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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

一种基于新型传感器的脑出血磁感应相位移检测系统

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 455-460页

作者：刘捷闫炼秦明新张海生陈明生陆军军医大学生物医学工程与影像医学系重庆400038

目前基于磁感应相位移技术检测系统的激励线圈产生的主磁场大多为分散场,场强小且抵消效果有待进一步改善,使得检测信号较弱,检测系统难以实现定量检测,阻碍了该技术用于活体实验和临床试验。为改善上述问题,本研究提出了一种新的亥姆... 详细信息

目前基于磁感应相位移技术检测系统的激励线圈产生的主磁场大多为分散场,场强小且抵消效果有待进一步改善,使得检测信号较弱,检测系统难以实现定量检测,阻碍了该技术用于活体实验和临床试验。为改善上述问题,本研究提出了一种新的亥姆霍兹鸟笼传感器。设计仿真实验从磁场强度和磁场分布两方面分析主磁场,设计不同出血体积和出血速率实验并与传统传感器进行对比评估。结果显示与传统线圈相比,检测目标所在区域磁场强度增大2.5倍,实现了主磁场抵消,10 mL兔血测得的相位差幅值达(–3.34±0.21)°,相位差与出血体积和速率指数拟合调整后R2均达到0.99。本文提出的亥姆霍兹鸟笼传感器具有场强更高的均匀磁场,能够更加精确地定量检测出血量,并且可以监测出血速率的改变,对磁感应技术用于脑出血检测研究具有重要意义。

关键词：脑出血磁感应相位移亥姆霍兹鸟笼传感器

昼夜节律紊乱导致自主神经功能失衡的研究进展

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海军军医大学学报 2024年第3期45卷 328-332页

作者：沈琦谭兴王伟忠海军军医大学(第二军医大学)海军特色医学中心海洋生物医药与极地医学研究室上海200433

自主神经功能保持平衡对维持机体功能至关重要,昼夜节律系统参与了自主神经系统功能调节。昼夜节律紊乱会引起交感神经活性增加、迷走神经活性降低,进而促进心血管疾病发生和发展。然而,昼夜节律紊乱导致自主神经功能失衡的机制尚未明... 详细信息

自主神经功能保持平衡对维持机体功能至关重要,昼夜节律系统参与了自主神经系统功能调节。昼夜节律紊乱会引起交感神经活性增加、迷走神经活性降低,进而促进心血管疾病发生和发展。然而,昼夜节律紊乱导致自主神经功能失衡的机制尚未明确。本文以昼夜节律对自主神经功能的影响为出发点,旨在明确昼夜节律紊乱导致自主神经功能失衡的可能机制,并归纳了褪黑素治疗、光线调节、运动疗法、迷走神经刺激等防治措施。

关键词：昼夜节律自主神经功能失衡交感神经防治措施

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

肝组织细胞外囊泡调节间充质干细胞成骨分化促进颌骨缺损愈合初探

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中华口腔医学杂志 2024年第5期59卷 435-443页

作者：李成汉雷啸郑晨曦金岩隋秉东英司奇第四军医大学基础医学院西安710032 第四军医大学口腔医院组织工程研发中心、口颌系统重建与再生全国重点实验室、国家口腔疾病临床医学研究中心、陕西省口腔疾病国际联合研究中心西安710032

目的探讨肝组织细胞外囊泡(LT-EV)促进间充质干细胞成骨分化并治疗小鼠颌骨缺损的生物学过程,以期为临床颌骨缺损治疗提供一种可行的治疗方式。方法使用酶解法和差速离心法提取小鼠LT-EV,使用扫描电镜、蛋白质印迹和纳米粒子跟踪分析仪... 详细信息

目的探讨肝组织细胞外囊泡(LT-EV)促进间充质干细胞成骨分化并治疗小鼠颌骨缺损的生物学过程,以期为临床颌骨缺损治疗提供一种可行的治疗方式。方法使用酶解法和差速离心法提取小鼠LT-EV,使用扫描电镜、蛋白质印迹和纳米粒子跟踪分析仪鉴定和表征LT-EV,并通过蛋白组学、京都基因和基因组数据库通路分析进一步探索LT-EV的生物学功能。使用流式细胞术检测LT-EV血浆浓度,计算LT-EV的血浆半衰期。使用小动物活体成像系统检测小鼠注射LT-EV 24 h后的生物学分布。通过简单随机抽样法将6只C57BL/6小鼠分为对照组和LT-EV组(每组3只),所有小鼠行颌骨缺损手术,每7天行尾静脉注射(对照组注射磷酸盐缓冲液,LT-EV组注射LT-EV),术后28 d使用显微CT检测小鼠颌骨愈合程度,通过HE染色分析LT-EV的多器官生物安全性,使用免疫荧光染色检测颌骨缺损区域成骨标志蛋白表达量。采用LT-EV处理成骨分化诱导的人颌骨间充质干细胞(hJBMSC)(取自空军军医大学第三附属医院创伤与正颌外科提供的正颌手术患者手术切除的正常颌骨骨片),并比较hJBMSC组与对照组(磷酸盐缓冲液处理)细胞成骨分化能力差异,通过碱性磷酸酶(ALP)染色和实时定量PCR(qRT-PCR)验证LT-EV的体外促成骨分化作用。结果LT-EV产量较高,蛋白组学与京都基因和基因组数据库通路分析显示,LT-EV含有调节细胞生物功能的系列蛋白质。尾静脉注射的LT-EV可到达小鼠颌骨缺损区域,并促进颌骨缺损的再生修复[LT-EV组和对照组骨体积分数分别为(36.06±4.20)%和(18.58±5.61)%;t=4.32,P=0.013],且具有良好的生物安全性。LT-EV在体外可以促进hJBMSC成骨分化,相比对照组,hJBMSC组成骨分化后ALP染色和成骨基因表达水平均显著增强(P生物安全性高并具备优良的促成骨作用,有望成为颅颌面骨骼缺损再生的无细胞疗法新策略。

关键词：骨再生再生医学肝细胞外囊泡间充质干细胞成骨分化

基于全连接神经网络的颅脑电阻抗成像参考电压预测方法

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4317-4327页

作者：施艳艳李玉珠王萌郑硕付峰河南师范大学电子与电气工程学院新乡453007 中国人民解放军第四军医大学生物医学工程系西安710032

电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网... 详细信息

电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网络(FCNN)的参考电压预测方法。通过研究所提方法在不同信噪比情况下的图像重建性能,验证所提方法对参考电压预测的准确性和泛化能力。此外,还研究了头皮、颅骨和脑组织电导率分别发生变化时所提方法的有效性,并通过计算模糊半径和相关系数对图像重建质量进行了定量评价。结果表明,所提方法在一定电导率范围内和不同噪声水平下能够有效预测参考电压。

关键词：电阻抗成像图像重建参考电压神经网络

寨卡病毒感染人神经母细胞瘤细胞的转录组分析

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海军军医大学学报 2024年

作者：姚秋凤张力健高雅琪任浩秦照玲戚中田海军军医大学(第二军医大学)海军医学系生物医学防护教研室上海市医学生物防护重点实验室

目的寨卡病毒（Zika virus， ZIKV）感染可引起神经系统病变，但其致病机制尚不清楚。本研究通过生物信息学技术分析ZIKV感染人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞后的转录组数据，拟找出参与ZIKV致病机制的潜在基因。方法用ZIKV感染SH-SY5Y细胞... 详细信息

目的寨卡病毒（Zika virus， ZIKV）感染可引起神经系统病变，但其致病机制尚不清楚。本研究通过生物信息学技术分析ZIKV感染人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞后的转录组数据，拟找出参与ZIKV致病机制的潜在基因。方法用ZIKV感染SH-SY5Y细胞，提取细胞总RNA后用RNA-seq技术分析筛选出差异表达基因（differentially expressed genes， DEGs）。对DEGs进行GO功能富集分析和KEGG富集分析，预测差异基因主要参与的生物过程、分子功能和信号通路，最后通过实时荧光定量PCR进行验证。结果共鉴定出259个显著变化基因，其中 172个上调基因和87个下调基因。GO富集分析显示，差异表达基因主要与细胞外基质、刺激应答、抗微生物体液反应、发育过程相关；KEGG富集分析显示，差异表达基因主要与炎症反应、免疫反应有关。选取差异基因进行实时荧光定量PCR，证实与测序结果基本一致。结论 ZIKV感染SH-SY5Y细胞后改变了细胞的转录组水平，通过生物信息学分析和功能分析发现，ZIKV感染后参与细胞外基质、刺激应答、调控炎症反应基因显著改变，包括BGN、POSTN、FMOD、COLL1A1、CHI3L1、SFTPD、CHAC1、NR1D1、STAT5A、INHBE、CCL5、CXCL2、FOS、CHAC1等，说明ZIKV可能通过重塑SH-SY5Y细胞外基质以及通过调控炎症反应引起神经系统病变。本次转录组数据为后续研究ZIKV致病的分子机制提供了参考信息。

关键词：寨卡病毒神经系统并发症高通量测序转录组分析

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正常和特殊力学环境下骨信号转导

医用生物力学 2024年第S1期 10-11页

作者：景达空军军医大学生物医学工程学院

目的骨具有调节自身结构以适应外界应力变化的能力,但是骨力学适应机理尚未阐明。同时骨在特殊应力环境下会产生病理性改变,在应力不足环境下会产生骨量快速流失(常见于病患卧床废用性骨丢失及失重骨流失),骨在过度应力下产生微损伤累...

目的骨具有调节自身结构以适应外界应力变化的能力,但是骨力学适应机理尚未阐明。同时骨在特殊应力环境下会产生病理性改变,在应力不足环境下会产生骨量快速流失(常见于病患卧床废用性骨丢失及失重骨流失),骨在过度应力下产生微损伤累积,诱发应力性骨折(常见于士兵及运动员群体)。方法自行搭建了多尺度骨细胞生物力学软硬件技术平台,以骨细胞(osteocyte)为切入点,深入阐明了不同力学环境骨信号响应和转导机制。结果 (1)骨通过流体剪切力诱导的骨细胞多尖峰钙振荡响应应力刺激,而NFATc3是骨细胞钙振荡的核心解码器,并发现NFATc3激活剂能发挥对骨的力学效应增强作用。(2)骨细胞失重状态下能量代谢模式的特异性变化,导致复载后骨应力响应能力降低,解析了航天员失重返地后骨恢复障碍的机制,该问题通过补充谷氨酰胺得以有效解决。(3)构建成模率达95%的新型应力性骨折动物模型系统,阐明了以骨细胞为核心的应力性骨折发生机制,构建了应力性骨折超前防控技术方案,研制了多物理场便携式防护设备,部队临床研究证实该技术显著降低了应力性骨折发生率。结论本研究深化了骨力学适应性机理的认识,并为骨质疏松干预及特殊力学环境骨伤防治提供了新思路。

关键词：

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两种海人酸癫痫小鼠模型的建立及比较研究

陆军军医大学学报 2024年第7期46卷 661-669页

作者：滕灿余美玲蒋国会范会业王法祥陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院神经内科重庆400037 川北医学院附属医院神经内科四川南充637000 陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院临床医学研究中心重庆400037

目的比较分析海人酸(kainic acid,KA)侧脑室(intracerebroventricular,ICV)注射和腹腔注射(intraperitoneal injections,IP)两种给药路径建立的颞叶癫痫小鼠模型早期的行为学和病理学差异。方法100只C57BL/6N野生型(wild type,WT)雄性小鼠(体质量为20~22 g),按随机数字表法分为4组:ICV+normal saline(NS)对照组(n=10),ICV+KA模型组(n=40),IP+NS对照组(n=10),IP+KA模型组(n=40)。ICV+KA模型组使用600 nL的KA(0.5 mg/mL)进行侧脑室注射,IP+KA模型组按25 mg/kg剂量进行腹腔注射,对照组使用等量的生理盐水进行侧脑室和腹腔注射。建立模型3 d后,进行行为学、分子生物学(Western blot)和神经病理损伤评估(FJB染色,TUNEL染色,免疫荧光染色)。结果两对照组无痫性发作,两模型组均出现痫性发作。IP+KA组与ICV+KA组死亡率分别为47.50%和65.00%,造模成功率分别为80.00%与60.00%。与IP+KA组比较,ICV+KA组小鼠模型成功率明显增高而死亡率明显减少。FJB染色和TUNEL染色结果显示,与IP+KA组比较,ICV+KA组海马的神经变性和凋亡改变程度变化更加明显(P<0.05)。与IP+KA组比较,ICV+KA组海马凋亡蛋白表达差异也有统计学意义(P<0.05)。免疫荧光结果显示,ICV+KA和IP+KA组海马和皮层的星形胶质细胞和小胶质细胞较对照组明显激活(P<0.05),但是ICV+KA组海马和皮层的胶质细胞激活程度均强于IP+KA组(P<0.05)。ICV+KA组海马和皮层的GFAP和Iba-1蛋白表达均高于IP+KA组(P<0.05)。结论两种KA制备方法均可制备出成功的癫痫模型。但ICV路径制备癫痫小鼠具有更高的成功率和更少的死亡率,并且神经病理损害程度和胶质细胞激活程度更加明显。

关键词：颞叶癫痫海人酸侧脑室注射腹腔注射病理学差异