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X射线诊疗创新平台助力医学物理本硕博学生培养

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物理与工程 2024年第5期 121-126+197页

作者：戎军艳高鹏刘天帅张文立李汪洋刘洋卢虹冰空军军医大学军事生物医学工程学系陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室

实践教学是提升医学物理人员专业能力和职业素养的重要环节。本文探索一种基于X射线诊疗科研创新平台开展医学物理人才培养的实践教学新模式。通过分析X射线诊疗平台的优势，结合学生课题研究与能力培养，总结培养经验。研究表明学生通... 详细信息

实践教学是提升医学物理人员专业能力和职业素养的重要环节。本文探索一种基于X射线诊疗科研创新平台开展医学物理人才培养的实践教学新模式。通过分析X射线诊疗平台的优势，结合学生课题研究与能力培养，总结培养经验。研究表明学生通过直接参与X射线诊疗平台开发与应用，培养了程序设计与分析、实验设计与动手、科研思维与创新、社会协作与协调能力。所提实践教学模式能教研相长，为培养高素质医学物理学生创新实践能力提供了新的思路。

关键词： X射线诊疗平台医学物理学生培养实践教学

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表面肌电监测在引体向上教学训练中的应用研究

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空军军医大学学报 2024年

作者：翟明明师正辉李远辙张晨旭罗二平汤池空军军医大学军事生物医学工程学系陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室

目的针对军队男性文职人员体能考核引体向上科目及格率较低、训练效果不理想的问题，基于人因工程学表面肌电监测方法对受试者引体向上运动进行分析，探究表面肌电信号辅助引体向上教学训练是否可行。方法随机选取五名男性社会招聘文... 详细信息

目的针对军队男性文职人员体能考核引体向上科目及格率较低、训练效果不理想的问题，基于人因工程学表面肌电监测方法对受试者引体向上运动进行分析，探究表面肌电信号辅助引体向上教学训练是否可行。方法随机选取五名男性社会招聘文职人员，通过监测其引体向上运动过程中肱桡肌、肱二头肌、三角肌后束、斜方肌和背阔肌电信号，选用肌肉激活强度、贡献率和激活时序三个参数分析受试者技术动作特性。结果肌电监测数据显示，受试者肌肉激活强度、贡献率和肌肉激活时序等与标准引体向上存在差异。受试者主发力肌群为肱桡肌和肱二头肌，斜方肌与背阔肌激活不足，导致三角肌后束与肱二头肌代偿发力，作为辅助肌群的三角肌后束贡献率高于背阔肌。结论表面肌电监测可将视觉无法观察到的内在肌肉动作以肌电信号形式呈现，辅助教员及时分析受试者的技术动作特性，为后续进行针对性训练指导提供参考。

关键词：表面肌电引体向上体能训练体育教学

不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气影响的对比研究

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中国康复医学杂志 2024年第5期39卷 634-640页

作者：高志君赵珂代萌王春晨刘洋秦义隆代静王航文治洪曹新生杨琳第四军医大学航空航天医学系航空航天人机工效学教研室陕西省西安市710032 空军第九八六医院呼吸内科第四军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程教研室

目的:利用生物电阻抗成像(EIT)技术探究不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气的影响,以期为慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者在训练标准及方法选取上提供行之有效的康复指导方案。方法:共纳入28名健康志愿者,取舒适站立位并进行:(1)平静呼吸;... 详细信息

目的:利用生物电阻抗成像(EIT)技术探究不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气的影响,以期为慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者在训练标准及方法选取上提供行之有效的康复指导方案。方法:共纳入28名健康志愿者,取舒适站立位并进行:(1)平静呼吸;(2)腹式呼吸;(3)缩唇呼吸;(4)腹式缩唇呼吸,每位被试的四种呼吸方式随机决定,整个过程中连续记录胸部EIT;分别对比四种呼吸方式期间的潮气量(TV)、呼气末肺阻抗(EELI)、通气中心(center of ventilation,Co V)、不均一指数(GI)、区域通气延迟(RVD)。结果:较平静呼吸,腹式呼吸、缩唇呼吸及腹式缩唇呼吸三种呼吸训练方法期间的TV明显增大(P<0.05);EELI明显降低(P<0.05);Co V明显减小(P<0.05,腹侧通气增多);腹式呼吸和腹式缩唇呼吸的GI明显减小(P<0.05,通气更均匀);缩唇呼吸和腹式缩唇呼吸RVD明显增加(P<0.05)。结论:腹式呼吸、缩唇呼吸、腹式缩唇呼三种呼吸训练方法均能有效增加肺通气量,减少肺功能残气量,但三种呼吸训练方法对肺通气的影响各不相同:缩唇呼吸通气向腹侧移动更显著(COV更小),区域通气延迟更显著(RVD更大),而腹式呼吸可改善通气均匀性(GI更小)。因此,从区域性肺通气的角度,建议COPD患者在进行呼吸训练时应腹式呼吸与缩唇呼吸独立交替进行,以达到更好的呼吸训练效果。

关键词：生物电阻抗成像技术区域性肺通气腹式呼吸缩唇呼吸慢性阻塞性肺疾病

基于搏动法电阻抗断层成像技术监测家猪体姿变化对肺血流灌注影响的研究

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空军军医大学学报 2024年

作者：李俊瑶朱明旭王伟策李蔚琛郭奕彤季振宇史学涛空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室空军军医大学陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室空军军医大学唐都医院超声诊断科

目的基于电阻抗断层成像（EIT）技术探索无创监测不同体姿对局部肺血流灌注占比的影响。方法选取6只麻醉家猪为对象，采取仰卧和俯卧两种体姿进行EIT监测；对搏动法得到的电阻抗图像中肺区域重构值进行定量分析，通过四分层法求取腹... 详细信息

目的基于电阻抗断层成像（EIT）技术探索无创监测不同体姿对局部肺血流灌注占比的影响。方法选取6只麻醉家猪为对象，采取仰卧和俯卧两种体姿进行EIT监测；对搏动法得到的电阻抗图像中肺区域重构值进行定量分析，通过四分层法求取腹内、腹外、背内和背外4个区域的肺血流灌注占比，最后通过高渗盐水造影技术作为标准进行对照验证。结果搏动法监测不同体姿在腹内侧的肺灌注占比有显著性差异（P<0.001），在腹外侧没有显著性差异；但在背内侧（P<0.017）和背外侧（P<0.008）均有显著性差异。最后将搏动法与高渗盐水法监测不同体姿变化对肺血流灌注影响的结果进行了一致性检验，其Kappa=0.684且P<0.001，表示两种方法得到的结果具有一致性。结论监测结果表明，体姿改变影响了肺血流灌注分布占比情况，这为临床上开展EIT无创监测局部肺灌注研究奠定了基础。

关键词：电阻抗断层成像搏动法肺血流灌注高渗盐水造影技术

基于知识图谱的资源推荐系统设计及其在医用传感器课程教学中的应用

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医疗卫生装备 2024年第10期45卷 93-97页

作者：刘亦凡代萌付峰空军军医大学军事生物医学工程学系陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室西安710032

介绍了医用传感器课程的内容特点和传统授课方法存在的问题,提出了基于知识图谱的资源推荐系统的设计思路,并从教学资源采集、医用传感器知识图谱构建、基于知识图谱的推荐算法实现等方面阐述了该系统的实现方法。对该系统进行了可行性... 详细信息

介绍了医用传感器课程的内容特点和传统授课方法存在的问题,提出了基于知识图谱的资源推荐系统的设计思路,并从教学资源采集、医用传感器知识图谱构建、基于知识图谱的推荐算法实现等方面阐述了该系统的实现方法。对该系统进行了可行性分析和应用效果评价,指出了该系统符合以学生为主体的教学模式要求,可缩短学生对教学资源的检索时间、提高学生满意度,对其他类似课程的教学资源推荐系统设计具有一定借鉴意义。

关键词：知识图谱医用传感器课程教学资源检索生物医学工程教学资源推荐系统

基于机器学习的生物雷达非接触识别头部特定动作方法研究

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中国医疗设备 2024年第7期39卷 1-7,13页

作者：徐存卓张力方焦腾吕昊张杨王健琪于霄空军军医大学军事生物医学工程学系陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室陕西西安710032

目的提出一种基于生物雷达传感器的头部特定动作非接触识别方法。方法首先对头部特定动作——静止、点头、左转、右转、后倾、张嘴、左点头、右点头采集雷达回波信号;其次,通过时域处理和时频分析得到时域和时频谱2种图像数据;接着从时... 详细信息

目的提出一种基于生物雷达传感器的头部特定动作非接触识别方法。方法首先对头部特定动作——静止、点头、左转、右转、后倾、张嘴、左点头、右点头采集雷达回波信号;其次,通过时域处理和时频分析得到时域和时频谱2种图像数据;接着从时域和时频域数据中分别提取特征并利用主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)构建更为有效的新特征;最后,运用支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)对新特征进行分类。结果基于PCA和SVM构建人体动作特征提取方法,并对人体头部动作进行识别,结果显示,不同类型头部动作的分类识别准确率可达88.64%。结论本文提出的头部动作非接触识别对于阿尔茨海默病患者增强社会交流、延缓病情发展、提升生活质量具有重要意义。

关键词：机器学习非接触检测生物雷达主成分分析法头部动作

医疗保障任务风险评估：一项结合判断矩阵与群智能优化算法的研究

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空军军医大学学报 2024年

作者：王鹏韩宇鹏张涛田翔叶健安王慧徐灿华空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室西宁联勤保障中心药品仪器监督检验站空军军医大学西京医院麻醉科

[摘要]目的提出一种快速智能优化算法，使在使用层次分析法（AHP）对医疗保障分队任务进行风险评估时存在的判断矩阵不满足一致性的问题得到解决，同时最大程度保留专家原始信息。方法在原判断矩阵的基础上，充分结合各指标间两两重要... 详细信息

[摘要]目的提出一种快速智能优化算法，使在使用层次分析法（AHP）对医疗保障分队任务进行风险评估时存在的判断矩阵不满足一致性的问题得到解决，同时最大程度保留专家原始信息。方法在原判断矩阵的基础上，充分结合各指标间两两重要性程度，通过特征向量法构造一个各指标之间重要性程度完全合理的矩阵作为过渡矩阵。进而以一定比例系数将两个矩阵结合，使结合成的新矩阵既满足指标间重要程度比较的合理性，又能最大程度保留原矩阵的信息。为了找到最优的比例系数，结合群智能优化算法，设置优化目标为新矩阵与原始矩阵的相似度，约束条件为矩阵满足一致性检验。最终找到最优的比例系数，并将在此系数下形成的新矩阵作为优化后的矩阵。结果该算法可以优化AHP在医疗保障任务风险评估应用中判断矩阵的一致性，有效解决原始矩阵不满足一致性检验的问题，并最大程度保留专家的原始意图。结论本算法实现了智能优化判断矩阵的一致性，使AHP在医疗保障任务风险评估、医疗安全风险评估等复杂系统的应用中更具科学性与合理性。

关键词：医疗保障任务风险评估层次分析法判断矩阵一致性检验群智能优化算法

基于区域判别生成对抗网络的宫颈癌放射治疗锥形束CT影像质量提升研究

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中国医学装备 2024年第2期21卷 1-6页

作者：郝晓硕黄东郑尧冯跃飞贺宇涛杨华刘洋空军军医大学军事生物医学工程学系军事信息技术教研室西安710032 生物电磁检测与智能感知陕西省重点实验室西安710032 空军军医大学西京医院放疗科西安710032

目的:提出基于区域判别生成对抗网络(GAN)的改善宫颈癌放射治疗锥形束CT(CBCT)图像质量模型,以满足自适应放疗图像质量的需求。方法:采用基于区域判别的策略与生成对抗网络思想,构建一种能够关注宫颈癌放疗影像局部细节的CBCT图像质量... 详细信息

目的:提出基于区域判别生成对抗网络(GAN)的改善宫颈癌放射治疗锥形束CT(CBCT)图像质量模型,以满足自适应放疗图像质量的需求。方法:采用基于区域判别的策略与生成对抗网络思想,构建一种能够关注宫颈癌放疗影像局部细节的CBCT图像质量提升模型,其判别器可提高图像局部细节的生成质量。将该图像质量模型应用于宫颈癌放疗中的CBCT图像,通过量化指标和可视化评价图像处理效果。结果:CBCT图像质量提升后其纹理清晰度与对比度皆得到明显提升。图像峰值信噪比提高47.2%,结构相似性指标提升至0.838以上。相对于其他模型,在可视化和指标角度皆表现出更好的模型效能,结构相似性与U-Net网络和CycleGAN网络比较分别提高11.88%和19.54%;峰值信噪比分别提高19.75%和25.99%。结论:基于区域判别的GAN可有效提升宫颈癌放疗CBCT图像整体与细节上的生成质量,能够为提升低剂量CBCT图像质量提供新的技术路径,为提高放疗安全性和有效性发挥重要作用,并对制定和执行放疗计划具有重要临床价值。

关键词：生成对抗网络图像增强宫颈癌锥形束CT(CBCT) 放射治疗

基于EIT的不同体位下肺通气、肺灌注区域分布和通气/灌注匹配研究

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医疗卫生装备 2024年第5期45卷 1-7页

作者：韩悌昕刘亦凡代萌王普叶健安赵志博招展奇付峰空军军医大学军事生物医学工程学系西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室西安710032 广州医科大学生物医学工程学院广州511436

目的:基于电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)比较不同体位下的肺通气、肺灌注区域分布和通气/灌注(V/Q)匹配情况。方法:选取10只健康实验猪,采集其仰卧位、俯卧位、左侧卧位、右侧卧位下的EIT肺部通气和血流灌注数... 详细信息

目的:基于电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)比较不同体位下的肺通气、肺灌注区域分布和通气/灌注(V/Q)匹配情况。方法:选取10只健康实验猪,采集其仰卧位、俯卧位、左侧卧位、右侧卧位下的EIT肺部通气和血流灌注数据。使用MATLAB R2022b,基于EIDORS v3.9进行EIT数据分析和图像重构,以最大像素值20%作为阈值确定具有通气和灌注的有效区域,并进行V/Q匹配区域计算。比较不同体位下V/Q匹配评价指标(匹配分数%、死腔分数%、分流分数%)及通气、灌注区域在不同感兴趣区域(ROI1、ROI2、ROI3、ROI4)内的分布。结果:实验动物在不同体位下的匹配分数%、死腔分数%、分流分数%差异无统计学意义(P>0.05)。在不同体位下,通气、灌注的区域分布发生改变,通气区域在ROI1、ROI2、ROI3分布差异有统计学意义(P学意义(P实验对象在不同体位下的全局V/Q匹配参数具有较好的检验一致性;测量体位的变化将导致肺重力依赖区的变化,进而影响局部肺通气和肺灌注区域的分布;EIT能够对体位改变导致的肺通气、肺灌注改变进行测定,明确体位变化对肺通气、肺灌注和V/Q匹配的影响。

关键词：电阻抗断层成像体位变化肺通气肺灌注 V/Q匹配