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人工智能在脊髓神经损伤与修复领域研究热点的可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 761-770页

作者：杨彬陶广义杨顺许俊杰黄俊卿河南省中医院/河南中医药大学第二附属医院疼痛科河南省郑州市450000 河南中医药大学骨伤学院河南省郑州市450000

背景:近年来人工智能逐渐兴起,在多方面应用于脊髓神经损伤与修复领域,对临床治疗也有诸多积极影响。目的:研究人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的诊断、治疗和康复中的应用进展,明确该领域的研究热点和不足,为今后研究工作提供建议。... 详细信息

背景:近年来人工智能逐渐兴起,在多方面应用于脊髓神经损伤与修复领域,对临床治疗也有诸多积极影响。目的:研究人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的诊断、治疗和康复中的应用进展,明确该领域的研究热点和不足,为今后研究工作提供建议。方法:在Web of Science核心集数据库检索建库至2023年收录的人工智能在脊髓神经损伤与修复领域相关文献,使用CiteSpace 6.1.R6和VOSviewer 1.6.19软件对文献数据进行一般文献学分析、文献共被引、期刊共被引、期刊双图叠加及关键词聚类等可视化分析。结果与结论:①共筛选出1713篇文章,此领域年发文量呈波动上升趋势,其中美国占据主导地位,Kadone Hideki是发文量最多的作者,《ARCH PHYS MED REHAB》是被引用次数最多的期刊。②关键词共现和聚类分析显示,去除与检索词相近的关键词后,主要关键词被分为3个主要集群:外骨骼与运动康复(为最大核心热点)、机器学习和神经可塑性、机器人和康复训练。③关键词爆发分析显示,深度学习和人工智能在过去5年中已成为突发术语。④文献共被引和高被引文献分析结果显示,人工智能在脊髓神经损伤与修复领域热点集中于动力外骨骼(powered exoskeleton)、步态(gait)、神经电刺激(electrical nerve stimulation)、皮质内脑机接口(intracortical brain-computer interface,IBCI)、机器人(robot)、高分子生物材料(polymer biomaterials)及神经干细胞(neural stem cell)等内容。⑤人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的研究近年来呈现上升趋势,该领域的关注点从外骨骼、电刺激等单一的治疗手段,逐渐向智能化、精准化和个性化等方向转变。⑥该领域存在一些局限性,例如数据缺失或不平衡的后果、数据准确性和可重复性低以及伦理问题(如隐私、研究透明度和临床可靠性等),未来的研究应该解决数据收集的问题,需要大样本、高质量的临床数据集来建立有效的人工智能模型;同时该领域的基因组学等机制研究十分薄弱,未来可利用类脑芯片等多种机器学习技术,运用基因编辑治疗及单细胞空间转录组等方法,进行再生相关基因上调和轴突生长结构蛋白产生等基础机制研究。

关键词：人工智能神经再生脊髓损伤机器外骨骼脑机接口神经电刺激脑皮质重组深度学习机器学习神经网络

缺血性脑卒中铁死亡特征基因NFE2L2的鉴定与验证

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中国组织工程研究 2025年第7期29卷 1466-1474页

作者：王咪马书杰刘杨齐瑞上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院康复医学科上海市200437 上海中医药大学上海市201203 上海市第二康复医院上海市200431

背景:铁死亡与缺血性脑卒中的发病密切相关,靶向铁死亡是一种治疗缺血性脑卒中有前景的方案,但具体调控靶点尚不明确。目的:通过生物信息学和机器学习方法筛选缺血性脑卒中铁死亡相关特征基因,并通过细胞实验进行验证,探讨铁死亡在缺血... 详细信息

背景:铁死亡与缺血性脑卒中的发病密切相关,靶向铁死亡是一种治疗缺血性脑卒中有前景的方案,但具体调控靶点尚不明确。目的:通过生物信息学和机器学习方法筛选缺血性脑卒中铁死亡相关特征基因,并通过细胞实验进行验证,探讨铁死亡在缺血性脑卒中的作用。方法:基于GEO数据库和FerrDb数据库选取符合条件的缺血性脑卒中相关数据集和铁死亡表达数据集,通过t检验筛选铁死亡相关差异基因。对铁死亡相关差异基因进行GO功能富集分析与KEGG信号通路富集分析。通过PPI网络分析和机器学习筛选缺血性脑卒中铁死亡的特征基因,利用ROC分析和GSEA分析探究特征基因的准确性和生物功能。然后进行细胞实验,将HT22细胞分为对照组与缺血性脑卒中组,对照组不作任何干预,缺血性脑卒中组加入0.1 mol/L的H_(2)O_(2)干预24 h诱导细胞氧化应激和铁死亡,通过实时荧光定量RT-PCR和Western Blot验证铁死亡的发生和特征基因表达。结果与结论:(1)共获取45个铁死亡相关差异基因,GO和KEGG富集分析发现差异基因与氧化应激、自噬、铁死亡、脂肪细胞因子信号通路和线粒体代谢密切相关。(2)通过PPI网络中的MCODE插件和cytoHubba插件与机器学习中的LASSO算法和SVM-RFE算法共鉴定出1个铁死亡特征基因核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NFE2L2)。(3)对NFE2L2进行ROC曲线分析,发现在训练集和验证集中构建的诊断预测模型具有良好的准确性与特异性;对NFE2L2进行GSEA分析,发现特征基因通过免疫、炎症反应、氨基酸代谢及神经因子调控等方面参与缺血性脑卒中发病机制的调控。(4)细胞实验的RT-PCR和Western Blot分析表明,与对照组对比,缺血性脑卒中组中的酰基辅酶A合成酶长链家族成员4 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P<0.05),谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.05);与对照组对比,缺血性脑卒中组中特征基因NFE2L2 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P<0.05)。(5)上述结果证实,缺血性脑卒中与铁死亡密切相关,靶向特征基因NFE2L2可以为研究和治疗缺血性脑卒中提供一定的思路与方向。

关键词：缺血性脑卒中铁死亡生物信息学 HT22细胞机器学习特征基因细胞实验 NFE2L2 ASCL4 GPX4

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中西医结合耳鼻喉科学学科建设现状

中国中医药现代远程教育 2025年第2期23卷 203-206页

作者：赵乔琳裴可韩暄南京中医药大学第一临床医学院江苏南京210023 南京中医药大学中医学院·中西医结合学院江苏南京210023

近年来,中西医结合在抗击新型冠状病毒感染疫情中取得的显著成效使“中西结合”一词再次成为人们关注的焦点。党的二十大报告中,习近平总书记强调要“促进中医药传承创新发展”。中西医结合耳鼻喉科学是中医院校学子走向临床过程中一块... 详细信息

近年来,中西医结合在抗击新型冠状病毒感染疫情中取得的显著成效使“中西结合”一词再次成为人们关注的焦点。党的二十大报告中,习近平总书记强调要“促进中医药传承创新发展”。中西医结合耳鼻喉科学是中医院校学子走向临床过程中一块重要的铺路石。但近年,此学科教学过程中,暴露出学生培养方案中课程占比分布不均,授课内容存在中、西医知识生拼硬凑的现象,中西医结合类临床课程的授课内容不贴近临床实际应用等学科建设方面的不足之处。针对上述问题,作者提出了一些解决方法和建议。

关键词：中西结合耳鼻喉科学学科建设

诱导膜技术在临界尺寸骨缺损修复中的应用:优势与未来发展

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中国组织工程研究 2025年第28期29卷 6083-6093页

作者：李树源杨达文曾展鹏蔡群斌张景涛周琦石广州中医药大学第一附属医院广东省广州市510405 广州中医药大学第一临床医学院广东省广州市510405

背景:诱导膜技术(Masquelet技术)是一种两阶段手术重建大段骨缺损的新技术,在临床中应用越来越广泛。然而,该技术修复骨缺损的机制尚不十分明确。目的:就诱导膜技术的产生背景、修复机制和优势、诱导膜的特征、膜-植骨通讯、动物模型的... 详细信息

背景:诱导膜技术(Masquelet技术)是一种两阶段手术重建大段骨缺损的新技术,在临床中应用越来越广泛。然而,该技术修复骨缺损的机制尚不十分明确。目的:就诱导膜技术的产生背景、修复机制和优势、诱导膜的特征、膜-植骨通讯、动物模型的选择、骨水泥的种类、形貌、所载抗生素对诱导膜的影响、固定方式的选择和骨组织工程材料方面进行综述,以期为未来临界尺寸骨缺损的治疗和诱导膜技术的改进提供新思路。方法:检索PubMed、Web of Science数据库和中国知网(CNKI)中1986-2024年出版的文献,共检索到890篇参考文献。按与诱导膜技术基础研究相关的入选标准进行人工筛选和分析,排除与主题相关性差和重复的文献,纳入研究的文献包括实验类研究原著、综述、荟萃分析等,最终纳入72篇文献进行归纳和分析。结果与结论:①诱导膜技术修复骨缺损的机制尚不明确,但膜和植骨两者缺一不可;②诱导膜是一种富含多种骨形成相关细胞、生长因子和血管的分层较明显组织,其血管化和生长因子的分泌随时间而动态变化;③对于动物模型选择,从解剖结构、负重模式和骨重塑的相似度来讲,羊更为接近;从饲养成本和难度、造模周期来讲,大鼠更合适;④聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥不是唯一可以用做诱导生物膜的材料,可能有更加合适的材料可以诱导出更高质量的生物膜;骨水泥负载抗生素的剂量(主要是万古霉素)为每40 g的聚甲基丙烯酸甲酯负载1-4 g抗生素;⑤对于动物(特别是大鼠)固定方式而言,钢板使用更为广泛,固定方式更加可靠,可重复性更高;⑥未来可能会有新的材料替代自体骨促进Masquelet技术的骨修复能力。

关键词：诱导膜技术骨缺损动物模型骨水泥骨组织工程工程化骨

基于“肌骨同治”探究绝经后膝骨关节炎与肌肉减少症相关性

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辽宁中医药大学学报 2025年第1期27卷 74-78页

作者：吴佳威何晓铭魏秋实何伟张庆文刘文刚何敏聪广州中医药大学第三临床医学院广东广州510145 广州中医药大学第三附属医院广东广州510145 广东省中医骨伤研究院广东广州510145 广东省中医药研究开发重点实验室广东广州510095 中医证候全国重点实验室/骨科广东广州510030 广东省第二中医院(广东省中医药工程技术研究院) 广东广州510030

膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)和肌肉减少症(sarcopenia,SP)是绝经后中老年女性群体两大常见的肌肉骨骼系统慢性疾病,致残率极高,常在临床上伴随出现,然而,目前两者之间的发病机制及病理关系尚不明确。因此文章通过检索近年来国... 详细信息

膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)和肌肉减少症(sarcopenia,SP)是绝经后中老年女性群体两大常见的肌肉骨骼系统慢性疾病,致残率极高,常在临床上伴随出现,然而,目前两者之间的发病机制及病理关系尚不明确。因此文章通过检索近年来国内外KOA与SP相关文献,并对此进行综述。研究表明绝经后雌激素水平变化会加速KOA疾病进程,同时导致肌肉力量和功能下降;二者具有肥胖、维生素D缺乏、糖尿病等多种共同危险因素,在病理进程上存在交叉。同时,中医基础理论研究认为肾虚是绝经后KOA和SP的共同病机,且在中医证候、辨证论治等方面存关联。二者的现代医学应用、中医诊治现状以及现代中医循证研究也表明通过综合治疗和管理,可以有效改善患者的症状,提高生活质量。总之,“肌骨同治”是一个重要的学术指导思想和治疗策略,对于绝经后KOA与SP的治疗和预防都有重要意义,但仍需要更多客观依据来提高其精准度,为中医药的精准防治提供参考。

关键词：肌骨同治绝经后膝骨关节炎肌肉减少症

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深度学习在心力衰竭检测中的应用综述

计算机科学与探索 2025年第1期 65-78页

作者：王永威魏德健曹慧姜良山东中医药大学智能与信息工程学院

随着生物医学技术的发展，利用生物信号进行心力衰竭的早期诊断已成为提高患者生存率和降低治疗成本的关键策略。在此背景下，深度学习技术的迅猛发展为心力衰竭检测开辟了新路径。系统地综述了深度学习在心力衰竭检测中的最新进展和应... 详细信息

随着生物医学技术的发展，利用生物信号进行心力衰竭的早期诊断已成为提高患者生存率和降低治疗成本的关键策略。在此背景下，深度学习技术的迅猛发展为心力衰竭检测开辟了新路径。系统地综述了深度学习在心力衰竭检测中的最新进展和应用。概述了心力衰竭检测涉及的主要生物医学信号和公开数据集。详细分析了深度学习在心力衰竭诊断领域的应用及其发展，特别是对卷积神经网络和长短期记忆网络处理心电图、心率变异性、心音等关键生物医学信号的能力进行了深入分析，总结了这些技术的优势、局限性，并对各类模型性能进行了比较。探讨了通过融合多种人工智能技术所构建的混合模型在提升检测精度和模型泛化能力方面的潜力，以及如何利用模型的可解释性来增加检测过程的透明度，提升医生的信任度。最后总结了当前研究存在的不足，并对未来研究方向提出展望，强调了跨学科合作在推动心力衰竭检测技术进步中的重要性。

关键词：心力衰竭生物医学信号深度学习卷积神经网络循环神经网络混合模型

三种腰椎间盘突出症大鼠模型制备方法的比较与评价

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2930-2936页

作者：尹浩吉美奇胡志祥吴涵吕恒李圣云李蕾翟春涛吕玉娥山西中医药大学第二临床学院山西省晋中市030619 山西省针灸医院山西省太原市030006

背景:目前实验中有多种腰椎间盘突出症大鼠模型,但各自存在一定的优缺点,其中最常见的造模方法包括自体髓核移植和纤维环穿刺模型。目的:建立自体髓核移植模型(剪除棘突+乳突/剪除侧突+乳突)以及纤维环穿刺模型,比较及评估3种模型的特... 详细信息

背景:目前实验中有多种腰椎间盘突出症大鼠模型,但各自存在一定的优缺点,其中最常见的造模方法包括自体髓核移植和纤维环穿刺模型。目的:建立自体髓核移植模型(剪除棘突+乳突/剪除侧突+乳突)以及纤维环穿刺模型,比较及评估3种模型的特点。方法:将40只成年雄性SD大鼠随机分为4组,每组10只,分别为假手术组、棘突组、侧突组及纤维环穿刺组,其中假手术组大鼠仅切开皮肤,暴露棘突后并缝合;棘突组大鼠剪除L5棘突和乳突并取2枚尾椎髓核放于椎间孔处;侧突组大鼠剪除L5侧突和乳突并取2枚尾椎髓核放于椎间孔处;纤维环穿刺组大鼠剪除乳突后,进行纤维环穿刺术,并行椎间盘注射白细胞介素1β。分别在造模前和造模后检测大鼠热缩足潜伏期,造模结束后2周进行腰椎MRI检测;苏木精-伊红染色和番红-固绿染色观察椎间盘病理改变;免疫荧光观察CD68阳性表达。结果与结论:①热痛阈检测结果显示:与假手术组相比,模型组大鼠在造模后痛觉敏感均降低,耐受时间均降低(P<0.05);②腰椎MRI影像显示:棘突组和纤维环穿刺组髓核组织突出明显,更符合常见腰椎间盘突出患者MRI影像;③苏木精-伊红染色观察:与假手术组比较,各模型组髓核组织存在不同程度退变,炎性细胞浸润和脊索细胞降解,出现空洞样改变,其中纤维环穿刺组病理改变最严重;④番红-固绿染色显示:与假手术组比较,3组模型的髓核组织边界模糊,存在广泛炎性反应,纤维环存在不同程度退变;⑤CD68+免疫荧光阳性结果显示:与假手术组相比,3组模型的CD68+表达更高、范围更广,其中纤维环穿刺组表达最高。结果说明3种方法均能有效建立腰椎间盘突出大鼠模型,其中剪除乳突后建立纤维环穿刺模型优于剪除棘突+乳突组自体髓核移植模型,前2种模型优于剪除侧突+乳突组自体髓核移植模型。

关键词：自体髓核移植纤维环穿刺腰椎间盘突出症 MRI CD68+ 动物模型

中国西北地区老年高血压人群的健康相关生命质量研究

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中国全科医学 2025年第2期28卷 199-207页

作者：齐鸣瑞王文娟田利民甘肃中医药大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000 甘肃省人民医院内分泌科甘肃省兰州市730000

背景高血压在中国是一个日益严重的公共卫生问题,近年来越来越多的研究开始关注高血压老年人的生命质量,并探讨影响其生命质量的因素,对于制订有效的高血压健康管理计划意义重大。目的本研究旨在利用中文欧洲五维度量表(EQ-5D-5L)和中文... 详细信息

背景高血压在中国是一个日益严重的公共卫生问题,近年来越来越多的研究开始关注高血压老年人的生命质量,并探讨影响其生命质量的因素,对于制订有效的高血压健康管理计划意义重大。目的本研究旨在利用中文欧洲五维度量表(EQ-5D-5L)和中文15D量表测量西北地区高血压老年人的健康效用值(HSU),评估健康相关生命质量(HRQoL),并探讨影响老年人HRQoL的主要因素。方法2021年在甘肃省兰州市随机招募2000名老年人,通过问卷调查、基础体检和实验室检查收集临床资料,采用EQ-5D-5L和15D量表测量HSU。采用亚组分析、Tobit回归和多元线性回归分析探究老年人HRQoL的影响因素。结果共有1784名老年人完整参与本次研究,其中50.9%的老年人血压正常,676名(37.9%)老年人为Ⅰ级高血压,152名(8.5%)为Ⅱ级高血压,48名(2.7%)为Ⅲ级高血压,这些患者的HSU在EQ-5D-5L中分别为0.949、0.942、0.933和0.921,在15D量表中分别为0.875、0.863、0.851和0.840。Tobit回归分析显示,在EQ-5D-5L中,性别、年龄、受教育年限、职业状态和年收入与老年人HSU相关(P<0.05),多元线性回归分析显示,在15D量表中,性别、年龄、受教育年限、高血压和饮酒与老年人HSU相关(P<0.05)。结论随着高血压分级的增加,EQ-5D-5L和15D量表的HSU均逐渐降低,表明HRQoL逐渐受损,影响老年人HRQoL的因素包括性别、年龄、高血压、受教育年限、婚姻状况、职业状态、年收入和饮酒。

关键词：健康相关生命质量老年人高血压 EQ-5D-5L 15D量表

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工程化外泌体靶向递送药物的抗肿瘤效应

中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6753-6764页

作者：代月优郭丹丹王茜茜王白燕冯书营河南中医药大学医学院河南省郑州市450046 河南省中医药特医食品工程研究中心河南省郑州市450046

背景:当前治疗肿瘤的药物主要以化学药为主,但存在着耐药和不良反应等问题。外泌体药物递送系统不仅避免了人工合成纳米颗粒药物的毒性,而且增加了药物的生物利用度和生物相容性。通过生物、物理和化学方法对外泌体进行修饰进而打造成... 详细信息

背景:当前治疗肿瘤的药物主要以化学药为主,但存在着耐药和不良反应等问题。外泌体药物递送系统不仅避免了人工合成纳米颗粒药物的毒性,而且增加了药物的生物利用度和生物相容性。通过生物、物理和化学方法对外泌体进行修饰进而打造成一种新型的纳米载药平台。目的:对外泌体药物递送系统的构建策略和在肿瘤疾病中的应用现状以及当前所面临的各种挑战进行了综述。方法:以“Exosomal,tumor,microvesicle,extracellular vesicles,engineered,therapeutics,characterization,isolation,drug delivery,targeting,modification strategies,physics,chemistry,biology”为英文检索词和“外泌体,药物递送,肿瘤”为中文检索词检索PubMed及中国知网数据库,最终纳入了132篇文献进行深入地归纳和探讨。结果与结论:①外泌体提取的技术手段,包括超速离心法、过滤法和试剂盒提取等,这些方法虽然能够高效地分离出外泌体,但是过程繁琐并且耗时较长,无法实现外泌体的大规模提取。②工程化外泌体主要分为4类:基因编辑工程化,通过基因改造提升功能;内源性工程化,利用炎症因子等预处理增强药物递送;外源性工程化,直接在外泌体中封装药物;混合型工程化,结合外泌体与脂质纳米颗粒形成新颗粒。目前部分工程化外泌体已进入癌症治疗的临床试验阶段,但多处于早期阶段。相比较而言,基因工程化外泌体因高靶向性和定制化潜力,被视为未来药物递送的重要方向。③实现工程化外泌体的临床转化还有诸多限制,在技术方面,大规模生产、纯化及载药效率等技术难题亟待解决;在生产方面,高昂成本及批次稳定性问题影响普及;在安全性方面,免疫原性及潜在毒性需全面评估;此外,监管政策的不完善及审批流程的复杂性也构成其临床转化的障碍。④未来需通过技术创新、成本控制、安全性提升及政策完善等多方面努力,推动工程化外泌体的临床转化进程。

关键词：工程化外泌体药物负载靶向递送肿瘤治疗癌症基因编辑工程化外源性工程化混合型工程化应用前景

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