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用于ECG电极的长期稳定性评估方法:以皮革电极为例

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材料导报 2025年第4期39卷 22-27页

作者：刘海龙芶立四川大学生物医学工程学院成都610065

新型柔性电极采集心电(ECG)数据十分便利,但证实电极有效性时缺乏长期稳定性的评估数据,因此提出了一种多维度评价新型柔性电极长期稳定性的方法,包括外观形态、电极-皮肤接触阻抗、三种姿态下ECG采集质量三个方面;其中ECG采集质量的评... 详细信息

新型柔性电极采集心电(ECG)数据十分便利,但证实电极有效性时缺乏长期稳定性的评估数据,因此提出了一种多维度评价新型柔性电极长期稳定性的方法,包括外观形态、电极-皮肤接触阻抗、三种姿态下ECG采集质量三个方面;其中ECG采集质量的评估由改进的信噪比、设计的汉明距离(HD-RPS-2D)和其他四个常用指标进行量化。通过自制的新型猪皮革电极进行验证,结果表明:在144 h的佩戴过程中,猪皮革电极外观变化小,电极-皮肤接触阻抗在20~50 Hz范围内均低于标准电极,并且在所有测试频段内整体波动小;六个指标能够衡量ECG信号质量,采集ECG的指标值在三种姿态下均与标准电极高度相近,特别是坐姿、站姿状态下长期稳定。

关键词：柔性电极心电电极皮革电极长期稳定性

环介导等温扩增技术及其在分子POCT产品中的应用

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中国生物工程杂志 2025年第1期45卷 38-48页

作者：贺佳佳孙睿陈名利尹焕才中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)反应速度较快、特异性良好、硬件需求低，常作为核酸扩增的核心方法用于核酸分子的即时检测(point-of-care testing, POCT)产品中。等温扩增分子POCT产品按检测流程... 详细信息

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)反应速度较快、特异性良好、硬件需求低，常作为核酸扩增的核心方法用于核酸分子的即时检测(point-of-care testing, POCT)产品中。等温扩增分子POCT产品按检测流程通常分为样品前处理、核酸分子扩增和产物检测三个核心单元，每个单元环环相扣，决定产品性能及临床应用中的表现。在新冠疫情期间，LAMP及其衍生技术从实验室到临床得到快速发展，涌现了大量的分子POCT产品，从解决方案、成本和效益等方面加速了核酸检测技术的发展，推动了该技术在居家、社区、海关、野外等场景下的应用。综述等温扩增分子POCT产品三个核心单元的技术发展以及2019年以来用于新冠病毒及其他病原体检测的等温扩增分子POCT产品的原理、组成、产品性能和应用成效，探讨LAMP与微流控、免疫侧向流层析、成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)等技术的结合及未来产品开发趋势。

关键词：环介导等温扩增技术即时检测 POCT产品

面向脊柱内植物的聚氨酯及其改性材料的应用及研究进展

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中国生物医学工程学报 2025年第01期 112-123页

作者：肖汝欣廖立琼宋剑南方医科大学生物医学工程学院中山大学·深圳生物医学工程学院

聚氨酯(PU)及其改性材料，因其出色的理化性质和良好的生物相容性，正作为新兴的骨生物材料日益受到临床应用的青睐。在临床实践中，PU的组成和加工方式影响其机械性能，进而直接影响脊柱内植物的稳定性。概述了不同PU材料的合成与加工... 详细信息

聚氨酯(PU)及其改性材料，因其出色的理化性质和良好的生物相容性，正作为新兴的骨生物材料日益受到临床应用的青睐。在临床实践中，PU的组成和加工方式影响其机械性能，进而直接影响脊柱内植物的稳定性。概述了不同PU材料的合成与加工方式对其机械性能的影响，分析了这些材料在脊柱内植物应用中的生物力学表现和临床试验效果，总结了PU在脊柱内植物中的应用成果及其局限性，并展望了其未来发展趋势，以期为该领域的持续进步提供参考。

关键词：聚氨酯脊柱内植物生物材料

鸽腺病毒Ⅰ型TaqMan探针实时荧光定量PCR检测方法的建立及遗传进化分析

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江西农业大学学报 2025年第1期47卷 167-177页

作者：安乐乐刘倩芸蓝秋菊罗迅赵永清西北民族大学生物医学研究中心甘肃兰州730030 西北民族大学生命科学与工程学院甘肃兰州730100

【目的】鸽腺病毒感染在全球鸽群中广泛分布,可引起多种临床症状,如呕吐、腹泻、肝脏损伤等,严重影响鸽的健康与养殖效益。建立一种快速高效检测鸽腺病毒Ⅰ型(PiAdV-Ⅰ)TaqMan探针实时荧光定量PCR方法,为鸽腺病毒Ⅰ型临床检测及流行病... 详细信息

【目的】鸽腺病毒感染在全球鸽群中广泛分布,可引起多种临床症状,如呕吐、腹泻、肝脏损伤等,严重影响鸽的健康与养殖效益。建立一种快速高效检测鸽腺病毒Ⅰ型(PiAdV-Ⅰ)TaqMan探针实时荧光定量PCR方法,为鸽腺病毒Ⅰ型临床检测及流行病学调查提供技术平台。【方法】依据GenBank公布鸽腺病毒Ⅰ型Hexon基因保守区设计引物探针并构建重组质粒pCE2-TA-PiAdV-Ⅰ;优化反应体系和程序,绘制标准曲线、特异性、敏感性和重复性评价,建立鸽腺病毒Ⅰ型TaqMan探针实时荧光定量PCR检测方法;扩增测序阳性临床样品的Hexon基因,使用MEGA5.0进行进化树构建及同源性分析。【结果】该TaqMan探针实时荧光定量PCR方法标准曲线y=-3.1081x+37.374,线性相关系数R2为0.9977,线性关系良好;与鸽疱疹病毒、鸽圆环病毒等鸽子其他常见病毒无交叉反应,具有良好的特异性;最低检测拷贝数为14.6 copies/μL,敏感性是常规PCR方法的10倍,具有高敏感性;组内和组间变异系数均低于1.1%,重复性好。通过检测112份鸽子病料样品,该TaqMan探针实时荧光定量PCR方法检测阳性率为69.64%(78/112),并且高于常规PCR方法阳性检出率65.18%(73/112)。此外,建立的TaqMan探针实时荧光定量PCR方法与常规PCR方法的阳性符合率为100%,总体符合率为95.54%。3条测序毒株与Ⅰ型鸽腺病毒参考毒株同源性为99.47%~99.71%,遗传关系高度接近,表明可能由同一个原始毒株进化而来。【结论】研究建立的鸽腺病毒Ⅰ型TaqMan探针实时荧光定量PCR检测方法线性关系良好、特异性强、敏感性高及重复性好,可快速高效检测出临床样品中的PiAdV-Ⅰ。此外,所扩增序列能够用于分析临床毒株遗传进化特征,有助于快速准确诊断鸽腺病毒感染及疫苗研发提供参考依据。

关键词：鸽腺病毒Ⅰ型 Hexon基因 TaqMan探针实时荧光定量PCR 遗传进化分析临床检测流行病学调查

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基于小型神经网络的癫痫发作预测研究

首都医科大学学报 2025年第1期46卷 91-98页

作者：欧阳慧李宇堂娄晓越刘人硕孙敬孝李春林张旭首都医科大学生物医学工程学院北京100069

目的基于头皮脑电数据,提出一种针对难治性癫痫患者的癫痫发作预测方法并运用人工神经网络模型进行高效预测,以期提升癫痫脑电信号的分类预测效能。方法采用波士顿儿童医院的难治性癫痫患者长时脑电数据库,从脑电同步性、复杂度及能量... 详细信息

目的基于头皮脑电数据,提出一种针对难治性癫痫患者的癫痫发作预测方法并运用人工神经网络模型进行高效预测,以期提升癫痫脑电信号的分类预测效能。方法采用波士顿儿童医院的难治性癫痫患者长时脑电数据库,从脑电同步性、复杂度及能量分布等多个维度提取癫痫发作间期和发作前期的脑电特征,并将这些特征输入人工神经网络模型中进行分类识别,从而实现癫痫的精准预测。通过调整模型参数以优化性能,并与现有的深度学习模型进行对比评估。结果本研究提出的模型准确率为99.29%,精确度为91.44%,灵敏度为96.46%,特异性为99.46%。与当前基于机器学习和深度学习框架的癫痫发作预测研究相比,本研究的模型在分类预测能力上实现了提升,展现了更高的预测准确性。结论通过手动提取癫痫脑电特征并构建人工神经网络模型,实现了对癫痫发作的有效预测。模型具有较高的准确性和稳定性,为辅助临床癫痫治疗和预防提供了可靠的技术支持。

关键词：癫痫发作预测脑电特征提取机器学习

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精勤不倦,奔涌不息——记北京市高校教学名师,首都医科大学生物医学工程学院张旭教授

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首都医科大学学报 2025年第1期46卷 172-176页

作者：魏婧张璐梁莹李春林首都医科大学生物医学工程学院北京100069

张旭,女,教授,博士生导师,曾任首都医科大学生物医学工程学院党委书记、院长、临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室主任。北京市优秀教师、北京市教学名师,北京市优秀本科育人团队带头人,国家一流专业建设点生物医学工程专业负责... 详细信息

张旭,女,教授,博士生导师,曾任首都医科大学生物医学工程学院党委书记、院长、临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室主任。北京市优秀教师、北京市教学名师,北京市优秀本科育人团队带头人,国家一流专业建设点生物医学工程专业负责人,担任教育部生物医学工程类专业教学指导委员会委员,中国研究型医院学会临床工程专业委员会主任委员,中国药品监督管理研究会医疗器械监管研究专业委员会副主任委员,中国康复辅助器具协会康复工程专业委员会副主任,中国医疗保健国际交流促进会听力专业委员会副主任委员,国家医疗器械审评中心评审专家,中国电子学会生物医学电子分会委员。主要从事神经工程,脑功能认知,医学人工智能,功能神经电刺激在脑网络疾病治疗及脊髓损伤功能重建的方法研究,智能植入式刺激器研发。主持完成多项国家自然科学基金、国家自然科学基金重大仪器、国自然重点国际合作项目、北京市自然科学基金项目、教育部创新项目、中国药品监督管理研究会重点项目。发表研究论文70余篇,获得国家发明专利、实用新型专利6项,出版专著与教材5部。

关键词：生物医学工程重点项目中国电子学会实用新型专利康复工程医疗器械教学名师北京市重点

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肺癌中RET基因重排的荧光原位杂交信号特征

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中华病理学杂志 2025年第1期54卷 36-40页

作者：刘媛媛武莎斐刘笑玎李凯咪曾玲丽卢临萍曾瑄中国医学科学院、北京协和医学院、北京协和医院病理科北京100730 清华大学生物医学工程学院北京100084

目的探讨肺癌中RET基因重排肿瘤的荧光原位杂交(FISH)信号特征。方法收集北京协和医院2019年12月至2022年4月存档的甲醛固定石蜡包埋的表皮生长因子受体(EGFR)野生型和间变性淋巴瘤激酶(ALK)免疫组织化学阴性的肺腺癌标本616例,经基于... 详细信息

目的探讨肺癌中RET基因重排肿瘤的荧光原位杂交(FISH)信号特征。方法收集北京协和医院2019年12月至2022年4月存档的甲醛固定石蜡包埋的表皮生长因子受体(EGFR)野生型和间变性淋巴瘤激酶(ALK)免疫组织化学阴性的肺腺癌标本616例,经基于不平衡设计的逆转录数字PCR方法筛选出RET阳性的标本33例,以分离探针进行RET FISH检测,并通过二代测序验证FISH结果和确定RET基因重排类型。结果在33例逆转录数字PCR检出的RET阳性样本中,经二代测序检测均含有RET基因重排。其中包括27例KIF5B::RET、3例CCDC6::RET、2例ERC1::RET和1例CCDC186::RET重排。RET FISH检测结果为32例阳性、1例阴性。在FISH阳性标本中,25例(78.1%,25/32)样本为红绿信号分离,阳性细胞数为52%~100%;7例(21.9%,7/32)样本以孤立的3′信号为特征,阳性细胞数介于38%~88%之间。未见以单个5′信号聚集为特征的FISH阳性类型。最常见的伙伴基因是KIF5B(81.8%,27/33),且RET基因重排者女性居多(72.7%,24/33)。结论对于RET基因重排的肺癌来说,大多数样本的FISH类型表现为分离信号,而且具有重排信号的瘤细胞常是高占比的。

关键词：肺肿瘤基因重排原位杂交荧光序列分析 DNA RET基因

3D打印牙周骨再生引导支架的构建及性能研究

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功能材料 2025年第02期 2135-2142页

作者：王迪康俊嘉黄若希赵嘉钰连小洁太原理工大学生物医学工程学院生物医学工程系功能蛋白山西省重点实验室纳米生物材料与再生医学研究中心

在牙槽骨缺损治疗中，传统的植骨方法往往由于修复过程中软组织的长入而使修复失败。因此，研究设计出不同线间距的双层支架模型，并利用3D打印技术构建了一种双层的引导膜在防止软组织长入的同时引导骨再生，主要是通过海藻酸钠(SA)分... 详细信息

在牙槽骨缺损治疗中，传统的植骨方法往往由于修复过程中软组织的长入而使修复失败。因此，研究设计出不同线间距的双层支架模型，并利用3D打印技术构建了一种双层的引导膜在防止软组织长入的同时引导骨再生，主要是通过海藻酸钠(SA)分别与α-磷酸三钙(α-TCP)和氯化钙的两步交联，为进一步加强生物活性和力学性能，复合了纳米丝素纤维(SFF)。通过Pr值和微丝坍塌评价复合生物墨水的可打印性，利用SEM、XRD、和FTIR分别对支架的形貌和结构进行评价。最后用CCK-8、ALP、茜素红等试验评价复合支架的细胞活性、促成骨分化能力。结果表明，当α-TCP的比例为40%(质量分数)时，SFF的浓度从0.5%增加至2%,支架的可打印性、力学性能和成骨活性得到提高，溶胀率和降解率下降。研究的支架有望在引导牙周骨组织再生等方面的临床治疗上提供一定的理论依据。

关键词： 3D打印 α-磷酸三钙海藻酸钠纳米丝素纤维骨再生引导支架

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基于多尺度特征网络的高动态范围图像压缩

激光与光电子学进展 2025年第04期 393-401页

作者：刘亚搏杨孝全江涛海南大学生物医学工程学院华中科技大学苏州脑空间信息研究院

针对现有方法在处理高动态范围的猕猴全脑数据时难以实现高压缩比且低失真的问题，提出一种基于U-Net框架的端到端多尺度压缩网络。首先在压缩模块和重建模块之间建立多层次的可控跳跃连接，以增加网络的稳定性并保留图像数据的高频信... 详细信息

针对现有方法在处理高动态范围的猕猴全脑数据时难以实现高压缩比且低失真的问题，提出一种基于U-Net框架的端到端多尺度压缩网络。首先在压缩模块和重建模块之间建立多层次的可控跳跃连接，以增加网络的稳定性并保留图像数据的高频信息。然后对编码模块输出的数据进行直通估计量化，从而在加速概率模型建模过程的同时提高压缩比。实验结果表明，所提网络在细胞构筑数据集和神经纤维数据集上的率失真曲线均优于其他主流深度学习方法及传统JPEG2000方法，在160倍压缩比下，所提模型的多尺度结构相似性指数不低于0.99。

关键词：猕猴全脑数据多尺度压缩网络直通估计量化率失真曲线多尺度结构相似性指数