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微波心纹:基于超宽谱生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 272-280页

作者：黄玮任伟王可涵李钊王健琪路国华祁富贵第四军医大学基础医学院西安710032 香港理工大学电子计算学系中国香港999077 第四军医大学生物医学工程系西安710032

现有一次性身份认证技术无法持续保证整个人-机交互会话过程中的用户身份合法性,且往往需要用户主动配合而严重限制可用性。本研究首次提出一种基于超宽谱(UWB)生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术,通过生物雷达连续检测心脏体... 详细信息

现有一次性身份认证技术无法持续保证整个人-机交互会话过程中的用户身份合法性,且往往需要用户主动配合而严重限制可用性。本研究首次提出一种基于超宽谱(UWB)生物雷达检测心脏微动的非接触身份识别新技术,通过生物雷达连续检测心脏体表区域距离维多点微动回波,在心拍分割的基础上利用二维主成分分析(2D-PCA)压缩提取心拍周期内距离通道-采样点二维图像的矩阵特征用于身份识别。实测实验中,以多距离单元&2D-PCA特征方案为基础结合两种常规的参考特征方案,选取三种典型分类器为代表在正常呼吸和屏息两种状态下进行心拍身份识别。结果表明,本文所提多距离单元&2D-PCA特征方案表现出最优的识别效果(识别率最高可达90%以上),相对最佳距离单元&整条心拍特征方案识别准确率总体平均提高6.16%(正常呼吸6.84%、屏息5.48%),相对多距离单元&整条心拍特征方案总体平均提高27.42%(正常呼吸28.63%、屏息26.21%)。本研究有望为未来社会用户信息安全防护提供一种无扰式、全天候、非接触、连续性身份识别新方法。

关键词：微波心纹生物雷达心脏微动非接触身份识别

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生活习惯对非酒精性脂肪肝病的影响

中国科学：生命科学 2024年第5期54卷 819-830页

作者：杨睿王琳第四军医大学西京医院肝胆外科西安710000 第四军医大学基础医学院西安710000

近年来,社会经济蓬勃发展,人们的生活方式也相应发生了一些改变.经过科学研究和医学实践证实,人们在饮食结构、身体活动、睡眠模式以及心理状态等各方面的改变,均会对个体的身体健康产生深远影响.这些改变,尤其是不良的身体活动方式和... 详细信息

近年来,社会经济蓬勃发展,人们的生活方式也相应发生了一些改变.经过科学研究和医学实践证实,人们在饮食结构、身体活动、睡眠模式以及心理状态等各方面的改变,均会对个体的身体健康产生深远影响.这些改变,尤其是不良的身体活动方式和饮食习惯,已经逐渐威胁到人们的身体健康.非酒精性脂肪肝病,作为一种慢性肝病,其发病率正逐年上升,与这些不健康的生活方式密切相关.久坐不动、膳食中脂质和胆固醇含量过高等均与非酒精性脂肪肝病的发病率呈现出高度的相关性.值得注意的是,迄今为止,在美国和欧盟尚无药物获批用于治疗该病.因此,我们更需要关注非药物治疗策略,特别是通过改变不良的身体活动方式和饮食模式来预防和缓解这一疾病.为此,本文将深入讨论不同饮食模式和身体活动方式对肝脏物质代谢的影响,阐明其分子机制,以期为非酒精性脂肪肝病提供切实有效的非药物治疗策略.

关键词：非酒精性脂肪肝病有氧运动抗阻训练高强度间歇性训练地中海饮食生酮饮食间歇性能量限制饮食

100 MHz~1 GHz家兔肺组织潮气量变化的介电特性研究

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 447-454页

作者：覃杨淳张亮刘亦凡付峰杨滨杨琳刘学超代萌空军军医大学军事生物医学工程学系西安710032 空军军医大学基础医学院西安710032 空军军医大学航空航天医学系西安710032

本文针对在体条件下的肺组织介电特性随潮气量而发生变化展开研究,为微波成像等技术提供可靠有效的先验信息。本研究在100 MHz~1 GHz频段采用开端同轴探头法,对30只家兔肺组织的介电特性进行在体测量,设置6组不同的潮气量(30、40、50、6... 详细信息

本文针对在体条件下的肺组织介电特性随潮气量而发生变化展开研究,为微波成像等技术提供可靠有效的先验信息。本研究在100 MHz~1 GHz频段采用开端同轴探头法,对30只家兔肺组织的介电特性进行在体测量,设置6组不同的潮气量(30、40、50、60、70、80 mL)研究其介电特性变化趋势,并且对2个特定频率点(433、915 MHz)的数据进行统计学分析。结果发现,在100 MHz~1 GHz频率范围内,随着潮气量增大,肺组织的介电系数和电导率均呈现下降的趋势,在2个特定频率点和6组潮气量下,肺组织介电特性差异具有统计学意义。本文研究表明,肺组织的介电特性随潮气量增大呈非线性变化趋势。以此为依据,本文可为微波成像等生物电磁成像技术提供更精确的生物组织介电特性参数,为改进肺部疾病诊断方法和设备提供了科学依据和实验数据支持。

关键词：在体肺组织潮气量终端开路同轴探头介电特性

氯菊酯对人小胶质细胞HMC3的毒性效应及潜在机制

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环境与职业医学 2024年第3期41卷 267-275页

作者：张婉莉单文琪陈超董昊炜袁浩周秋明陶峰彭恒马雅军海军军医大学海军医学系上海200433 海军军医大学基础医学院上海200433

[背景]氯菊酯是一种常用的拟除虫菊酯类杀虫剂,研究发现其具有潜在神经系统毒性。小胶质细胞是中枢神经系统中的天然免疫细胞,参与一系列神经退行性疾病的发生。[目的]本研究观察氯菊酯在体外对人小胶质细胞HMC3的毒性效应,并探讨其机制... 详细信息

[背景]氯菊酯是一种常用的拟除虫菊酯类杀虫剂,研究发现其具有潜在神经系统毒性。小胶质细胞是中枢神经系统中的天然免疫细胞,参与一系列神经退行性疾病的发生。[目的]本研究观察氯菊酯在体外对人小胶质细胞HMC3的毒性效应,并探讨其机制。[方法]使用0、10、25、55μmol·L^(-1)的氯菊酯染毒HMC372 h后,使用流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡,实时荧光定量PCR(qPCR)检测细胞周期蛋白依赖性激酶1基因(CDK1)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A基因(CDKN1A)、细胞周期蛋白B2基因(CCNB2)、肿瘤蛋白p53基因(p53)、凋亡相关因子基因(FAS)、胱天蛋白酶3基因(CASP3)和H2A变体组蛋白基因(H2AX)的表达。转录组测序(RNA-seq)检测0、25μmol·L^(-1)氯菊酯染毒后HMC3的差异基因和富集通路。再次使用0、10、25、55μmol·L^(-1)的氯菊酯染毒HMC372 h后,使用格里斯试剂法检测上清中一氧化氮(NO)含量,酶联免疫吸附法检测白细胞介素(IL)-6的分泌水平,qPCR检测丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路(包括MAPK1、MAPK8、MAPK14)、IL-1β、IL-6和基质金属蛋白酶(MMP)家族(包括MMP1、MMP2、MMP3和MMP9)的m RNA表达情况,蛋白质印记法(Western blot)检测磷酸化p38(p-p38)、磷酸化细胞外信号调节激酶(p-ERK)、IL-1β、IL-6和MMP1蛋白表达情况。[结果]0、10、25、55μmol·L^(-1)氯菊酯染毒细胞后,HMC3在G2/M期阻滞,其中55μmol·L^(-1)氯菊酯染毒组与对照组差异有统计学意义(P0.05)。RNA-seq结果提示差异基因富集于MAPK通路。q PCR结果提示55μmol·L^(-1)染毒组MAPK1、MAPK8和MAPK14的m RNA表达较对照组上调(P<0.05)。Western blot发现,与对照组相比,10μmol·L^(-1)氯菊酯染毒组的p-p38和p-ERK水平均升高(P<0.05),25μmol·L^(-1)氯菊酯染毒组的p-ERK水平升高(P<0.05),55μmol·L^(-1)氯菊酯染毒组的p-p38水平升高(P<0.05)。与对照组相比,染毒后的HMC3上清液中NO分泌量增加(P<0.05),IL-6的m RNA、蛋白表达和分泌量呈上升趋势,IL-1β的mRNA和蛋白表达上调(P<0.05),25、55μmol·L^(-1)组MMP1的m RNA和蛋白表达上调(P<0.05)。[结论]氯菊酯在体外抑制HMC3细胞增殖,诱导细胞周期阻滞,可激活MAPK通路,促进炎症因子IL-1β以及MMP1表达,可能是氯菊酯致人神经毒性的机制之一。

关键词：氯菊酯小胶质细胞白细胞介素-1β 基质金属蛋白酶丝裂原活化蛋白激酶炎症反应

腹腔注射攻毒建立蜱媒脑炎病毒感染BALB/c小鼠模型

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海军军医大学学报 2024年第1期45卷 42-48页

作者：唐万达彭浩然赵平赵兰娟海军军医大学(第二军医大学)海军医学系生物医学防护教研室上海200433

目的通过腹腔注射攻毒途径建立蜱媒脑炎病毒(TBEV)感染BALB/c小鼠模型,观察小鼠的感染症状和病毒在小鼠体内的复制特征。方法将6周龄雌性BALB/c小鼠随机分为未感染病毒对照组、1×10^(3)空斑形成单位(PFU)TBEV感染组(以每只小鼠1×10^(3... 详细信息

目的通过腹腔注射攻毒途径建立蜱媒脑炎病毒(TBEV)感染BALB/c小鼠模型,观察小鼠的感染症状和病毒在小鼠体内的复制特征。方法将6周龄雌性BALB/c小鼠随机分为未感染病毒对照组、1×10^(3)空斑形成单位(PFU)TBEV感染组(以每只小鼠1×10^(3)PFU的攻毒剂量经腹腔注射感染小鼠)、1×10^(4)PFU TBEV感染组(以每只小鼠1×10^(4)PFU的攻毒剂量经腹腔注射感染小鼠),观察小鼠的感染症状、体重变化与生存情况。通过H-E染色观察小鼠脑、脾的病理改变,采用免疫组织化学染色检测小鼠脑、脾中TBEV蛋白的表达,采用空斑试验检测小鼠脑、脾中TBEV滴度的动态变化。结果1×10^(4)PFU TBEV感染组小鼠于感染后第6天出现弓背、后肢瘫痪等感染症状,1×10^(3)PFU TBEV感染组小鼠于感染后第7天出现上述症状。与未感染病毒对照组小鼠相比,1×10^(4)PFU TBEV感染组小鼠从第5天、1×10^(3)PFU TBEV感染组小鼠从第6天开始体重明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。1×10^(4)PFU TBEV感染组小鼠第7天开始死亡、第8天全部死亡,1×10^(3)PFU TBEV感染组小鼠第7天开始死亡、第9天全部死亡。H-E染色结果显示,TBEV感染后第5天、第7天小鼠大脑皮质仅出现少量神经元核固缩、深染,未观察到炎症细胞浸润;TBEV感染后第5天小鼠脾红髓轻度淤血、多见中性粒细胞,第7天中性粒细胞数量增多。免疫组织化学染色结果显示,TBEV感染后第5天小鼠脑与脾少量表达TBEV蛋白,第7天TBEV蛋白表达量增加。1×10^(3)PFU TBEV感染第7天,小鼠脑内TBEV滴度高达(1.3±0.6)×10^(5)PFU/mL,而脾中TBEV滴度为(1.3±0.6)×10^(3)PFU/mL。结论经腹腔注射攻毒成功建立了TBEV感染BALB/c小鼠模型,TBEV可在小鼠体内增殖并具致病性。

关键词：蜱媒脑炎病毒 BALB/c小鼠腹腔注射感染致病性

18种中药多糖与Siglec-9的亲和力测试及其抗炎作用研究

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陆军军医大学学报 2024年第5期46卷 410-418页

作者：刘瑶瑶刘娟娟秦怡玉李瑾刘红梅贾乙陆军军医大学(第三军医大学)药学与检验医学系重庆400038

目的比较18种中药多糖与唾液酸特异性Ig样凝集素-9(sialic-acid-binding immunoglobulin-like lectin,Siglec-9)的亲和力以及抗炎能力,探讨中药多糖发挥抗炎作用的新机制。方法选择18种不同药性的中药用水提醇沉法提取多糖,苯酚硫酸法... 详细信息

目的比较18种中药多糖与唾液酸特异性Ig样凝集素-9(sialic-acid-binding immunoglobulin-like lectin,Siglec-9)的亲和力以及抗炎能力,探讨中药多糖发挥抗炎作用的新机制。方法选择18种不同药性的中药用水提醇沉法提取多糖,苯酚硫酸法检测多糖含量,高效液相色谱法检测多糖的单糖组成,红外光谱法检测中药多糖结构。通过竞争性ELISA法检测多糖与Siglec-9的亲和力,并研究中药多糖对LPS诱导巨噬细胞炎症反应以及R848诱导中性粒细胞NETosis的影响,利用髓系细胞特异性敲除Siglec-E(Lyz2-cre:Siglec-E flox/flox)小鼠来源的原代巨噬细胞和腹腔中性粒细胞进一步明确多糖结合Siglec-9产生抗炎作用的机制。结果中药多糖的糖含量均在55%以上,主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等组成,但单糖构成比各不相同。红外光谱检测4种代表性中药多糖均有典型的多糖吸收峰,柴胡和蒲公英多糖具有葡萄糖醛酸结构。枸杞和黄芪多糖与Siglec-9的亲和力,对LPS诱导的巨噬细胞炎症反应和R848诱导的中性粒细胞NETosis反应无显著抑制作用。柴胡和蒲公英多糖与Siglec-9亲和力较强(P<0.01),能够显著抑制上述炎症反应,但其抗炎作用在髓系细胞特异性敲除Siglec-E基因小鼠来源的巨噬细胞和中性粒细胞中消失。结论中药多糖与Siglec-9的亲和力有潜力成为研究中药抗炎作用的新的现代药理学机制。

关键词：中药多糖 Siglec-9 抗炎 NETosis

热刺激后小胶质细胞细胞外囊泡对神经元的损伤作用

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陆军军医大学学报 2024年第18期46卷 2029-2035页

作者：李萍罗雪罗珍何根林王泽泽申婷婷刘晓倩谭雨龙杨学森陆军军医大学(第三军医大学)军事预防医学系热带医学教研室

目的探究热刺激后小胶质细胞细胞外囊泡对神经元损伤的影响。方法热刺激BV2小胶质细胞后收集上清，通过不同的超速离心速度获取细胞外大囊泡和小囊泡。利用纳米粒度分析仪检测粒径，利用Western blot检测囊泡上TSG101、CD63和flotilli... 详细信息

目的探究热刺激后小胶质细胞细胞外囊泡对神经元损伤的影响。方法热刺激BV2小胶质细胞后收集上清，通过不同的超速离心速度获取细胞外大囊泡和小囊泡。利用纳米粒度分析仪检测粒径，利用Western blot检测囊泡上TSG101、CD63和flotillin-1的表达。PKH67标记BV2来源的囊泡后与N2a细胞共孵育，检测神经元对小胶质细胞细胞外囊泡的摄取情况。分别将热刺激后BV2来源的大囊泡和小囊泡与N2a共孵育，通过CCK-8、细胞外乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)、台盼蓝染色和TUNEL染色法评价热刺激后N2a的损伤情况。结果小囊泡粒径介于30～120 nm,高表达TSG101和CD63,大囊泡粒径介于90～1 000 nm,高表达flotillin-1; BV2来源的细胞外囊泡可被N2a细胞摄取并参与热刺激对N2a细胞损伤的调节，其中CCK-8检测结果表明小胶质细胞来源的大小囊泡均能降低热刺激后N2a细胞的活力(P<0.05)。LDH检测、台盼蓝染色及TUNEL检测结果表明大囊泡(P<0.05)和小囊泡(P<0.01)均能显著提高热刺激后N2a细胞LDH的释放水平、N2a细胞的蓝染水平及凋亡程度，且小囊泡处理组中N2a细胞的LDH释放水平、蓝染和凋亡水平高于大囊泡处理组。结论热刺激后小胶质细胞通过细胞外囊泡加剧了神经元的损伤。

关键词：小胶质细胞细胞外囊泡热刺激神经元损伤

垂荡模拟联合视觉虚拟涌浪防晕动症习服训练的效果研究

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海军军医大学学报 2024年第8期45卷 943-949页

作者：王俊骎潘磊磊祁瑞瑞刘志杰肖水凤赵龙张玲徐子超蔡懿灵海军军医大学(第二军医大学)海军医学系航海特殊损伤防护教研室上海200433

目的研究正弦垂荡刺激、视觉虚拟现实(VR)涌浪刺激和两者联合刺激条件下的防晕动症习服时间和习服效果。方法通过海上实航6 h筛选120名极重度晕动症者,随机分为4组(n=30):垂荡训练组、VR训练组、垂荡+VR训练组和对照训练组。采用Graybie... 详细信息

目的研究正弦垂荡刺激、视觉虚拟现实(VR)涌浪刺激和两者联合刺激条件下的防晕动症习服时间和习服效果。方法通过海上实航6 h筛选120名极重度晕动症者,随机分为4组(n=30):垂荡训练组、VR训练组、垂荡+VR训练组和对照训练组。采用Graybiel量表评估训练期间每日的症状严重程度,记录VR训练组的弹性踏台掉落次数,以连续3 d Graybiel评分为0分和/或弹性踏台掉落次数为0次判定为完全习服。采用比筛选时更恶劣海况条件下的海上实航验证训练效果。结果垂荡训练组、垂荡+VR训练组的Graybiel评分及VR训练组的弹性踏台掉落次数均随着训练天数的增加而下降,并分别于训练第3天、第5天和第2天达到习服水平。垂荡训练组、垂荡+VR训练组、VR训练组的最长习服时间分别为8、8、5 d,平均习服时间分别为3.6、3.9、2.7 d,5 d习服率分别为93.33%(28/30)、76.67%(23/30)、100.00%(30/30),海上实航验证期间习服训练有效人数占比分别为86.67%(26/30)、96.67%(29/30)、66.67%(20/30),训练有效率分别为85.19%、96.30%、62.97%。结论3种训练方法均有明确的防晕动症习服训练效果,且习服时间仅为5~8 d。垂荡和垂荡+VR训练的习服效果优于VR训练。

关键词：晕动症习服训练垂荡模拟虚拟现实

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晕动症机制及防治技术研究进展与展望

海军军医大学学报 2024年第8期45卷 923-928页

作者：徐子超张玲肖水凤潘磊磊祁瑞瑞王俊骎蔡懿灵海军军医大学(第二军医大学)海军医学系航海特殊损伤防护教研室上海200433

晕动症是异常加速度和晕动视觉场景环境暴露诱发的多系统综合征,常见于交通运输、军事作业、空间探索等领域。本文综述了晕动症发生机制、预测评价和控制措施3个方面研究进展,并展望了未来晕动症研究的主要发展方向。针对晕动症感觉冲... 详细信息

晕动症是异常加速度和晕动视觉场景环境暴露诱发的多系统综合征,常见于交通运输、军事作业、空间探索等领域。本文综述了晕动症发生机制、预测评价和控制措施3个方面研究进展,并展望了未来晕动症研究的主要发展方向。针对晕动症感觉冲突理论生物学基础的认识在不断丰富和拓展,基因测序和人工智能技术为晕动症的预测与评估提供了新的研究工具;习服训练、抗晕药物和非药物症状控制措施的综合应用是防治晕动症的关键。

关键词：晕动症机制预测和评价防治措施

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