatment or is a symptom of other disorders. Thus, diagnosing HIE and eliminating distress due to HIE are clinically significant. This research aimed to discriminate between HIE and HIEsho （cold disorder） and quantify HIE by using objective assessments in addition to subjective assessments. METHODS： A questionnaire was administered to 159 healthy young women without any underlying disease that could cause HIE, followed by assessment of vascular function. These data were examined through exploratory factor analysis, exploratory cluster analysis, and multivariate logistic analysis. Two- and three-group comparisons were made using the Mann-Whitney test and KruskaI-Wallis test, respectively, followed by multiple comparisons using Scheffe＇s method.RESULTS： The HIE （including HIEsho） and normal groups comprised 81 （51%） and 78 （49%） subjects, respectively. The questionnaire was a low reliability screening method for determining the severity of HIE symptoms. As an index of discrimination of HIE and HIEsho, we determined the toe-brachial index （TBI） to be 0.81 and toe systolic blood pressure （SBP） to be 87.73 mmHg with a linear function （TBI=0.007 5xtoe SBP＋0.152, adjusted R2=0.829, F（1,79）=388.79, P〈0.001）. CONCLUSION： Toe SBP and TBI were suggested to be capable of discriminating and quantifying symptoms when used in combination with a questionnaire.

关键词： HIEsho HIE toe blood pressure toe-brachial index Kampo medicine

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A time for cocktails and inclusion

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Neural Regeneration Research 2018年第6期13卷 987-988页

作者： Shenandoah Robinson Frances J.Northington Lauren L.Jantzie Division of Pediatric Neurosurgery Johns Hopkins University School of Medicine Division of Neonatology Department of Pediatrics Johns Hopkins University School of Medicine Departments of Pediatrics and Neurosciences University of New Mexico School of Medicine

Perinatal brain injury（PBI）is one of the most important causes of lifelong deficits in cognition,behavior,social interaction and motor skills,as well as epilepsy.PBI encompasses,but is not limited to,hypoxic-ischemic encephalopathy（HIE）,intraventricular hemorrhage,periventricular leukomalacia and encephalopathy of prematurity.

关键词： PBI www HIE EPO A time for cocktails and inclusion

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高IgE综合征合并弥漫大B细胞淋巴瘤一例报告并文献复习

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中华血液学杂志 2020年第10期41卷 865-868页

作者：张梅张薇张莹张岩北京市隆福医院血液科北京100010 中国医学科学院、北京协和医学院北京协和医院血液科北京100730

高IgE综合征(HIES)是一种罕见的原发性免疫缺陷病,有免疫系统、骨骼、牙齿等多系统异常。HIES常伴发恶性肿瘤,其中淋巴瘤为常见类型之一,但由于本病发病率低,相关报道少见。现将我院收治的一例HIES合并弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者的... 详细信息

高IgE综合征(HIES)是一种罕见的原发性免疫缺陷病,有免疫系统、骨骼、牙齿等多系统异常。HIES常伴发恶性肿瘤,其中淋巴瘤为常见类型之一,但由于本病发病率低,相关报道少见。现将我院收治的一例HIES合并弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者的诊疗过程报道如下,并进行相关文献复习。

关键词：弥漫大B细胞淋巴瘤高IgE综合征原发性免疫缺陷病 HIE 诊疗过程免疫系统文献复习恶性肿瘤

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Electroencephalography studies of hypoxic ischemia in fetal and neonatal animal models

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Neural Regeneration Research 2020年第5期15卷 828-837页

作者： Hamid Abbasi Charles P.Unsworth Department of Engineering Science the University of Auckland

Alongside clinical acHIEvements,experiments conducted on animal models (including primate or non-primate) have been effective in the understanding of various pathophysiological aspects of perinatal hypoxic/ ischemic encephalopathy (HIE).Due to the reasonably fair degree of flexibility with experiments,most of the research around HIE in the literature has been largely concerned with the neurodevelopmental outcome or how the frequency and duration of HI seizures could relate to the severity of perinatal brain injury,following HI insult.This survey concentrates on how EEG experimental studies using asphyxiated animal models (in rodents,piglets,sheep and non-human primate monkeys) provide a unique opportunity to examine from the exact time of HI event to help gain insights into HIE where human studies become difficult.

关键词： animal models automatic detection clinical EEG fetal HIE hypoxic-ischemic encephalopathy neonatal non-human primates review seizure

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急性心肌炎致缺血缺氧性脑病患者的康复治疗一例

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中华物理医学与康复杂志 2021年第6期43卷 550-552页

作者：陈凯安徽省合肥市第二人民医院康复医学科合肥230038

急性心肌炎起病急骤,可迅速出现严重的血流动力学障碍,患者存活率极低[1]。缺血缺氧性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)是由各种原因(心脏骤停、一氧化碳中毒、子痫、溺水、电击、中暑、过敏等)引起的脑组织缺血缺氧性损伤,... 详细信息

急性心肌炎起病急骤,可迅速出现严重的血流动力学障碍,患者存活率极低[1]。缺血缺氧性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)是由各种原因(心脏骤停、一氧化碳中毒、子痫、溺水、电击、中暑、过敏等)引起的脑组织缺血缺氧性损伤,可遗留多种功能障碍[2]242-244。急性心肌炎幸存者可因心脏泵衰竭导致HIE[3],此类患者由于病死率高且康复治疗风险大,其研究甚少。我科于2019年12月19日收治一例急性心肌炎致HIE患者康复效果满意,现报道如下。

关键词：缺血缺氧性脑病急性心肌炎血流动力学障碍患者存活率心脏泵衰竭一氧化碳中毒 HIE 心脏骤停

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HIE患儿血清tau蛋白、ACTA及尿酸表达与其病情、神经发育预后的关系

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西部医学 2022年第5期34卷 735-738,743页

作者：杨粉党晓平贾毅孟远翠郑玲芳陈伟国张东平西安医学院第二附属医院陕西西安710038

目的研究新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)患儿血清tau蛋白、外源性激活素A(ACTA)及尿酸(UA)表达与其病情、神经发育预后的关系。方法收集2017年2月~2019年12月于我院诊治的108例HIE患儿为研究组,另选取同期健康的新生儿98例作为对照组。比较... 详细信息

目的研究新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)患儿血清tau蛋白、外源性激活素A(ACTA)及尿酸(UA)表达与其病情、神经发育预后的关系。方法收集2017年2月~2019年12月于我院诊治的108例HIE患儿为研究组,另选取同期健康的新生儿98例作为对照组。比较两组tau蛋白、ACTA及UA水平;对比不同病情、不同神经发育预后[采用格赛尔发育量表(Gesell)评估]HIE患儿tau蛋白、ACTA及UA水平,绘制ROC曲线分析上述因子水平对HIE患儿神经发育预后不良的预测价值。结果研究组tau蛋白、ACTA及UA水平较对照组高(PHIE患儿tau蛋白、ACTA及UA水平比较:重度>中度>轻度(P>0.05);108例HIE患儿中,神经发育预后良好84例(77.78%),神经发育预后不良24例(22.22%),神经发育预后良好组tau蛋白、ACTA及UA水平明显低于神经发育预后不良组(PHIE患儿神经发育预后不良具有高预测价值,其中以联合检测的曲线下面积最大,为0.745;单项检测中以tau蛋白的曲线下面积最大,为0.658。结论HIE患儿血清tau蛋白、ACTA及UA呈高表达,可能与HIE患儿病情、神经发育预后密切相关,检测上述因子水平有助于评估患儿神经发育预后。

关键词： tau蛋白 HIE ACTA UA 神经发育预后

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褪黑素在HIE中促进小胶质细胞的神经保护作用

褪黑素在HIE中促进小胶质细胞的神经保护作用

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作者：陈秀洋山东大学

学位级别：硕士

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是新生儿死亡和神经功能障碍的主要原因。在缺血缺氧性脑损伤(HIBD)中,继发于缺血缺氧(HI)的二次损伤加重了病情的进展和恶化,是HIBD急性期梗死灶扩大的主要原因。已有很多研究显示小胶质细胞在HIE中发挥“双... 详细信息

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是新生儿死亡和神经功能障碍的主要原因。在缺血缺氧性脑损伤(HIBD)中,继发于缺血缺氧(HI)的二次损伤加重了病情的进展和恶化,是HIBD急性期梗死灶扩大的主要原因。已有很多研究显示小胶质细胞在HIE中发挥“双刃剑”效应,而缺血缺氧导致的过度激活的小胶质细胞分泌大量的炎症介质如白介素、TNF-α、COX2和iNOS等,这些炎症介质会引起神经元出现内质网应激乃至凋亡,从而在原发性HI损伤基础上使得损害扩大和严重。褪黑素是松果体在夜间分泌的一种免疫调节剂,其功能复杂多样,关于褪黑素在HIBD中发挥的保护作用已经被大量研究证明。在本研究中,我们证明褪黑激素不仅可以直接提高神经元对HIBD的抵抗力,还可以通过调节小胶质细胞的特性来减少HI引起的继发性损伤。褪黑素可以通过抑制小胶质细胞的过度激活和限制炎症介质的浸润发挥治疗作用;在此基础上,褪黑素可以降低HIBD患者的内质网应激、氧化应激和细胞凋亡。因此,在HIE的急性期,褪黑激素可以通过直接保护和减轻继发性损伤两种途径,来达到既缩小梗塞范围,又推迟梗塞病情进展的治疗效果。通过这样,褪黑素可以推迟HIBD的病情进展,有效的延长了治疗时间窗。

关键词： HIE 褪黑素小胶质细胞炎症内质网应激细胞凋亡

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高压氧配合丁苯软胶囊治疗慢性缺血缺氧性脑病的疗效分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）医药卫生 2024年第4期 0025-0028页

作者：陈雪峰陈莉上海市第二康复医院医用氧舱科上海200441

分析在慢性缺血缺氧性脑病(HIE)治疗中,应用高压氧联合丁苯酞软胶囊治疗的效果。方法限定时间2020.11-2023.10;限定人群:HIE患者1231例。抛硬币法分设组别,进行高压氧、丁苯酞治疗。比较治疗效果。结果分析组治疗效果较参比组佳(P<0.... 详细信息

分析在慢性缺血缺氧性脑病(HIE)治疗中,应用高压氧联合丁苯酞软胶囊治疗的效果。方法限定时间2020.11-2023.10;限定人群:HIE患者1231例。抛硬币法分设组别,进行高压氧、丁苯酞治疗。比较治疗效果。结果分析组治疗效果较参比组佳(PHIE患者,联合高压氧与丁苯酞治疗,于临床疗效提升有显著增益。

关键词： HIE 高压氧丁苯酞临床疗效效果

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6-姜酚在新生小鼠缺氧缺血性脑损伤中的作用及机制研究

6-姜酚在新生小鼠缺氧缺血性脑损伤中的作用及机制研究

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作者：赵曼山东大学

学位级别：硕士

研究背景新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic ischemic encephalopathy HIE）是指由脑部缺氧缺血造成的脑部损伤,是新生儿死亡和致残的主要原因,幸存者多出现智力发育迟缓和运动功能障碍等神经系统后遗症。目前,除亚低温治疗外,尚无特异的... 详细信息

研究背景新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic ischemic encephalopathy HIE）是指由脑部缺氧缺血造成的脑部损伤,是新生儿死亡和致残的主要原因,幸存者多出现智力发育迟缓和运动功能障碍等神经系统后遗症。目前,除亚低温治疗外,尚无特异的有效治疗方法,临床多采用支持对症治疗,其目的为阻断缺氧缺血原发损伤及减轻或避免继发性脑损伤,主要包括维持适当的通气和氧合,维持适当的脑血流灌注,维持适当血糖水平,适量限制液体入量,预防脑水肿等,以上措施为HIE的非特异性基础治疗且治疗效果欠佳。因此,探寻新的有效治疗方法至关重要。HIE会导致一系列的病理生理变化包括神经细胞凋亡和坏死,小胶质细胞激活,兴奋性毒性,氧化应激和线粒体功能障碍等等,同时,作为大脑常驻免疫细胞的小胶质细胞活化后会释放促炎介质,造成神经细胞的继发性死亡甚至髓鞘损伤,而髓鞘损伤是白质损伤的主要病理变化,且白质损伤与患儿长期运动和认知障碍密切相关。因此,减轻HIE后炎症反应,促进神经细胞存活并减轻髓鞘损伤对HIE后脑损伤的恢复具有重要意义。目前,传统中药在疾病应用中日益广泛。生姜作为一种传统中药,具有解表散寒,温中止呕,温肺止咳的功效,在临床上应用广泛。已有多种研究表明其在心血管系统疾病、消化系统疾病及中枢神经系统疾病等方面均有一定治疗作用。6-姜酚（6-gingerol）是一种生姜提取物,是生姜发挥药理活性的最主要成分之一,在新鲜生姜根茎中可大量获得。研究证实,其具有低毒性,可通过血脑屏障,具有广泛的药理活性,在抗肿瘤、抗氧化应激、抗炎、抗细胞凋亡等方面发挥重要作用。然而,其在治疗新生儿HIE中的作用和分子机制需要进一步研究。研究目的:探究6-姜酚能否减轻小鼠HIE后脑损伤进而改善HIE后神经行为障碍并探讨其作用机制,为HIE的临床治疗提供新的有效方法。研究方法1.HIE造模选择7日龄昆明幼仔作为实验对象,采用Rice-Vannucci造模方法。实验组（HIE组）小鼠麻醉后仰卧位固定,切皮后剥离右侧颈总动脉进行血管结扎,结扎后小鼠回窝休息1h,然后小鼠置于含5%二氧化碳、9%氧气、86%氮气的37℃低氧培养箱中进行90min缺氧。假手术组（Sham组）仅剥离右侧颈总动脉,不结扎血管也不进行缺氧处理。2.实验分组将7日龄昆明幼仔随机分成三组:Sham组、HIE组和HIE+6-姜酚组（HIE+6G组）,HIE造模前24h通过腹腔注射6-姜酚,同时在HIE造模后1d、2d和3d分别进行6-姜酚注射。Sham组和HIE组注射相应体积的无菌生理盐水。3.检测方法3.1脑组织形态检测采用TTC（2,3,5-三苯基四唑氯）染色法检测小鼠脑缺血损伤面积。分别用 HE 染色、Nissl 染色、TUNEL 染色、IL-1β Iba-1、TNF-α Iba-1、MBP、PDGFRαOlig2、APC Olig2、active Caspase3 Olig2免疫荧光染色和LFB染色检测6-姜酚对HIE后脑损伤、神经细胞凋亡、小胶质细胞激活、髓鞘碱性蛋白（MBP）表达、少突胶质细胞分化和凋亡及髓鞘损伤的影响。通过测量脑重检测小鼠长期脑萎缩情况。3.2脑组织分子水平检测Western Blot检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax和Cleaved PARP I,炎症因子IL-1β和TNF-α,MBP,组蛋白和炎症相关信号通路蛋白的表达。qPCR检测炎症因子IL-1β和TNF-α的表达。3.3小鼠行为学检测采用负趋地性反射实验、翻正反射实验和后肢悬吊实验评估小鼠短期神经反射和运动能力。通过旋转棒实验和开放旷场实验评估小鼠长期运动功能。研究结果一、6-姜酚减轻HIE后脑缺血和脑组织形态学损伤分别选用不同浓度6-姜酚（1 mg/kg、2 mg/kg和4 mg/kg）进行实验。TTC染色结果显示,2 mg/kg和4 mg/kg 6-姜酚均能减少脑缺血面积（P＜0.05）,但两者无显著差异。因此,选择2mg/kg 6-姜酚作为标准浓度。HE染色结果显示,HIE后小鼠大脑皮层和海马出现明显的细胞水肿和坏死。药物治疗后水肿、坏死程度明显减轻。二、6-姜酚可改善HIE后小鼠短期神经反射小鼠行为学结果显示,HIE组小鼠表现为负趋地性反射时间和翻正反射时间增加（分别为P＜0.001,P＜0.0001）,治疗组小鼠反射时间分别较HIE组小鼠缩短（分别为P＜0.05,P＜0.01）。在后肢悬吊实验中,HIE组悬吊时间略短于Sham组（P＜0.0001）,而6-姜酚治疗组悬吊时间较HIE组有所增加（P＜0.01）。三、6-姜酚减轻HIE后神经细胞凋亡并调控凋亡相关蛋白的表达尼氏染色结果显示,HIE后皮层和海马区细胞水肿、坏死、尼氏体减少明显,6-姜酚治疗可降低损伤程度。同时,利用TUNEL免疫荧光染色进一步评估细胞凋亡,结果显示HIE后小鼠患侧皮层TUNEL阳性（TUNEL+）细胞数量增加（P＜0.0001）,

关键词： 6-姜酚 HIE 细胞凋亡神经炎症少突胶质细胞

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