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生物医学工程学多媒体课件的开发

中国医学物理学杂志 2005年第1期22卷 431-432,434页

作者：唐艳汤井田李凌云赵于前中南大学信息物理学院生物医学研究所湖南长沙410083

该文针对市场上缺少生物医学工程学教学软件的现状,以解剖生理工程学为例,介绍了如何制作生物医学工程学多媒体课件,并对其制作思路、技巧与方法进行了详细阐述。该课件以IE作为课件浏览平台,用Flash实现动画效果,取得了良好的教学效果。

关键词：生物医学工程多媒体课件解剖生理工程学

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人工智能辅助的酶分子改造应用进展

生物工程学报 2024年第6期40卷 1728-1741页

作者：徐沛汪卫华宁洪伟曹瑞芬刘胜范培锋宋小平安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230061 安徽医学高等专科学校药学院安徽合肥230061 安徽大学计算机科学与技术学院安徽合肥230061 安徽大学物理与光电工程学院安徽合肥230061

天然酶在活性、对映体选择性或热稳定性等方面经常难以满足应用与研究的需求,探索高效的酶分子改造技术改善该类酶的某些特性是酶工程的重要任务。酶分子改造技术主要包括理性设计、定向进化和人工智能辅助设计等。定向进化和理性设计... 详细信息

天然酶在活性、对映体选择性或热稳定性等方面经常难以满足应用与研究的需求,探索高效的酶分子改造技术改善该类酶的某些特性是酶工程的重要任务。酶分子改造技术主要包括理性设计、定向进化和人工智能辅助设计等。定向进化和理性设计是由实验驱动的酶分子改造策略,已经成功地应用于酶工程,但由于蛋白质序列空间的尺寸巨大以及实验数据少,现行的酶分子改造方法仍然面临着重大挑战。随着新一代测序、高通量筛选方法、蛋白质数据库和人工智能技术的发展,数据驱动的酶工程有望应对这些挑战。其中,采用人工智能辅助的统计学习方法,通过数据驱动方式构建序列/结构-酶性能的预测模型,依据预测模型挑选优良突变酶,大大提高了酶分子改造效率。基于酶分子改造的应用需求,本文综述了人工智能辅助酶分子改造的数据采集方法以及人工智能辅助酶分子改造的应用实例等,重点叙述了采用卷积神经网络预测蛋白质热稳定性的方法,以期为该领域的研究人员提供参考。

关键词：人工智能定向进化酶分子改造卷积神经网络

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光生物调节诱导间充质干细胞的成骨分化

中国组织工程研究 2024年第19期28卷 3069-3075页

作者：宋悦舒晴贾绍辉田峻武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 武汉大学中南医院康复医学科湖北省武汉市430071

背景:间充质干细胞是从多种组织中分离出来的多能基质细胞,能够在特定的条件下分化为成骨细胞,光生物调节作为一种外部刺激能够单独或与其他诱导物联合使用加速间充质干细胞成骨分化的进程,从而为解决系列骨疾病提供新的思路。目的:综... 详细信息

背景:间充质干细胞是从多种组织中分离出来的多能基质细胞,能够在特定的条件下分化为成骨细胞,光生物调节作为一种外部刺激能够单独或与其他诱导物联合使用加速间充质干细胞成骨分化的进程,从而为解决系列骨疾病提供新的思路。目的:综述光生物调节诱导间充质干细胞成骨分化的相关研究及机制,旨在为选用间充质干细胞作为种子细胞的骨组织工程奠定理论基础,并提出一些发展方向的建议。方法:检索中国知网、PubMed及Wed of Science数据库近年来发表的相关文献,中文检索词为“光生物调节,低功率激光,低水平激光,发光二极管,间充质干细胞,成骨分化,生物材料”;英文检索词为“Photobiomodulation,low level laser(light),light-emitting diode(LED),mesenchymal stem cell,osteogenic differentiation,Biomaterials”,最终纳入88篇文献进行分析。结果与结论:①以低水平激光和发光二极管为代表的光生物调节对于促进间充质干细胞的增殖与分化有着积极的影响。②光生物调节诱导间充质干细胞成骨分化的可行性已在细胞实验、动物实验中得到验证,一方面,光生物调节能够通过激活相关信号通路、上调成骨标志物的表达促进干细胞在体外扩增与分化;另一方面,光生物调节可以提高系统移植的干细胞体内存活率及归巢效应,缩短骨缺损愈合时间。但是光生物调节存在双相剂量效应,各项研究中激光参数、实验环境及细胞类型等要素参差不齐,使得研究结果缺乏一致性,难以推广。③光生物调节可以与生物材料、其他物理因子及药物联合使用加速干细胞成骨分化的进程。④总之,光生物调节因其无创、高效且无明显副反应等优势在医疗领域的应用逐渐广泛;近年来,其在骨组织工程中的作用也逐渐凸显,为骨缺损等疾病的治疗提供了新策略,后续研究应进一步探索光生物调节的标准化治疗参数。

关键词：光生物调节低水平激光低功率激光发光二极管间充质干细胞成骨分化细胞实验动物实验物理因子治疗生物材料

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基于独立分量分析的脑电中眼电伪迹消除

中国医学物理学杂志 2006年第5期23卷 380-383页

作者：唐艳汤井田中南大学信息物理学院生物医学研究所湖南长沙410083

利用独立分量分析的方法对脑电中眼电伪迹成分进行剔除。针对扩展熵最大算法能够同时分离超高斯和亚高斯信号的特点,将脑电信号分解成独立分量,利用伪迹脑地形图的特征,将伪迹分量分离,得到不含伪迹的脑电信号。实验结果表明,该算法具... 详细信息

利用独立分量分析的方法对脑电中眼电伪迹成分进行剔除。针对扩展熵最大算法能够同时分离超高斯和亚高斯信号的特点,将脑电信号分解成独立分量,利用伪迹脑地形图的特征,将伪迹分量分离,得到不含伪迹的脑电信号。实验结果表明,该算法具有较强的稳健性和实用性。

关键词：独立分量分析扩展熵最大算法脑电信号

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应用高阶统计方法实现R波的检测

中国医学物理学杂志 2005年第6期22卷 739-741页

作者：唐艳汤井田中南大学信息物理学院生物医学研究所湖南长沙410083

本文介绍了一种基于高阶统计量的方法,用来检测QRS中的R波。为了高精度地计算R波,我们采用高阶统计参数,例如斜度和峰度,并运用该方法对MIT/BIH ECG数据库中数据进行分析,实验结果证明,检测率超过99%。因为该算法简单,很容易运用到实时... 详细信息

本文介绍了一种基于高阶统计量的方法,用来检测QRS中的R波。为了高精度地计算R波,我们采用高阶统计参数,例如斜度和峰度,并运用该方法对MIT/BIH ECG数据库中数据进行分析,实验结果证明,检测率超过99%。因为该算法简单,很容易运用到实时环境下,例如:临床心跳监护系统。

关键词： QRS复合波斜度峰度

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物理因子促进干细胞的成骨分化

中国组织工程研究 2024年第7期28卷 1083-1090页

作者：王姗姗舒晴田峻武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 武汉大学中南医院康复医学科湖北省武汉市430071

背景:针对骨缺损传统修复方法的局限性,干细胞广泛应用于再生医学的研究。化学性因子是当前的研究热点,但是近年来的研究证实,国内外应用物理因素调控干细胞分化的研究不断深入,物理因子联合生物支架在骨组织工程中为解决骨缺损修复难... 详细信息

背景:针对骨缺损传统修复方法的局限性,干细胞广泛应用于再生医学的研究。化学性因子是当前的研究热点,但是近年来的研究证实,国内外应用物理因素调控干细胞分化的研究不断深入,物理因子联合生物支架在骨组织工程中为解决骨缺损修复难题提供了一种新的思路和方法,具有良好的发展前景。目的:就物理因子如电磁场、超声等对干细胞成骨分化的分子机制以及信号通路的调控、在骨组织工程中应用的可行性等方面做一总结。方法:应用计算机检索中国知网和PubMed数据库中近20年的相关文献,在标题和摘要中以“干细胞,骨缺损,成骨分化,电磁场,超声,冲击波,低强度激光,机械力,骨组织工程”或“stem cell,osteoporosis,osteogenic differentiation,Electromagnetic Fields,Ultrasound,Bone Tissue Engineering”为检索词进行检索,对相关文章94篇进行综述分析。结果与结论:(1)物理因子作为一种无创、非接触的辅助疗法对骨组织工程有着显著影响,在调控干细胞的成骨分化、促进细胞的增殖以及在骨工程支架内的生存能力方面有着积极作用。(2)除了激活信号通路和成骨基因转录外,物理因子还可以改善血管化、增加支架中形成的骨的体积、面积和厚度,可以促进骨整合,提高骨支架再生健康骨组织的成功率。(3)然而,将物理因子用于骨组织工程的研究均采用不同的实验条件,如支架类型、细胞类型及干预条件等,无法直接进行比较以确定最佳参数设置,在临床应用中,这些不同干预对促进骨折愈合的有效性研究结果也缺乏一致性,因此未来还需要进一步确定物理因子用于骨组织工程的最佳参数。(4)总体而言,物理因子作为一种理想的辅助疗法,在与各种生物材料结合并应用于骨组织工程方面具有巨大的潜力。

关键词：干细胞骨缺损成骨分化电磁场超声冲击波低强度激光机械力骨组织工程

精神分裂症和重性抑郁障碍与快感缺失有关的近红外光谱成像研究

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中国神经精神疾病杂志 2024年第9期50卷 533-539页

作者：吴月李冕李涵翛然薛闯丁金琦梁素改浙江大学医学院附属精神卫生中心/杭州市第七人民医院心身二科杭州310013 浙江中医药大学第四临床医学院浙江大学医学院附属精神卫生中心/杭州市第七人民医院转化精神医学研究室浙江大学医学院附属精神卫生中心/杭州市第七人民医院物理诊疗中心

目的基于功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)言语流畅性任务(verbal fluency task,VFT)探索精神分裂症(schizophrenia,SCZ)患者和重性抑郁障碍(major depressive disorder,MDD)患者与快感缺失有关的脑区激活差异。方法纳入45例首发MDD患者、31例首发SCZ患者和45名健康对照(healthy controls,HC)。采用17项汉密尔顿抑郁量表(17-item Hamilton depression scale,HAMD-17)、阳性与阴性症状量表(positive and negative syndrome scale,PANSS)和斯奈思-汉密尔顿快感量表(Snaith-Hamilton pleasure scale,SHAPS)评估受试者的临床症状。所有受试者使用“白”“北”“大”3个汉字组词以完成VFT,同时进行48通道fNIRS检测,应用Matlab Homer2软件提取任务下氧合血红蛋白(oxy-hemoglobin,Oxy-Hb)浓度变化的信息。结果3组在执行fNIRS-VFT任务时,与HC组相比,SCZ组患者在双侧额中回、额上回、额下回,右侧颞上回及左侧中央后回Oxy-Hb浓度降低(包括25个通道,P生物学标志物,右侧额上回激活异常或与MDD快感缺失有关。

关键词：精神分裂症重性抑郁障碍快感缺失言语流畅性任务功能性近红外光谱额颞叶氧合血红蛋白

生命全景时空图谱:助力中医药学原理的精准解读

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中国科学：生命科学 2024年第7期54卷 1183-1196页

作者：崔鹤蓉蒋寅王奕婷孙杨唐楚为郑佳欣许莎代亚楠李丽雯林宏远靳英辉商洪才北京中医药大学东直门医院中医内科学教育部/北京市重点实验室北京100700 北京中医药大学生命科学学院北京102488 中国中医科学院中医临床基础医学研究所北京100700 湖南中医药大学中西医结合学院长沙410208 武汉大学中南医院循证与转化医学中心武汉430071

中医药学原理的现代科学解读攸关中医药服务体系的优质高效建设,符合中医药特点的机制全面诠释和优势精准呈现仍然是中医药事业产业现代化国际化变革中迫切需要解决的瓶颈问题.生命全景时空图谱系指采用时空组学作为核心技术,在细胞以... 详细信息

中医药学原理的现代科学解读攸关中医药服务体系的优质高效建设,符合中医药特点的机制全面诠释和优势精准呈现仍然是中医药事业产业现代化国际化变革中迫切需要解决的瓶颈问题.生命全景时空图谱系指采用时空组学作为核心技术,在细胞以及亚细胞分辨率下绘制生命全景分子图谱,整合时间和空间两个维度阐释细胞功能、生命复杂性和人类疾病.近年,被称为“超高分辨率的生命全景照相机”的时空组学技术体系的提出和发展,也为中医药疗效的“说明白、讲清楚”提供新的研究手段和模式策略.具体来说,通过重点关注治疗前后病灶组织的空间位置分布以及时间演进变化信息,分析正常状态、疾病状态甚至疾病不同发展阶段的分子-细胞、细胞-细胞之间和微环境的分布互作情况,能够全面、精准、高效地阐明中医药这类复杂性研究对象的病程演变干预特征和诊治生物学内涵.基于此,本文在总结时空组学技术进展的基础上,进一步提出中医药生命全景时空图谱研究的思路框架和实践路径,旨在从四维水平揭示中医药学防病治病的时空诊疗机理.未来的中医药学原理研究,将尤其重视前沿信息技术的整合与融入,依托生命科学领域的蓬勃发展,优化完善重点领域的方法学和指标体系,解析中医药临床有效性和安全性的科学原理,有的放矢地促进中医药学传承创新发展.

关键词：中医药学精准医学时空组学生命全景图谱

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糖蛋白质组学的信息学资源和方法

生物化学与生物物理进展 2016年第9期43卷 910-918页

作者：刘杭姚鋆杨芃原张扬复旦大学医学院生物医学研究院上海200032

糖基化修饰是生物体内最常见、最重要的蛋白质翻译后修饰之一.哺乳动物体内超过50%的蛋白质都会发生糖基化修饰.糖蛋白广泛分布于各种组织的细胞膜表面,执行着重要的生物学功能.随着高通量、高灵敏度和高分辨率的蛋白质组学时代的来临,... 详细信息

糖基化修饰是生物体内最常见、最重要的蛋白质翻译后修饰之一.哺乳动物体内超过50%的蛋白质都会发生糖基化修饰.糖蛋白广泛分布于各种组织的细胞膜表面,执行着重要的生物学功能.随着高通量、高灵敏度和高分辨率的蛋白质组学时代的来临,许多基于串级质谱技术解析糖链结构的生物数据库和分析软件也亦应运而生.本文综述了目前文献中最常用的糖类生物信息学资源,包括各种糖蛋白的数据库以及质谱解析糖类的相关工具和新技术、新方法.

关键词：糖蛋白质组学质谱糖信息学数据库软件