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长时程亚低温联合复方脑肽节苷脂注射液对颅脑创伤大鼠的神经行为学影响

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安徽医科大学学报 2024年第3期59卷 448-454页

作者：赵万勇徐书刚王景景李晓红孙洪涛山东大学齐鲁医院德州医院神经外科德州253014 武警特色医学中心神经创伤修复研究所天津300162 天津大学医学工程与转化医学研究院天津300350

目的探讨长时程亚低温(MHT)联合复方脑肽节苷脂注射液(CPCGI)治疗对颅脑创伤(TBI)大鼠的神经行为学影响及其作用机制。方法36只健康成年雄性SD大鼠随机均分为模型组、MHT组、CPCGI组和MHT+CPCGI组。采用电子可控性皮质损伤装置制备TBI... 详细信息

目的探讨长时程亚低温(MHT)联合复方脑肽节苷脂注射液(CPCGI)治疗对颅脑创伤(TBI)大鼠的神经行为学影响及其作用机制。方法36只健康成年雄性SD大鼠随机均分为模型组、MHT组、CPCGI组和MHT+CPCGI组。采用电子可控性皮质损伤装置制备TBI大鼠模型,模型组大鼠腹腔注射等量生理盐水(NS,2 ml/kg)并给予常温(37℃)治疗48 h,MHT组大鼠腹腔注射等量NS并给予亚低温(33.0±1.0)℃治疗48 h,CPCGI组大鼠腹腔注射等量CPCGI(0.6 ml/kg)并给予常温治疗48 h,MHT+CPCGI组大鼠腹腔注射等量CPCGI并给予亚低温治疗48 h;通过神经功能缺损评分评估大鼠的感觉运动功能,Morris水迷宫实验检测大鼠的运动和空间记忆能力,横杆跑动实验和斜坡爬壁实验评估大鼠的运动功能;尼氏染色观察海马神经元数量的变化;采用免疫荧光法检测微管相关蛋白(DCX)和神经元特异性核蛋白(NeuN)表达情况;采用免疫印迹法检测B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)蛋白表达情况。结果与MHT组和CPCGI组相比,MHT+CPCGI组小鼠神经功能缺损评分更低,逃避潜伏期时间更短,跨越平台次数和目标象限所占时间百分比更高,BWT评分更高,爬坡角度更大,神经元数量、DCX和NeuN阳性细胞数量增多,同时Bcl-2表达量增加,Bax和Caspase-3表达量降低(P联合CPCGI治疗通过促进神经再生、抑制细胞凋亡有效改善TBI大鼠的神经行为缺陷,为TBI的临床治疗提供潜在的策略和依据。

关键词：亚低温复方脑肽节苷脂颅脑创伤神经行为神经元凋亡

不同时程目标温度管理对颅脑创伤大鼠的脑保护作用

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实用医学杂志 2024年第12期40卷 1625-1630页

作者：赵万勇孙晓朋王景景李晓红孙洪涛山东大学齐鲁医院德州医院神经外科山东德州253014 武警特色医学中心神经创伤修复研究所天津300162 天津大学医学工程与转化医学研究院天津300072

目的通过延迟低温治疗探讨不同时程目标温度管理对颅脑创伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠的脑保护作用。方法36只健康成年雄性SD大鼠随机均分为NT组、HT4h组、HT24h组及HT48h组。采用电子可控性皮质损伤装置制备TBI大鼠模型,NT组于... 详细信息

目的通过延迟低温治疗探讨不同时程目标温度管理对颅脑创伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠的脑保护作用。方法36只健康成年雄性SD大鼠随机均分为NT组、HT4h组、HT24h组及HT48h组。采用电子可控性皮质损伤装置制备TBI大鼠模型,NT组于TBI后延迟4 h给予常温(37℃)治疗,实验组于TBI后延迟4 h给予低温(33.0±1.0)℃治疗4、24和48 h。TBI后3 d通过横杆跑动实验和斜坡爬壁实验评估各组大鼠的运动功能,伊文斯兰染色测定血脑屏障透通性,尼氏染色观察海马神经元的变化,免疫荧光/组化染色检测DCX和GFAP表达情况,蛋白免疫印记和免疫组化染色检测Bcl-2和Bax蛋白表达情况。结果与NT组相比,实验组能明显提高TBI大鼠的运动功能,降低血脑屏障透通性,保护海马神经元,促进DCX表达,抑制GFAP表达,上调Bcl-2蛋白的表达,下调Bax蛋白的表达,而在HT48h组的保护作用更显著(P<0.05)。结论长时程的延迟目标温度管理具有显著的脑保护作用。

关键词：目标温度管理亚低温颅脑创伤时程

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基于步态特征的认知障碍量化评估方法研究

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 281-287页

作者：陶帅胡泓彬孔丽文吕泽平汪祖民赵洁刘爽大连大学大连市智慧医疗与健康重点实验室辽宁大连116622 国家康复辅具研究中心附属康复医院神经内科北京100176 大连大学研究生院辽宁大连116622 大连大学附属中山医院神经内科辽宁大连116001 天津大学医学工程与转化医学研究院天津300192

阿尔兹海默症(AD)是一种常见且危害严重的老年痴呆病,但对其早期轻度认知障碍的检测与治疗有助于减缓痴呆症的进展。近年来有研究表明认知功能与运动功能和步态异常之间存在关系。本研究从国家康复辅具研究中心附属康复医院招募了302例... 详细信息

阿尔兹海默症(AD)是一种常见且危害严重的老年痴呆病,但对其早期轻度认知障碍的检测与治疗有助于减缓痴呆症的进展。近年来有研究表明认知功能与运动功能和步态异常之间存在关系。本研究从国家康复辅具研究中心附属康复医院招募了302例受试者,按照纳入与排除标准最终纳入193例受试者,其中137例为轻度认知障碍患者(MCI),56例为健康对照者(HC)。使用可穿戴设备采集参与者在单任务(自由行走)、双任务(倒数100)时的步态参数。将步态周期、运动学参数、时间-空间参数等步态参数作为研究重点,使用递归特征消除法(RFE)选择重要特征,将受试者的MoCA分数作为响应变量,建立了一种基于步态特征量化评估认知水平的机器学习模型。研究结果显示,足趾离地角度和足跟着地角度这两种时间-空间参数作为评估认知水平的标志物具有重要临床意义,未来或对预防或延缓AD的发生具有重要的临床应用价值。

关键词：认知功能障碍轻度认知障碍步态分析机器学习随机森林算法

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声遗传学及其在军事医学中的应用

解放军医学杂志 2024年第3期49卷 360-366页

作者：庄滢潭罗博煜张晓东刘拓宇范欣悦夏国华袁清郑斌滕越军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所北京100071 中部战区陆军第八十一集团军陆航第八十一旅北京101114 解放军总医院第三医学中心泌尿外科北京100039 天津大学脑科学与神经工程天津重点实验室医学工程与转化医学研究院天津300072

声遗传学是指利用声波激活细胞表面的机械敏感性离子通道(MSCs)蛋白,调控细胞行为及功能的新兴合成生物学技术。由于MSCs系统在细胞中广泛存在,且声遗传学具有无创性、强穿透性、高安全性、高精确度等优势,使得声遗传学在生物医学基础... 详细信息

声遗传学是指利用声波激活细胞表面的机械敏感性离子通道(MSCs)蛋白,调控细胞行为及功能的新兴合成生物学技术。由于MSCs系统在细胞中广泛存在,且声遗传学具有无创性、强穿透性、高安全性、高精确度等优势,使得声遗传学在生物医学基础研究与临床应用等领域极具发展潜力,尤其在神经元调控、肿瘤机制研究、声动力治疗及听力损伤等方面。本文对声遗传学的基本原理、发展现状及其在噪声性听力损失防治研究中的应用进行综述,并总结和分析当前面临的挑战和未来发展方向,为声遗传学在军事医学领域的进一步深入研究和发展提供参考。

关键词：声遗传学合成生物学机械敏感离子通道超声响应军事医学

基于BP神经网络的儿童乘员头部损伤预测模型及评估参数研究

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汽车工程 2024年第2期46卷 329-336页

作者：王彦鑫李海岩崔世海贺丽娟吕文乐天津科技大学机械工程学院天津300222 现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

智能座舱与虚拟测评规程的推广,给乘员损伤评价带来新挑战,损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型,... 详细信息

智能座舱与虚拟测评规程的推广,给乘员损伤评价带来新挑战,损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型,探究不同坐姿下头部损伤风险以及不同评价指标之间的相关性与差异性。结果表明,构建的相关性损伤预测模型具有良好的可信度(R2>0.90),可以用于损伤预测与分析。现有头部损伤评价指标在小角度坐姿范围内(95°~108°)对头损伤评估及预测具有良好的一致性,但是对于大角度坐姿乘员,不同损伤评价指标对头部损伤风险的评估存在显著差异。因此,目前实施的头部损伤评价参数具有局限性,未来虚拟测评中应综合运动学和生物力学参数对头部损伤风险进行更加全面的评估。该研究结果可以为儿童约束系统的改善、虚拟测评以及大角度坐姿乘员头部损伤评价参数的选取提供数据与理论支撑。

关键词：损伤仿生模型儿童乘员 BP神经网络虚拟测评坐姿角度

小胶质细胞铁死亡在烟雾吸入性脑损伤中的作用机制探讨

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天津医药 2024年第8期52卷 791-797页

作者：刘斌杨龙李文莉邵宁宁董津睿天津大学融合医学中心 300162 中国人民武装警察部队特色医学中心感染性疾病科天津大学医学院应急研究院天津大学海河医院基础科研部天津大学医学院医学工程与转化医学研究院

目的探究小胶质细胞铁死亡在烟雾吸入性脑损伤中的作用机制。方法将20只C57BL/6小鼠随机分为对照组(Control组)、烟雾吸入性损伤(SII)组、铁抑素治疗组(Fer-1组,2.5 mmol/kg Fer-1)、甲磺酸去铁胺治疗组(DFO组,200 mg/kg DFO),每组5只。... 详细信息

目的探究小胶质细胞铁死亡在烟雾吸入性脑损伤中的作用机制。方法将20只C57BL/6小鼠随机分为对照组(Control组)、烟雾吸入性损伤(SII)组、铁抑素治疗组(Fer-1组,2.5 mmol/kg Fer-1)、甲磺酸去铁胺治疗组(DFO组,200 mg/kg DFO),每组5只。Fer-1组和DFO组于造模后第1、3、5天分别腹腔注射Fer-1和DFO。第6天通过苏木素伊红(HE)染色、普鲁士蓝染色观察各组小鼠脑组织的病理变化。实时荧光定量逆转录PCR(RT-qPCR)检测脑损伤因子、炎性因子、铁死亡因子基因表达水平。双联吡啶比色法测定小鼠脑组织中铁含量。硫代巴比妥酸比色法测定小鼠脑组织脂质过氧化物(LPO)、丙二醛(MDA)含量。黄嘌呤氧化酶法测定小鼠脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性。二硫代二硝基苯甲酸(DTNB)直接法测定小鼠脑组织谷胱甘肽(GSH)含量。DMEM完全培养基培养BV2细胞,分为Control组、Erastin组(10μmol/L Erastin刺激)、Fer-1组(10μmol/L Erastin与5 mmol/L Fer-1同时刺激)、DFO组(10μmol/L Erastin与50 mmol/L DFO同时刺激)。24 h后,CCK-8法检测细胞活力变化,流式细胞术检测细胞凋亡情况,2,7-二氯荧光素二乙酸酯(DCFDA)检测细胞内活性氧(ROS)水平,线粒体红色荧光探针检测线粒体膜电位。结果与Control组相比,SII组小鼠脑组织出现明显铁沉积和炎症反应,脑组织脑损伤因子、炎性因子mRNA表达水平升高,乙酰辅酶A合成酶长链家族4(ACSL4)、核受体共激活因子4(NCOA4)mRNA表达水平升高,谷胱甘肽氧化酶4(GPX4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)mRNA表达水平降低,小鼠脑组织GSH和SOD含量降低,LPO和MDA含量升高(P<0.05)。与SII组相比,Fer-1组和DFO组小鼠相应指标变化与上述相反(P<0.05),小鼠脑组织损伤减轻。BV2细胞实验结果显示,与Control组相比,Erastin组BV2细胞存活率下降、凋亡率升高(P<0.05),细胞内ROS水平升高,线粒体膜电位下降;与Erastin组相比,Fer-1组、DFO组细胞相应指标变化与上述相反(P<0.05),BV2细胞氧化损伤得到缓解。结论铁死亡抑制剂Fer-1和DFO能够抑制小胶质细胞铁死亡并缓解烟雾吸入性脑损伤。

关键词：烟雾吸入性损伤小神经胶质细胞铁死亡去铁胺铁抑素

长时程亚低温通过抑制颅内压反弹促进颅脑创伤大鼠的神经保护作用

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天津医药 2024年第1期52卷 68-73页

作者：赵万勇李晓红王景景孙洪涛山东大学齐鲁医院德州医院神经外科 253000 天津大学医学工程与转化医学研究院武警特色医学中心神经创伤修复研究所天津市神经创伤修复重点实验室

目的探索长时程亚低温(MHT)治疗颅脑创伤(TBI)大鼠的最佳持续时间,并观察其对颅内压(ICP)变化和神经功能恢复的影响。方法 48只健康成年雄性SD大鼠采用随机数字表法分为常温治疗(NT)组、MHT4 h组、MHT24 h组和MHT48 h组,每组12只。制... 详细信息

目的探索长时程亚低温(MHT)治疗颅脑创伤(TBI)大鼠的最佳持续时间,并观察其对颅内压(ICP)变化和神经功能恢复的影响。方法 48只健康成年雄性SD大鼠采用随机数字表法分为常温治疗(NT)组、MHT4 h组、MHT24 h组和MHT48 h组,每组12只。制备大鼠TBI模型并植入ICP监测探头。造模完成后NT组给予常温(37℃)维持,其余组分别给予低温(33.0±1.0)℃治疗4 h、24 h和48 h。监测各组MHT治疗结束后的ICP并计算脑组织含水量(BWC);伊文斯兰(EB)染色测定血脑屏障透通性;免疫荧光染色检测5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)、神经元核抗原抗体(NeuN)和白细胞分化抗原86(CD86)表达情况;Western blot法检测B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)、白细胞介素(IL)-10和精氨酸酶1(Arg-1)蛋白表达情况。结果与NT组相比,MHT4 h组、MHT24 h组和MHT48 h组BWC、ICP、EB水平、CD86阳性细胞数,Bax、iNOS表达水平降低,海马区BrdU阳性细胞数和BrdU/NeuN双标记阳性细胞数增多,Bcl-2、IL-10和Arg-1表达水平升高(P神经元的增殖和分化,抑制细胞凋亡和减轻炎症反应,促进TBI后的神经保护作用。

关键词：颅脑损伤颅内压低温人工血脑屏障亚低温长时程

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基于相控阵合成孔径的颅骨轮廓快速测量算法研究

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中国生物医学工程学报 2024年第3期43卷 338-347页

作者：李翰则刘睿旭周晓青殷涛刘志朋马任辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125100 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192 天津医学健康研究院天津301600

作为一项新兴的神经调控技术,经颅聚焦超声技术目前广泛应用于脑深部的神经调控与治疗中。颅骨的异形和声参数的极大差异性是导致聚焦超声穿透颅骨后实际焦点的偏移和焦域散焦的主要原因。本研究以合成孔径技术为基础,由相控阵发射超声... 详细信息

作为一项新兴的神经调控技术,经颅聚焦超声技术目前广泛应用于脑深部的神经调控与治疗中。颅骨的异形和声参数的极大差异性是导致聚焦超声穿透颅骨后实际焦点的偏移和焦域散焦的主要原因。本研究以合成孔径技术为基础,由相控阵发射超声信号并接收于颅骨内外轮廓反射的回波信号,同时计算得到颅骨轮廓点坐标,实现对颅骨轮廓的快速测量。建立仿真模型,并利用颅骨仿体对算法进行仿真与实验验证。仿真结果表明,颅骨模型外轮廓中心区域的最大探测误差为0.15 mm,边缘区域为0.4 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.3 mm,边缘区域为0.5 mm。实验结果表明:颅骨仿体外轮廓中心区域的最大探测误差为0.4 mm,边缘区域为0.8 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.6 mm,边缘区域为0.9 mm。所设计的颅骨轮廓快速测量算法能够实现在2 min内完成颅骨内外轮廓的精确测量,并控制最大测量误差在1 mm以内。与核磁共振扫描(MRI)以及电子计算机断层成像(CT)相比,降低了治疗成本和治疗时间,同时为下一步调整相控阵阵元发射延时,实现在颅内的实时精确聚焦,提供了新的方法和思路。

关键词：经颅聚焦超声神经调控合成孔径技术相控阵实时精确聚焦

前交叉韧带断裂及重建术后步态生物力学特征研究现状

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 377-392页

作者：陆逸群吴悦刘振龙任爽北京大学第三医院运动医学科北京大学运动医学研究所运动医学关节伤病北京市重点实验室运动创伤治疗技术与器械教育部工程研究中心北京100191 天津体育学院天津301617

对前交叉韧带(ACL)断裂及重建术后躯干、髋、膝和踝关节在不同运动平面的步态生物力学特征及康复治疗措施的研究现状进行综述,得到如下结论。ACL断裂及重建术后各关节步态的生物力学出现异常,其中膝关节步态生物力学异常在3个运动平面... 详细信息

对前交叉韧带(ACL)断裂及重建术后躯干、髋、膝和踝关节在不同运动平面的步态生物力学特征及康复治疗措施的研究现状进行综述,得到如下结论。ACL断裂及重建术后各关节步态的生物力学出现异常,其中膝关节步态生物力学异常在3个运动平面均有体现,踝关节的异常集中在矢状面,髋关节及躯干的异常多见于冠状面。根据各关节生物力学特征及ACL断裂和术后时期的不同,需制定针对性且长期的康复治疗方案;目前常规的康复训练不能完全恢复ACL断裂重建患者的正常步态,还需加入神经肌肉控制训练和躯干-髋-膝-踝的整体康复训练。

关键词：前交叉韧带(ACL) 步态生物力学康复训练