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放射性药物治疗中的剂量测定

中华核医学与分子影像杂志 2024年第6期44卷 380-384页

作者：杨楠(译) 刘嘉月(审校) 王风(审校) 朱华(审校) 杨志(审校) 北京大学肿瘤医院核医学科北京100142

放射性药物治疗已经在某些疾病中应用,并且该领域正在扩大。近年来,新的治疗性放射性药物已开发出来,更多的药物正在研究中。同时,内照射剂量测量作为一种个性化和潜在优化患者治疗的手段,越来越受到关注。内照射剂量测量是多方面的,该... 详细信息

放射性药物治疗已经在某些疾病中应用,并且该领域正在扩大。近年来,新的治疗性放射性药物已开发出来,更多的药物正在研究中。同时,内照射剂量测量作为一种个性化和潜在优化患者治疗的手段,越来越受到关注。内照射剂量测量是多方面的,该篇继续教育文章讨论了目前的技术状况,主题包括剂量测量的背景、内照射剂量学方法、在放射性药物治疗中纳入剂量测量计算的优缺点、实施患者特异性剂量测量的工作流程描述,并对该领域的未来进行展望。

关键词：放射性核素治疗阿尔法粒子俄歇电子剂量测量法放射生物学放射性药物

医用高分子微针在非透皮局部给药中的研究进展

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 406-412,420页

作者：李海艳韩宏娟王璐姚婧芝肖文谦(综述) 李波(审校) 重庆科技大学、纳微复合材料与器件重庆市重点实验室重庆401331

微针是一种具有广阔发展前景的新型局部给药系统,因具有能够迅速穿透组织屏障、实现局部定点和靶向给药等优点,其应用也逐步扩展到非透皮的给药领域,可以为组织或器官的疾病或损伤提供快速、有效的治疗手段。经过文献检索发现医用高分... 详细信息

微针是一种具有广阔发展前景的新型局部给药系统,因具有能够迅速穿透组织屏障、实现局部定点和靶向给药等优点,其应用也逐步扩展到非透皮的给药领域,可以为组织或器官的疾病或损伤提供快速、有效的治疗手段。经过文献检索发现医用高分子微针在非透皮给药的最新应用进展还缺乏归纳和总结,本文首先阐述了相关微针的制备材料及制造技术,接着对微针在非透皮给药领域中的典型应用进行了综述,主要涉及口腔、眼部、血管和心脏等组织或器官疾病的治疗及修复,最后总结现阶段微针在非透皮给药中存在的问题,对其发展进行了展望,以供相关领域的研究者借鉴与参考。

关键词：微针非透皮药物递送

基于交互力模糊识别的上肢康复机器人模式调整控制策略研究

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 90-97页

作者：李国宁陶亮孟京艳叶思佳冯光赵大正胡阳唐敏宋涛伏荣真左国坤张佳楫施长城中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 慈溪生物医学工程研究所浙江宁波315300 中国科学院大学北京100049 宁波市康复医院浙江宁波315040 浙江工业大学机械工程学院杭州310023 医用植介入材料浙江省工程研究中心浙江宁波315300

在上肢康复机器人辅助训练过程中,对于软瘫期脑卒中患者通常采用被动训练策略。为了激发患者的主动康复意愿,对于逐渐具备主动发力能力的患者,康复治疗师会采用机器人助动训练策略。本文针对末端牵引式上肢康复机器人,提出一种基于交互... 详细信息

在上肢康复机器人辅助训练过程中,对于软瘫期脑卒中患者通常采用被动训练策略。为了激发患者的主动康复意愿,对于逐渐具备主动发力能力的患者,康复治疗师会采用机器人助动训练策略。本文针对末端牵引式上肢康复机器人,提出一种基于交互力模糊判别的人体上肢运动功能评估方法以及按需辅助的人机交互控制策略。首先设计了基于计算力矩控制器的被动训练和结合势能场的助动训练模式,然后将训练过程中三维力传感器采集的交互力信息引入至模糊推理系统中,提出了主动参与度σ,并设计相应的辅助策略算法实现两种训练模式的自适应调整。最后通过试验证明了主动参与度σ与表面肌电信号之间的相关性。并且,相较于仅通过交互力大小进行模式调整的控制策略,该方法具有更快的响应速度,使机器人在训练过程中更具安全性。

关键词：上肢运动功能评估按需辅助模糊判别主动参与度相关性分析

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数字孪生医院:改变医疗的未来

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 376-382页

作者：胡慧娟王明帮雷崎方杨凯孙海燕刘晓岑(综述) 吴松(审校) 深圳大学医学部、深圳大学附属华南医院、医学数字孪生人重点实验室广东深圳518111 深圳大学医院管理研究院广东深圳518111

数字孪生技术概念自提出以来,经过近几十年的迅速发展和广泛应用,不仅在多个领域取得了巨大的成就,也为医学领域带来了更为广阔的发展前景。数字孪生医院作为当前医疗行业的一个重要趋势,通过连接实体医院与虚拟医院场景发挥多重作用,... 详细信息

数字孪生技术概念自提出以来,经过近几十年的迅速发展和广泛应用,不仅在多个领域取得了巨大的成就,也为医学领域带来了更为广阔的发展前景。数字孪生医院作为当前医疗行业的一个重要趋势,通过连接实体医院与虚拟医院场景发挥多重作用,惠利“患者—医务工作人员—医院管理者”三方,突显出数字孪生技术在智慧医院的应用前景不可估量。本综述以数字孪生技术为切入点,简单介绍了其在各领域的应用进展,重点概括了数字孪生技术的特点、在医院实际应用案例及其所面临的局限,同时也对其未来的发展前景进行了展望,旨在为数字孪生医院领域的未来提供一定有益的启示和指导,也期望能在一定程度上为改变医疗的未来发挥重要作用。

关键词：数字孪生医院可视化实时监测个性化智慧医疗

微波心纹:基于超宽谱生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 272-280页

作者：黄玮任伟王可涵李钊王健琪路国华祁富贵第四军医大学基础医学院西安710032 香港理工大学电子计算学系中国香港999077 第四军医大学生物医学工程系西安710032

现有一次性身份认证技术无法持续保证整个人-机交互会话过程中的用户身份合法性,且往往需要用户主动配合而严重限制可用性。本研究首次提出一种基于超宽谱(UWB)生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术,通过生物雷达连续检测心脏体... 详细信息

现有一次性身份认证技术无法持续保证整个人-机交互会话过程中的用户身份合法性,且往往需要用户主动配合而严重限制可用性。本研究首次提出一种基于超宽谱(UWB)生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术,通过生物雷达连续检测心脏体表区域距离维多点微动回波,在心拍分割的基础上利用二维主成分分析(2D-PCA)压缩提取心拍周期内距离通道-采样点二维图像的矩阵特征用于身份识别。实测实验中,以多距离单元&2D-PCA特征方案为基础结合两种常规的参考特征方案,选取三种典型分类器为代表在正常呼吸和屏息两种状态下进行心拍身份识别。结果表明,本文所提多距离单元&2D-PCA特征方案表现出最优的识别效果(识别率最高可达90%以上),相对最佳距离单元&整条心拍特征方案识别准确率总体平均提高6.16%(正常呼吸6.84%、屏息5.48%),相对多距离单元&整条心拍特征方案总体平均提高27.42%(正常呼吸28.63%、屏息26.21%)。本研究有望为未来社会用户信息安全防护提供一种无扰式、全天候、非接触、连续性身份识别新方法。

关键词：微波心纹生物雷达心脏微动非接触身份识别

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钛植入物表面抗菌涂层的研究进展

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 191-198页

作者：贺旭宏郭柴琼刘轩妤王玉辉梁紫微连小洁胡银春黄棣(综述) 魏延(审校) 太原理工大学生物医学工程学院生物医学工程系纳米生物材料与再生医学研究中心太原030024 太原理工大学生物医学工程研究所太原030024

近年来,钛及钛合金等骨植入材料以其卓越的机械性能和良好的生物相容性广泛应用于生物医学领域。然而在临床实践中,细菌在材料表面的黏附以及术后感染问题可能导致植入失败。根据抗菌机制,本文从抗细菌黏附、接触杀菌和光控杀菌等方面... 详细信息

近年来,钛及钛合金等骨植入材料以其卓越的机械性能和良好的生物相容性广泛应用于生物医学领域。然而在临床实践中,细菌在材料表面的黏附以及术后感染问题可能导致植入失败。根据抗菌机制,本文从抗细菌黏附、接触杀菌和光控杀菌等方面详细阐述了钛植入物的抗菌表面设计。通过采用不同技术对钛或基于钛的合金植入物进行表面修饰,抑制细菌黏附并促进骨整合,将扩大多功能钛基植入物在骨科领域的应用范围。

关键词：钛植入物生物相容性抗菌能力金属离子抗菌

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基于图卷积神经网络的乳腺癌亚型分类研究

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 121-128页

作者：安义帅刘晓军陈恒玲万桂宏中南民族大学生物医学工程学院武汉430074 哈佛大学麻省总医院皮肤科波士顿02138

恶性肿瘤分子亚型的准确识别是肿瘤患者个体化诊断、个性化治疗以及预后预测的重要支撑。综合性肿瘤基因组数据库的不断完善和深度学习技术的持续突破,推动了计算机辅助肿瘤分类技术的进一步发展。现有的基于基因表达数据的神经网络亚... 详细信息

恶性肿瘤分子亚型的准确识别是肿瘤患者个体化诊断、个性化治疗以及预后预测的重要支撑。综合性肿瘤基因组数据库的不断完善和深度学习技术的持续突破,推动了计算机辅助肿瘤分类技术的进一步发展。现有的基于基因表达数据的神经网络亚型分类方法虽然考虑了分子分型的复杂性,但仍然存在忽略基因内在关联性和协同性的问题。为了解决这一问题,本文提出了一种结合分层注意力机制的多层图卷积神经网络乳腺癌亚型分类模型。该模型基于先验的生物学知识构建乳腺癌患者的基因图表示数据集,训练出一种新的端到端的多分类模型,能够对乳腺癌分子亚型进行智能识别,并且在乳腺癌分子亚型的分类工作上表现出了很好的识别性能。相较于原始的图卷积神经网络以及两个主流的图神经网络分类算法,该模型在7分类任务中的准确率、加权F1分数、加权召回率、加权精确率分别达到了0.8517、0.8235、0.8517、0.7936,在4分类任务中则分别达到了0.9285、0.8949、0.9285、0.8650,具有明显的优势。此外,本文方法相较于最新的乳腺癌亚型分类算法,同样获得了最高的分类准确率。综上,本文所提模型或可作为一种辅助诊断技术为未来乳腺癌亚型的精确分类提供一个可信的选择,奠定计算机辅助肿瘤分类的理论基础。

关键词：乳腺癌深度学习图卷积神经网络亚型分类

计算机辅助复方苦参注射液中抑制p21活化激酶1的活性成分预测及分子机制研究

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 313-320页

作者：林琳常静杰田耀洲陈姣南京中医药大学附属中西医结合医院南京210028 江苏省中医药研究院南京210028 广州中医药大学深圳医院(福田) 广东深圳518000

靶向p21活化激酶1(PAK1)是胰腺癌治疗的新策略。复方苦参注射液中含有多种抗胰腺癌成分,但具体作用靶点未知。本研究基于分子对接的虚拟筛选发现,复方苦参注射液中的14α-羟基苦参碱与PAK1的别构调节位点具有较高的结合自由能。分子动... 详细信息

靶向p21活化激酶1(PAK1)是胰腺癌治疗的新策略。复方苦参注射液中含有多种抗胰腺癌成分,但具体作用靶点未知。本研究基于分子对接的虚拟筛选发现,复方苦参注射液中的14α-羟基苦参碱与PAK1的别构调节位点具有较高的结合自由能。分子动力学模拟发现,14α-羟基苦参碱使PAK1的α1和α2螺旋向外延伸形成一个较深的别构调节口袋,同时诱导三磷酸腺苷(ATP)结合口袋处的β-折叠向内关闭,导致ATP结合口袋处于“半闭合”状态而失活。当去除14α-羟基苦参碱后,PAK1从失活构象向活性构象转变,因此推测,14α-羟基苦参碱可能是PAK1的可逆别构调节抑制剂。本研究采用现代技术方法对中药活性成分进行研究,为天然产物的开发利用及寻找新的胰腺癌治疗方案奠定基础。

关键词：复方苦参注射液 p21活化激酶1 14α-羟基苦参碱胰腺癌分子对接分子动力学模拟

基于协同学习特征融合和转换器的乳腺癌病灶分割方法

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 237-245页

作者：翟悦淞陈智丽邵丹沈阳建筑大学、计算机科学与工程学院沈阳110168 广东省人民医院、广东省医学科学院核医学科广州519041

结合正电子发射断层扫描(PET)和计算机断层扫描(CT)的PET/CT成像技术是目前较先进的影像学检查手段,主要用于肿瘤筛查、良恶性鉴别诊断和分期分级。本文提出了一种基于PET/CT双模态图像的乳腺癌病灶分割方法,设计了一种双路U型网络框架... 详细信息

结合正电子发射断层扫描(PET)和计算机断层扫描(CT)的PET/CT成像技术是目前较先进的影像学检查手段,主要用于肿瘤筛查、良恶性鉴别诊断和分期分级。本文提出了一种基于PET/CT双模态图像的乳腺癌病灶分割方法,设计了一种双路U型网络框架,主要包括编码器模块、特征融合模块和解码器模块三个组成部分。其中,编码器模块使用传统的卷积进行单模态图像特征提取;特征融合模块采用协同学习特征融合技术,并使用转换器(Transformer)提取融合图的全局特征;解码器模块主要采用多层感知机以实现病灶分割。本文实验使用实际临床PET/CT数据评估算法的有效性,实验结果表明乳腺癌病灶分割的精确率、召回率和准确率分别达到95.67%、97.58%和96.16%,均优于基线算法。研究结果证明了本文实验设计的卷积与Transformer相结合的单、双模态特征提取方式的合理性,为多模态医学图像分割或分类等任务的特征提取方法提供参考。

关键词：正电子发射断层扫描和计算机断层扫描乳腺癌病灶分割双路U型网络协同学习特征融合转换器