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高通量蛋白质结构生物信息学进展

生物化学与生物物理进展 2024年第9期51卷 1989-1999页

作者：祝云篪陆祖宏东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室南京211189

本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展,包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面,得益于类AlphaFold系统的发展,蛋白质结构数据量实现爆发式增长,直接促进了压缩技术的升级,也吸引了研... 详细信息

本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展,包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面,得益于类AlphaFold系统的发展,蛋白质结构数据量实现爆发式增长,直接促进了压缩技术的升级,也吸引了研究者对结构数据管理的关注。工具软件开发方面,以Foldseek为代表的新算法实现了高速的结构比对,突破了结构分析的通量瓶颈,此外深度学习模型的大量应用从多个方面改进了基于结构的蛋白质功能注释。结构数据挖掘方面,研究者以组学思维处理结构大数据,在持续的探索中提炼分析要素、优化方法,并在新工具的帮助下推动着结构数据挖掘的进阶。随着高通量方法的发展,结构生物信息学有望在生命科学中发挥更重要的作用。

关键词：蛋白质结构生物信息学高通量类AlphaFold系统结构蛋白质组学

外周血稀有细胞表皮生长因子受体基因扩增检测在肺结节良恶性诊断中的价值

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中华医学杂志 2024年第18期104卷 1584-1589页

作者：李华刘晓青阎吕军刘禹张家齐肖燕妮李单青陆军军医大学第二附属医院胸外科重庆陆军军医大学第二附属医院肿瘤科重庆陆军军医大学第二附属医院呼吸与危重症医学科重庆中国医学科学院北京协和医院胸外科北京重庆大学生物工程学院重庆

目的探讨外周血稀有细胞表皮生长因子受体(EGFR)基因扩增检测在肺结节良恶性评估中的价值。方法回顾性选取陆军军医大学第二附属医院、北京协和医院2022年7月至2023年8月就诊的262例肺结节患者作为研究对象, 其中男98例, 女164例;年龄16... 详细信息

目的探讨外周血稀有细胞表皮生长因子受体(EGFR)基因扩增检测在肺结节良恶性评估中的价值。方法回顾性选取陆军军医大学第二附属医院、北京协和医院2022年7月至2023年8月就诊的262例肺结节患者作为研究对象, 其中男98例, 女164例;年龄16～79(52.1±12.1)岁。对患者进行外周血稀有细胞EGFR基因扩增检测, 并收集患者临床表现、CT影像学特征、病理组织学确诊结果和(或)病理细胞学确诊结果。应用受试者工作特征(ROC)曲线确定外周血稀有细胞EGFR基因扩增检测方法的cut-off值, 评估其诊断肺结节良恶性的效能。结果 262例患者中, 恶性肺结节143例, 良性肺结节119例。恶性和良性肺结节组结节直径和结节密度差异均有统计学意义(均P0.05)。恶性肺结节组EGFR基因扩增阳性稀有细胞数量[M(Q1, Q3)]为8(6, 11)个, 高于良性肺结节组[2(1, 4)个, P5个时), 外周血稀有细胞EGFR基因扩增检测鉴别肺部良恶性病变的曲线下面积(AUC)为0.816(95%CI:0.761～0.870), 灵敏度为83.2%, 特异度为80.7%, 准确度为82.1%;直径5～9 mm和10～30 mm肺结节良恶性鉴别的AUC分别为0.797(95%CI:0.707～0.887)和0.809(95%CI:0.669～0.949), 灵敏度、特异度和准确度均>75%;实性肺结节和亚实性肺结节良恶性鉴别的AUC分别为0.845(95%CI:0.751～0.939)和0.790(95%CI:0.701～0.880), 灵敏度、特异度和准确度均>75%;单发肺结节和多发肺结节良恶性鉴别的AUC分别为0.830(95%CI:0.696～0.965)和0.817(95%CI:0.758～0.877), 灵敏度、特异度和准确度均≥80%。结论外周血稀有细胞EGFR基因扩增检测有助于肺结节的良恶性评估, 可用于辅助诊断肺结节的良恶性。

关键词：肺肿瘤肺结节稀有细胞表皮生长因子受体基因扩增鉴别诊断横断面研究

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面向综合能力培养的单片机教学模式探索

电气电子教学学报 2024年第3期46卷 49-52页

作者：魏良龚渝顺陈碧华王建杰何密李永勤陆军军医大学生物医学工程与影像医学系重庆400038

针对当前“单片机原理与应用”教学中存在的理论与实践脱节、与其它专业课程脱节、学生实践创新能力弱的问题,结合生物医学工程专业教学实际,从理论课程设计、实践教学设计、综合实验设计、竞赛活动和毕业设计等多个教学环节着手,建立... 详细信息

针对当前“单片机原理与应用”教学中存在的理论与实践脱节、与其它专业课程脱节、学生实践创新能力弱的问题,结合生物医学工程专业教学实际,从理论课程设计、实践教学设计、综合实验设计、竞赛活动和毕业设计等多个教学环节着手,建立符合学生单片机应用能力提升规律的全过程培养体系,形成一种面向综合能力培养的“单片机原理与应用”教学模式。实践表明,课程教学效果得到明显提升,学生分析问题和解决问题的综合能力、创新能力明显提高。

关键词：单片机原理与应用综合能力培养教学模式

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气体拉曼光谱检测技术的研究进展

分析化学 2024年第7期52卷 925-936页

作者：周启帆陆于李澳刘畅张家和杨羲黄炎赵祥伟东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室

气体的高灵敏多重检测和准确识别在公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等领域中具有重要意义。传统的气体检测方法存在灵敏度低、耗时长、设备沉重、流程繁琐和成本高等不足。近年来，拉曼光谱检测技术因其具有快速、灵敏和无损的... 详细信息

气体的高灵敏多重检测和准确识别在公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等领域中具有重要意义。传统的气体检测方法存在灵敏度低、耗时长、设备沉重、流程繁琐和成本高等不足。近年来，拉曼光谱检测技术因其具有快速、灵敏和无损的特点，已成为气体检测领域的研究热点，并与人工智能的结合愈加紧密。本文综述了近年来拉曼光谱技术在气体检测方面的应用研究进展，包括常规拉曼光谱检测和增强拉曼光谱检测；同时，介绍了人工智能算法在气体拉曼检测技术中的融合应用，并对气体拉曼光谱检测技术的未来发展进行了分析和展望。

关键词：气体检测拉曼光谱增强拉曼光谱光谱分析算法评述

来源：博看期刊

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色差刺激对大脑激活模式的影响

燕山大学学报 2024年

作者：俞宙许卫东薛莉贾其李浩东南大学生物科学与医学工程学院陆军工程大学野战工程学院

色差在伪装目标探测中起着至关重要的作用。为探究色差大小对人类大脑激活模式的影响,本研究使用32通道脑电设备采集了30名被试受不同程度色差刺激时产生的脑电信号并进行分析。结果显示,大色差组的P1和N1成分的振幅高于小色差组。大色... 详细信息

色差在伪装目标探测中起着至关重要的作用。为探究色差大小对人类大脑激活模式的影响,本研究使用32通道脑电设备采集了30名被试受不同程度色差刺激时产生的脑电信号并进行分析。结果显示,大色差组的P1和N1成分的振幅高于小色差组。大色差刺激会导致脑电信号在θ和α频带中具有更加持久的能量。对各频段脑电脑功能网络拓扑参数的分析表明,大色差刺激会提升脑网络的信息传递能力,低频段的脑电信号对色差刺激更加敏感。将各频段脑网络拓扑参数输入Tree分类器可获得86.67%的分类准确率。本文的研究结果可为智能化目标搜索提供新的视角。

关键词：脑电色差视觉刺激机器学习

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消毒供应中心信息管理系统的优化应用

中华医院感染学杂志 2024年 3623-3628页

作者：曹登秀魏静蓉曹秋莲万莉陆军军医大学第二附属医院医学工程科陆军军医大学第一附属医院医学工程科重庆大学附属肿瘤医院消毒供应中心

目的针对消毒供应中心信息管理系统优化,评价其在消毒供应中心管理中的应用效果。方法基于信息系统“人-机-物品-患者”一体化管理原则,陆军军医大学第二附属医院2023年6月启动优化信息系统方案,实现器械在临床应用与消毒供应中心处... 详细信息

目的针对消毒供应中心信息管理系统优化,评价其在消毒供应中心管理中的应用效果。方法基于信息系统“人-机-物品-患者”一体化管理原则,陆军军医大学第二附属医院2023年6月启动优化信息系统方案,实现器械在临床应用与消毒供应中心处理的全闭环,强调重点环节感染风险溯源追踪,增加一院三区消毒供应中心业务共享服务流程,共享信息资源。比较信息优化前(2023年1—5月)与信息优化后(2023年6—10月)器械处理重点环节质量抽查合格率、手术器械包调配处理合格率以及手术室医护人员对器械包追溯信息应用的满意度。结果信息系统优化应用前后器械处理重点环节质量抽查,回收合格率90.33%提升至95.67%,清洗合格率94.67%提升至98.17%,包装合格率97.00%提升至99.33%,发放合格率97.83%提升至99.67%,比较均有统计学差异(P<0.05);手术器械包调配处理合格率由优化前88.04%提升至优化后97.22%,比较有统计学差异(P<0.05);手术室医护人员对器械包信息追溯系统使用满意度达100.00%。结论优化信息管理系统在消毒供应中心管理中的应用效果显著,实现器械使用处理全流程闭环管理,满足从“人-机-物品-患者”一体化管理中多条件、多角度对复用无菌物品整个生命周期流转过程追溯,一院三区消毒供应中心业务共享服务流程,实现资源应用共享,提高了工作质量和效率,提升了临床服务满意度。

关键词：消毒供应中心信息管理感染风险共享式优化

人工智能在乳房外Paget病病理诊断及鉴别中的应用

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陆军军医大学学报 2024年第16期46卷 1897-1905页

作者：朱一维吴哲陈星材粘永健罗娜张恋吴毅翟志芳陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院皮肤科重庆400038 陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程与影像医学系数字医学教研室重庆400038 重庆医科大学附属第三医院皮肤科重庆401120

目的建立乳房外Paget病(extramammary Paget’s disease,EMPD)组织病理诊断的人工智能(artificial intelligence,AI)诊断模型,并评价其对EMPD诊断及鉴别诊断的效能。方法收集2003年9月至2023年2月于陆军军医大学第一附属医院皮肤科就诊... 详细信息

目的建立乳房外Paget病(extramammary Paget’s disease,EMPD)组织病理诊断的人工智能(artificial intelligence,AI)诊断模型,并评价其对EMPD诊断及鉴别诊断的效能。方法收集2003年9月至2023年2月于陆军军医大学第一附属医院皮肤科就诊并行皮肤组织活检术,且病理明确诊断为EMPD、Bowen病、皮肤鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma,SCC)以及表皮增生肥厚为主要病理特征的非肿瘤性皮肤病患者的病理资料。以EMPD为主要研究对象,与Bowen病、SCC以及非肿瘤性皮肤病病理图像进行鉴别,通过ResNet101、DenseNet121深度学习神经网络对4种疾病的组织病理进行分类诊断并评价模型效能。结果ResNet101诊断模型诊断EMPD、Bowen病、SCC及非肿瘤性皮肤病的20倍组织病理图像的AUC值分别为0.97、0.98、1.00、0.96,准确度为(0.925±0.011);40倍组织病理图像AUC值分别为1.00、0.99、1.00、0.97,准确度为(0.943±0.017)。DenseNet121诊断模型诊断EMPD、Bowen病、SCC及非肿瘤性皮肤病的20倍组织病理图像的AUC值分别为0.98、0.95、0.99、1.00,准确度为(0.912±0.034);40倍组织病理图像AUC值分别为0.99、0.96、1.00、1.00,准确度为(0.971±0.012)。表示分类诊断模型能够将EMPD与Bowen病、SCC及非肿瘤性皮肤病等的低倍组织病理图像进行有效区分。ResNet101计算量为786.6 M、参数量为4.5 M,DensNet121计算量为289.7 M、参数量为0.8 M。结论本研究建立的组织病理图像人工智能诊断模型对EMPD的诊断及鉴别诊断具有较高效能,并推荐DenseNet121为皮肤病理图片的诊断模型。

关键词：乳房外Paget病人工智能诊断模型病理诊断

基于深度学习的乳腺超声应变弹性图像生成模型的应用研究

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中华医学超声杂志（电子版） 2024年第6期21卷 563-570页

作者：李洋蔡金玉党晓智常婉英巨艳高毅宋宏萍空军军医大学第一附属医院(西京医院)超声医学科西安710032 深圳大学医学部生物医学工程学院 518073

目的:探讨基于深度学习模型生成乳腺超声应变弹性图像的应用价值。方法:回顾性收集2019年5月至2022年6月在西京医院行乳腺超声检查的患者的超声图像共1336组,在神经网络中生成对抗网络(GAN)的基础上构建深度学习生成模型,使用训练集882... 详细信息

目的:探讨基于深度学习模型生成乳腺超声应变弹性图像的应用价值。方法:回顾性收集2019年5月至2022年6月在西京医院行乳腺超声检查的患者的超声图像共1336组,在神经网络中生成对抗网络(GAN)的基础上构建深度学习生成模型,使用训练集882组和验证集354组图像进行模型的训练和调整,另外100组测试集图像使用模型生成弹性图像,比较真实弹性图像和生成弹性图像的相似度。选取4位不同年资医师(高低年资医师各2名)比较两种弹性图像的差异。应用归一化互相关(NCC)值评价两种弹性图像的相似程度,并进行阅片医师真实性评分;基于Tsukuba 5分弹性评分标准,应用Kappa检验比较4位医师弹性评分的一致性,绘制ROC曲线评估不同医师分别结合两种弹性图像应用BI-RADS分类诊断乳腺病灶良恶性的效能。结果:测试集中两种弹性图像相似度的NCC平均值为0.70±0.08,中位数0.70,范围0.50~0.86。真实性评价所有医师得分为0.49,低年资医师得分0.45,高年资医师得分0.53,均接近0.50。比较4位医师弹性评分的一致性Kappa值,生成图像高于真实图像(Kappa值:0.61 vs 0.57)。每位医师分别结合两种弹性图像应用BI-RADS分类的ROC曲线下面积差异无统计学意义(P>0.05),除1名高年资医师的特异度(P=0.0196)和阳性预测值(P=0.021)外,所有医师的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值结果差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论:基于深度学习构建的乳腺超声应变弹性图像生成模型,能够生成与真实弹性图像相似的弹性图像,并且生成图像在辅助诊断方面达到了与真实图像相近的临床价值。

关键词：乳腺肿瘤超声检查应变弹性成像深度学习生成对抗网络人工智能

基于壳聚糖/银离子的可逆温敏水凝胶的制备与性能

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精细化工 2024年第5期41卷 1036-1042页

作者：徐世宽张弘妹戚鹏飞曹张军邢彦军东华大学化学与化工学院上海201620 东华大学生物与医学工程学院上海201620

以壳聚糖(CS)和AgNO_(3)为主要原料,通过CS与Ag^(+)的超分子络合作用制备了一系列可逆温敏CS-Ag水凝胶,采用FTIR、XRD、XPS、SEM和EDS对CS-Ag水凝胶的结构和化学状态进行了表征。结果表明,通过同时调节AgNO_(3)用量和体系pH可制备具有... 详细信息

以壳聚糖(CS)和AgNO_(3)为主要原料,通过CS与Ag^(+)的超分子络合作用制备了一系列可逆温敏CS-Ag水凝胶,采用FTIR、XRD、XPS、SEM和EDS对CS-Ag水凝胶的结构和化学状态进行了表征。结果表明,通过同时调节AgNO_(3)用量和体系pH可制备具有相同凝胶温度的CS-Ag水凝胶。当CS用量为0.60 g、AgNO_(3)用量为0.19 g、体系总体积为21 mL、保持水凝胶pH=4.24时,制备的CS-Ag-19水凝胶凝胶温度为50℃,具有最佳的热可逆性能,至少可循环相变5次,具有室温避光保存5个月的稳定性,并表现出对大肠杆菌良好的抗菌性能。CS-Ag-19的溶胶-凝胶转换是由CS的氨基在不同温度下的超分子相互作用控制,H^(+)和Ag^(+)在温度、浓度变化的驱动下,对游离氨基的竞争反应(质子化和络合作用)之间的平衡关系使水凝胶具有温敏可逆性。CS-Ag-19水凝胶的可注射和温敏凝胶性能使其具有作为水凝胶抗菌敷料的应用潜力。

关键词：可逆温敏水凝胶壳聚糖银离子抗菌性可注射性功能材料