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激光技术在血栓消融中的应用与进展

中国激光 2022年第19期49卷 199-210页

作者：付博赵小丽张晗徐立军北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100191

激光具有高亮度、高方向性、高能量、高光束质量等优点,已被广泛应用于工业、传感、通信和医疗等领域,尤其是在医学领域已被用于治疗血管疾病。血栓是一种严重的血管疾病,发病机理较为复杂。血栓会导致血管内血液堵塞,器官供血不足,严... 详细信息

激光具有高亮度、高方向性、高能量、高光束质量等优点,已被广泛应用于工业、传感、通信和医疗等领域,尤其是在医学领域已被用于治疗血管疾病。血栓是一种严重的血管疾病,发病机理较为复杂。血栓会导致血管内血液堵塞,器官供血不足,严重危害人体生命健康。激光技术的快速发展推动了激光医疗的研究进展,脉冲激光以其较高的重复频率、高能量、高峰值功率等优点,在治疗血栓方面具有广阔的应用前景。激光作用于血栓主要通过其与生物组织之间发生的光化学效应、光热效应和光机械效应实现激光溶栓。本文综述了激光在血栓消融方面的应用现状,主要从体外及临床治疗方面进行总结,归纳了激光溶栓的应用进展以及未来可能的发展方向。

关键词：激光技术血栓消融光化学效应光热效应光机械效应

神经嵴细胞和神经嵴病及其致病机制的研究进展

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遗传 2022年第2期44卷 117-133,I0001页

作者：蒋卓远查艳石小峰张永彪北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100000 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100000 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100000 工信部大数据精准医疗重点实验室北京100000

神经嵴细胞(neural crest cells,NCCs)是一类脊椎动物特有的可迁移的多能干细胞,其可分化为软骨细胞、神经元和黑色素细胞等多种类型细胞。NCCs的形成、迁移和分化受到严格调控,任何扰乱NCCs发育的因素都可导致胚胎发育畸形。由神经嵴... 详细信息

神经嵴细胞(neural crest cells,NCCs)是一类脊椎动物特有的可迁移的多能干细胞,其可分化为软骨细胞、神经元和黑色素细胞等多种类型细胞。NCCs的形成、迁移和分化受到严格调控,任何扰乱NCCs发育的因素都可导致胚胎发育畸形。由神经嵴细胞发育异常所导致的一系列疾病统称为神经嵴病(neurocristopathies,NCPs)。NCPs种类繁多且表型复杂,可累及人体多个部位(颅面部、心脏、肠胃和皮肤等),严重危害患者的身体机能和心理健康。NCPs占所有出生缺陷患儿的1/3,遗传因素是导致NCPs的主要风险因素,但环境风险因子以及基因–环境交互作用异常也可导致NCPs。本文对神经嵴细胞和神经嵴病及其致病机制进行综述,为系统认知神经嵴细胞发育以及神经嵴病提供参考,为了解神经嵴病的病因以及开展有效防控提供科学支撑。

关键词：神经嵴细胞神经嵴病基因调控网络风险因素发病机制

以共研一架飞机为牵引的跨学科创新人才培养模式探索

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高等工程教育研究 2023年第2期 38-44页

作者：罗明强北京航空航天大学航空科学与工程学院

随着“中国制造2025”的到来和日益多样化、精细化、定制化的工业需求,各大高校正逐步形成各具特色的跨学科创新人才培养模式,这既是响应国家战略发展需求,也是提升高校竞争力的内在需要。但受限于课程、专业、学院、高校“四层壁垒”,... 详细信息

随着“中国制造2025”的到来和日益多样化、精细化、定制化的工业需求,各大高校正逐步形成各具特色的跨学科创新人才培养模式,这既是响应国家战略发展需求,也是提升高校竞争力的内在需要。但受限于课程、专业、学院、高校“四层壁垒”,导致资源整合困难、跨学科组织受阻、信息交流滞后等问题。本文结合航空航天发展新阶段对人才培养的需要,提出了以共研一架飞机为牵引的跨学科创新人才培养模式,并以“飞机总体设计”教学为例进行了探索与实践,提出了“一牵引、一支撑、两结合”的教学创新总体思路和四项创新人才培养举措。实现了教育教学的“三个提升”,推动形成了航空航天乃至新工科发展新阶段的跨专业创新人才培养模式。

关键词：跨学科飞机总体设计创新人才培养模式共研一架飞机

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增强子调控癌症发生发展的机制研究

遗传 2022年第4期44卷 275-288页

作者：漆思晗王棨临张俊有刘倩李春燕北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室北京100191

增强子是一段具有转录调控功能的DNA序列,主要通过顺式调控方式发挥作用。由于增强子及其调控基因在位置和距离上的不确定性,大大增加了研究增强子作用机制的复杂性和困难性。越来越多的证据表明,增强子与癌症等疾病的发生发展密切相关... 详细信息

增强子是一段具有转录调控功能的DNA序列,主要通过顺式调控方式发挥作用。由于增强子及其调控基因在位置和距离上的不确定性,大大增加了研究增强子作用机制的复杂性和困难性。越来越多的证据表明,增强子与癌症等疾病的发生发展密切相关,因此开展癌症相关增强子的研究,将有助于全面解析癌症发病机制,并推动抗肿瘤药物的高效研发,具有重要的社会意义和经济价值。目前对于增强子的鉴定不充分,增强子在癌症和其他疾病中的发生发展调控机制尚未得到完整的解析。本文主要对增强子和超级增强子及其特性进行介绍,并在全基因组水平上对增强子的预测和鉴定进行了描述,最后总结了近年来增强子在癌症等疾病发生过程中所发挥的调控作用,从而为未来解析增强子调控机制以及癌症的诊断和治疗提供参考。

关键词：增强子超级增强子癌症调控机制

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飞行过程中头盔对飞行员颈部损伤的影响

北京航空航天大学学报 2022年第9期48卷 1818-1826页

作者：王丽珍刘景龙赵彦鹏卜伟平柳松杨樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100083 北京航空航天大学北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083 北京航空航天大学生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100083 空军特色医学中心北京100142 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100083

为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用... 详细信息

为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用下的颈部损伤风险进行了评估。结果表明:所建立的头颈部模型与实验结果较为吻合,可以用来进行仿真模拟分析;相同飞行工况下,B头盔的佩戴使得头部质心前移,增加了颈部前屈时斜方肌的肌肉力;对于同一颈椎节段,B头盔的轴向压缩力最大,而C头盔导致的后伸力矩最大;在所有的计算工况中,上下颈椎的颈部损伤指数N均小于0.5,满足航空领域的安全要求;B头盔和C头盔的质量相近,而B头盔质心位置靠前,C头盔靠后,说明头盔质心的前后位置会对颈部的损伤产生重要影响。研究结果可为飞行员头盔的设计优化及其对颈部损伤的影响提供研究支撑。

关键词：飞行员头盔头颈部多刚体动力学模型损伤分析

微核组学可视化分析与人工智能检测策略的研究进展

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中华预防医学杂志 2022年第3期56卷 391-396页

作者：王保民胡耿胡丽华陈丹安羽李呈贾光胡贵平北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100191 北京大学第一医院北京100034 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京大学公共卫生学院北京100191

微核组学试验可综合展示DNA损伤与修复、染色体断裂或丢失、细胞生长抑制等多种有害结局终点,具有快速、简便、经济等特点。其不仅被广泛应用于综合评估外源性化学物质的遗传作用类型和模式,还在癌症人群的高风险筛查和风险评估中具有... 详细信息

微核组学试验可综合展示DNA损伤与修复、染色体断裂或丢失、细胞生长抑制等多种有害结局终点,具有快速、简便、经济等特点。其不仅被广泛应用于综合评估外源性化学物质的遗传作用类型和模式,还在癌症人群的高风险筛查和风险评估中具有重要意义。然而,传统的微核组学图像计数方法(人工镜检计数、流式细胞仪计数、计算机图像分析系统)存在耗时长、准确度低,花费大等特点,不能满足当前大规模、多指标、快速化、高精度以及可视化的分析要求。近年来,随着大数据精准医疗时代的快速发展,基于机器学习的新型微核组学可视化分析与深度学习的检测策略展现出很好的应用前景。本综述在分析微核组学的应用价值的基础上,对微核图像传统和新型人工智能计数进行了系统的比较,并对微核图像检测的未来方向进行了初步探讨。

关键词：基因组学人工智能生物学标记微核可视化分析

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基于群体熵度量的无人机集群目标合围控制

中国科学：技术科学 2023年第2期53卷 177-186页

作者：陈琳郭炳晖段海滨吕卫锋北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京航空航天大学数学科学学院北京100083 鹏城实验室深圳518055 北京航空航天大学计算机学院北京100083

针对受限环境中无人机集群的目标合围控制问题,提出了一种基于局部度量距离交互的分布式集群目标合围控制方法.首先,基于局部度量距离交互机制确定了每架无人机的时变邻域无人机集合,采用光滑成对交互势函数设计了集群内部无人机间的交... 详细信息

针对受限环境中无人机集群的目标合围控制问题,提出了一种基于局部度量距离交互的分布式集群目标合围控制方法.首先,基于局部度量距离交互机制确定了每架无人机的时变邻域无人机集合,采用光滑成对交互势函数设计了集群内部无人机间的交互势函数、无人机与飞行环境中障碍间的交互势函数以及无人机与目标无人机间的交互势函数.在此基础上,基于自组织原则提出了分布式的无人机集群目标合围控制律,使无人机集群能够以指定环绕半径形成以目标无人机为中心的稳定α-晶格合围构型,对目标无人机进行合围和跟踪,同时使无人机避开飞行环境中的障碍,保障自身飞行安全.然后借助Lyapunov稳定性理论证明了集群系统的稳定性,并给出了集群系统内部无人机发生碰撞的条件以及合围构型参数的取值依据.此外,基于群体熵的概念尝试对无人机集群目标合围过程中的自组织水平进行度量.最后通过仿真来验证所提出算法的有效性.

关键词：无人机集群目标合围度量距离交互晶格合围构型群体熵自组织

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飞行载荷外部气动力的二次规划等效映射方法

北京航空航天大学学报 2020年第3期46卷 541-547页

作者：刘耘臻万志强杨超北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

传统的气动力映射方法中,守恒型方法能保证总积分载荷的守恒,但计算复杂;非守恒型方法实现简单,能保证气动压力的分布,但不能保证总积分载荷的守恒。利用等式约束保证积分载荷相等,并基于非守恒型加入线性基的径向基函数(RPIM)构造最小... 详细信息

传统的气动力映射方法中,守恒型方法能保证总积分载荷的守恒,但计算复杂;非守恒型方法实现简单,能保证气动压力的分布,但不能保证总积分载荷的守恒。利用等式约束保证积分载荷相等,并基于非守恒型加入线性基的径向基函数(RPIM)构造最小二乘保持原气动压力的分布特征,将气动力等效传递问题转化为一个带等式约束的二次规划问题。通过在非守恒方法的基础上构造出新的守恒型方法,兼顾了2种方法的优点。对某一大展弦比机翼上表面的三维气动力等效映射至二维平板面元气动力的结果表明,所提方法在牺牲了一定气动压力分布精度的基础上,严格保证了总积分载荷的相等,同时也继承了非守恒插值方法的高效性。所提方法可用于各类复杂外部气动力数据的快速等效映射,以及其他学科类似的数据映射问题。

关键词：气动弹性飞行载荷气动力等效外部气动力二次规划

CRISPR/Cas基因编辑技术在增强子功能分析及鉴定中的研究进展

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中国生物工程杂志 2022年第4期42卷 24-32页

作者：张俊有王棨临刘倩漆思晗李春燕北京航空航天大学医学科学与工程学院大数据精准医疗高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 北京航空航天大学工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室北京100191

增强子是生物体内重要的顺式基因表达调控元件,参与众多生物学过程,与癌症的发生发展及多种疾病的产生紧密相关。虽然基于生物信息学的方法可以对增强子进行鉴定和筛选,然而由于增强子与靶基因的位置和方向不确定,大大增加了深入研究增... 详细信息

增强子是生物体内重要的顺式基因表达调控元件,参与众多生物学过程,与癌症的发生发展及多种疾病的产生紧密相关。虽然基于生物信息学的方法可以对增强子进行鉴定和筛选,然而由于增强子与靶基因的位置和方向不确定,大大增加了深入研究增强子调控机制的难度。近年来,CRISPR/Cas技术的不断发展创新,为揭示和验证增强子的分子机制提供了可操作性。因此,在系统回顾CRISPR/Cas技术的发展过程及在生物学中的应用基础上,重点总结近年来CRISPR/Cas技术在增强子研究中的创新应用,包括不同CRISPR/Cas技术的作用原理及CRISPR/Cas技术如何编辑增强子等,以期为利用CRISPR/Cas技术研究增强子功能机制提供可行性参考。

关键词： CRISPR/Cas 增强子超级增强子基因编辑