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肠道菌群与糖尿病、炎症因子及C反应蛋白的因果关系——孟德尔随机化分析

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首都医科大学学报 2024年第3期45卷 488-493页

作者：胡亚芬华琳首都医科大学大兴教学医院内分泌科北京102600 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069

目的探索糖尿病与肠道菌群失调以及炎症因子和C反应蛋白的相关性。方法将肠道菌群作为暴露因素,糖尿病、炎症因子和C反应蛋白作为结局因素,以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)作为工具变量,采用孟德尔随机化分析... 详细信息

目的探索糖尿病与肠道菌群失调以及炎症因子和C反应蛋白的相关性。方法将肠道菌群作为暴露因素,糖尿病、炎症因子和C反应蛋白作为结局因素,以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)作为工具变量,采用孟德尔随机化分析方法探讨肠道菌群与糖尿病、炎症因子和C反应蛋白的关系。结果粪球菌、戴阿利斯特杆菌、毛螺菌和吉氏拟杆菌等在糖尿病人群中丰度相对较低,而嗜胆菌和罗姆布茨菌在糖尿病人群中丰度相对较高。戴阿利斯特杆菌与白介素-17(interleukin-17,IL-17)相关(β=0.797,P=0.036)。C反应蛋白与粪球菌(β=-0.036,P=0.027)、吉氏拟杆菌(β=-0.216,P=0.015)和戴阿利斯特杆菌(β=-0.028,P=0.030)均呈负相关。对于粪球菌和吉氏拟杆菌与糖尿病的关系,C反应蛋白存在中介效应。结论本研究结果提示肠道菌群、C反应蛋白和糖尿病存在潜在的相互作用。

关键词：肠道菌群糖尿病炎症因子 C-反应蛋白孟德尔随机化

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糖尿病前期周围神经病变的临床和电生理研究

中华神经科杂志 2024年第3期57卷 248-254页

作者：翦凡陈琳陈娜李景芬王颖张磊程凤杨硕王恒恒华琳王瑞青刘阳潘华张在强首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心、国家神经系统疾病临床医学研究中心北京100070 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069 首都医科大学附属北京天坛医院健康管理中心北京100070

目的探讨糖尿病前期患者周围神经病变的临床和电生理特点。方法收集2019—2022年在首都医科大学附属北京天坛医院招募的20~65岁糖代谢异常风险人群行口服糖耐量试验,前瞻性收集符合美国糖尿病协会诊断标准的空腹血糖受损或糖耐量异常患... 详细信息

目的探讨糖尿病前期患者周围神经病变的临床和电生理特点。方法收集2019—2022年在首都医科大学附属北京天坛医院招募的20~65岁糖代谢异常风险人群行口服糖耐量试验,前瞻性收集符合美国糖尿病协会诊断标准的空腹血糖受损或糖耐量异常患者,排除可能导致周围神经受损的其他病因及神经根病患者。依据2010年多伦多共识多发性神经病(PN)临床诊断标准,按照是否存在PN的症状体征,将患者划分为临床PN组和临床无PN组。对所有患者行感觉运动神经传导检测(NCS)、F波检测、交感皮肤反应、心率变异率及电流感觉阈值测定(CPT),比较各项检查的异常率,比较临床亚组间各项电生理检查异常率的差异。结果最终入组糖尿病前期患者共73例,依据多伦多共识标准可诊断为临床PN的患者仅20例(27.4%)。患者的CPT异常率为68.5%(50/73),显著高于F波、下肢NCS、上肢腕管综合征电生理检查、交感皮肤反应、心率变异率的异常率[分别为2.7%(2/73)、0(0/73)、26.0%(19/73)、6.8%(5/73)、5.5%(4/73),McNemar二项分布精确检验,均P<0.001]。采用2000 Hz、250 Hz和5 Hz的正弦波电刺激,通过CPT分别检测粗髓鞘、薄髓鞘和无髓鞘的感觉神经纤维的感觉阈值。糖尿病前期患者手部无髓鞘的小纤维(C纤维)异常率[21.9%(16/73)]较粗髓鞘的大纤维(Aβ纤维)异常率高[8.2%(6/73),χ^(2)=5.352,P=0.021];足部薄髓鞘(Aδ纤维)和无髓鞘的小纤维(C纤维)异常率[42.5%(31/73)和39.7%(29/73)]均较粗髓鞘的大纤维(Aβ纤维)异常率高[11.0%(8/73),χ^(2)=18.508、15.965,均P<0.001)。临床PN组与临床无PN组相比,CPT[90.0%(18/20)与60.4%(32/53),χ^(2)=5.904,P=0.015]和交感皮肤反应[20.0%(4/20)与1.9%(1/53),P=0.016]的异常率显著增高。结论糖尿病前期的周围神经病变多无症状或为亚临床周围神经病。糖代谢异常早期最易累及无髓鞘和薄髓鞘的小纤维,可通过选择性检测小神经纤维功能的电生理方法早期发现病损。

关键词：糖尿病前期周围神经病电生理感觉阈值早期诊断

VMHC与ReHo在评价tDCS改善脑卒中后认知障碍中的应用价值

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磁共振成像 2024年第2期15卷 129-134页

作者：钟佳利景小珊梁莹首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学附属北京潞河医院康复科北京101149

目的探讨体素镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)与局部一致性(regional homogeneity,ReHo)在评价经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)改善脑卒中后认知障碍中的应用价值。材料与方法前瞻性纳入47名脑卒中后认知障碍(post-stroke cognitive impairment,PSCI)患者,随机分配到tDCS组与假刺激组,其中tDCS组23人,假刺激组24人,应用Mann-Whitney U检验比较两组患者在基线期与15天tDCS或假刺激治疗后认知量表评分变化值的差异,应用配对t检验比较两组患者在基线期与15天tDCS或假刺激治疗后VMHC与ReHo指标的差异,并提取差异脑区的VMHC与ReHo值与治疗前后认知量表评分的变化值进行相关性分析。结果tDCS组与假刺激组在治疗后的简易智能精神状态量表(Mini-Mental State Examination,MMSE)与蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)评分均优于治疗前,但tDCS组具有更好的治疗效果,治疗后相较于治疗前MMSE与MoCA量表评分改善值更大,差异具有统计学意义(P<0.05);VMHC指标结果:tDCS组患者在治疗后,双侧岛叶、楔前叶的VMHC值升高(P<0.05,FDR校正),假刺激组患者在治疗后,在双侧枕上回的VMHC值升高(P<0.05,FDR校正);ReHo指标结果:tDCS组患者在治疗后,前扣带回和顶下缘角回的ReHo值升高(P<0.05,FDR校正),假刺激组患者在治疗后相较于治疗前,未见明显差异脑区;相关性分析:tDCS组患者在治疗后,双侧楔前叶VMHC增加的值与MMSE、MoCA量表评分的变化值呈现正相关,MMSE(r=0.47,P=0.02);MoCA(r=0.43,P=0.04);其他差异脑区与MMSE与MoCA量表评分变化值无明显相关性。结论tDCS联合常规康复治疗对PSCI患者的认知康复效果优于仅进行常规康复治疗手段,应用VMHC与ReHo发现tDCS的治疗机制可能与改善默认模式网络(default mode network,DMN)与突显网络(salience network,SN)中部分脑区在双侧大脑半球之间的功能连接与自发活动有关。

关键词：脑卒中脑梗死卒中后认知障碍静息态体素镜像同伦连接局部一致性磁共振成像

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老年嗜酸性肉芽肿性多血管炎患者的临床分析

首都医科大学学报 2024年第3期45卷 515-523页

作者：张隽李杰王晶华琳张黎明首都医科大学附属北京朝阳医院-北京市呼吸病研究所呼吸与危重症医学科北京100043 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069

目的分析老年嗜酸性肉芽肿性多血管炎(eosinophilic granulomatosis with polyangiitis,EGPA)患者的临床特征。方法回顾性分析2007年2月至2022年2月首都医科大学附属北京朝阳医院确诊的EGPA患者的临床资料,根据年龄分为老年组(年龄≥60... 详细信息

目的分析老年嗜酸性肉芽肿性多血管炎(eosinophilic granulomatosis with polyangiitis,EGPA)患者的临床特征。方法回顾性分析2007年2月至2022年2月首都医科大学附属北京朝阳医院确诊的EGPA患者的临床资料,根据年龄分为老年组(年龄≥60岁)和非老年组(年龄10%(90.5%vs 72.9%,P=0.029)及估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)降低[eGFR10%、eGFR降低、脏器受累及FFS≥2分的患者比例更高,ESR、RV/TLC及病死率更高。临床医生应加强对老年EGPA患者疾病特征的认识,以提高诊断和治疗水平。

关键词：嗜酸性肉芽肿性多血管炎老年患者临床特征

基于OBE理念的医学生“Python语言程序设计”课程的教学案例研究与设计

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中国信息技术教育 2024年第1期 98-102页

作者：夏翃高磊华琳首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系

在新医科建设背景下,本研究基于OBE理念,根据三大医学智能应用场景进行课程综合性的教学案例研究与设计,以期培养学生运用Python语言解决实际医学问题的能力,从而实现对医学生综合创新性竞争能力的培养。

关键词： Python OBE 教学案例设计医学人工智能

基于联邦特征学习的多机型低剂量CT重建算法

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南方医科大学学报 2024年第2期44卷 333-343页

作者：陈世宣曾栋边兆英马建华南方医科大学生物医学工程学院//广州市医用放射成像与检测技术重点实验室广东广州510515

目的提出一种基于联邦特征学习的多机型低剂量CT重建算法(FedCT),以提升深度学习模型对多CT机型的泛化能力并保护数据隐私。方法FedCT框架在每个协作学习的客户端中设置了一个基于数据-解析模型耦合驱动的Radon反变换智能重建模型作为... 详细信息

目的提出一种基于联邦特征学习的多机型低剂量CT重建算法(FedCT),以提升深度学习模型对多CT机型的泛化能力并保护数据隐私。方法FedCT框架在每个协作学习的客户端中设置了一个基于数据-解析模型耦合驱动的Radon反变换智能重建模型作为局部网络模型,并采用投影域特异性学习策略,在局部投影域保留成像几何特异性。同时,引入联邦特征学习,使用条件特征参数标记局部数据并馈入网络模型进行编码以在图像域提升网络模型的泛化性。结果在跨站点的多机型、多协议低剂量CT重建实验中,FedCT的重建结果在所有对比联邦学习方法中获得了最高的PSNR(高于次优的联邦学习方法+2.8048、+2.7301、+2.7263)、最高的SSIM指标(高于次优的联邦学习方法+0.0009、+0.0165、+0.0131)以及最低的RMSE指标(低于次优的对比联邦学习方法-0.6687、-1.5956、-0.9962)。在消融实验中,相较于一般联邦学习策略,采用投影特异学习策略的模型在测试集上的PSNR指标的Q1平均提升1.18,RMSE指标的Q3平均降低1.36。在引入联邦特征学习后,FedCT在测试集上的PSNR指标的Q1进一步提升3.56,RMSE指标的Q3进一步降低1.80。结论FedCT为协作构建CT智能重建网络模型提供了有效解决方案,能够在保护数据隐私的基础上,增强网络模型泛化性,进一步地提升网络模型在全局数据上的重建性能。

关键词：计算机断层成像低剂量联邦学习图像重建

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嗜酸性肉芽肿性多血管炎心脏受累的临床特征分析

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中国循证心血管医学杂志 2024年第2期16卷 208-212页

作者：李杰张隽王晶华琳张黎明首都医科大学附属北京朝阳医院-北京市呼吸病研究所呼吸与危重症医学科北京100043 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069

目的分析嗜酸性肉芽肿性血管炎(EGPA)患者心脏受累的临床特点。方法回顾性分析2005年5月至2021年12月于首都医科大学附属北京朝阳医院收治的确诊EGPA患者的临床资料,比较心脏受累组和非心脏受累组患者的差异,并随访两组的预后。结果104... 详细信息

目的分析嗜酸性肉芽肿性血管炎(EGPA)患者心脏受累的临床特点。方法回顾性分析2005年5月至2021年12月于首都医科大学附属北京朝阳医院收治的确诊EGPA患者的临床资料,比较心脏受累组和非心脏受累组患者的差异,并随访两组的预后。结果104例EGPA患者中,男性55例,女性49例,确诊时中位年龄56(46,65)岁,其中20例(19.2%)患者ANCA阳性。心脏受累组50例(48.1%),非心脏受累组54例(51.9%)。心脏受累组中16例(32.0%)患者有心脏受累相关症状,25例(50%)心电图异常,34例(68%)心脏超声检查异常。6例行心脏增强核磁检查,5例发现心脏受累,其中2例为隐匿性心脏受累。心脏受累组中老年患者、基础疾病合并高血压病患者明显高于非心脏受累组(P0.05)。平均随访中位时间41(19,59)月,6例患者死亡,均有心脏受累患者,其中3例死于心功能衰竭,另外3例分别死于脑梗死合并肺部感染、侵袭性肺曲霉菌病及肺恶性肿瘤。结论EGPA患者中心脏受累比例高,临床表现缺乏特异性。心脏MRI有利于发现隐性的心脏受累。心脏受累与嗜酸性粒细胞计数及ANCA无明显相关性。心脏受累是疾病死亡的危险因素。

关键词：心脏MRI 嗜酸性肉芽肿性多血管炎心脏受累预后

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一种超声心动图关键帧智能检测方法

南京医科大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 253-262页

作者：杜悦史中青戚占如曾子炀郭冠军姚静罗守华顾宁南京医科大学生物医学工程与信息学院江苏南京211166 南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科江苏南京210008 东南大学生物科学与医学工程学院江苏南京210096 南京大学医学院江苏南京210093

目的:探讨基于深度学习(deep learning,DL)的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧智能检测方面的可行性。方法:选取南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科采集的663个动态图像含心尖二腔(apical two chambers,A2C)、心尖三腔(apical three... 详细信息

目的:探讨基于深度学习(deep learning,DL)的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧智能检测方面的可行性。方法:选取南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科采集的663个动态图像含心尖二腔(apical two chambers,A2C)、心尖三腔(apical three chambers,A3C)与心尖四腔(apical four chambers,A4C)3类临床检查常用切面以及EchoNet⁃Dynamic公开数据集中280个A4C切面动态图像,分别建立南京鼓楼医院数据集与EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集,各类别图像按4∶1方式划分为训练集和测试集,进行ResNet+VST模型的训练以及与多种关键帧检测模型的性能对比,验证ResNet+VST模型的先进性。结果:ResNet+VST模型能够更准确地检测心脏舒张末期(end⁃diastole,ED)与收缩末期(end⁃systole,ES)图像帧。在南京鼓楼医院数据集上,模型对A2C、A3C和A4C切面数据的ED预测帧差分别为1.52±1.09、1.62±1.43、1.27±1.17,ES预测帧差分别为1.56±1.16、1.62±1.43、1.45±1.38;在EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集上,模型对A4C切面数据的ED预测帧差为1.62±1.26,ES预测帧差为1.71±1.18,优于现有相关研究。此外,ResNet+VST模型有良好的实时性表现,在南京鼓楼医院数据集与EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集上,基于GTX 3090Ti GPU对16帧的超声序列片段推理的平均耗时分别为21 ms与10 ms,优于以长短期记忆单元(long short⁃term memory,LSTM)进行时序建模的相关研究,基本满足临床即时处理的需求。结论:本研究提出的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧检测的准确性、实时性方面,相较于现有研究有更出色的表现,该模型原则上可推广到任何超声切面,有辅助超声医师提升诊断效率的潜力。

关键词：超声心动图关键帧深度学习

室上性心动过速机制的智能分类模型:基于十二导联穿戴式心电设备

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南方医科大学学报 2024年第5期44卷 851-858页

作者：王泓森米利杰张越葛兰赖杰伟陈韬李健时向民修建成唐闵阳维郭军解放军总医院第六医学中心心血管病医学部北京100048 中国医学科学院阜外医院心律失常中心北京100037 南方医科大学生物医学工程学院广东广州510515 南方医科大学南方医院心内科广东广州510515

目的基于十二导联穿戴式心电设备,探索室上性心动过速(SVT)机制鉴别的智能分类模型。方法选取356份SVT的穿戴式心电图,通过五折交叉验证的方式随机分为训练集、验证集建立智能分类模型,选取2021年10月~2023年3月诊断为SVT并行电生理检... 详细信息

目的基于十二导联穿戴式心电设备,探索室上性心动过速(SVT)机制鉴别的智能分类模型。方法选取356份SVT的穿戴式心电图,通过五折交叉验证的方式随机分为训练集、验证集建立智能分类模型,选取2021年10月~2023年3月诊断为SVT并行电生理检查及射频消融术的患者共101例作为测试集。对比心动过速诱发前后的心电图参数改变,基于多尺度深度神经网络,并加入窦性心律对比图增强训练,建立SVT机制分类的智能分类模型并验证诊断效能。进一步提取II,III,V1三导联心电信号建立分类模型,并对比其与十二导联智能分类模型的效能。结果101例测试集中68例为房室结折返性心动过速,33例为房室折返性心动过速。预训练模型在验证集中识别房室结折返性心动过速的最高精确率-召回率曲线下面积达到0.9492,F1评分为0.8195。最终II导联,III导联,V1导联,三导联与十二导联智能分类模型于测试集中的总F1评分分别为0.5597,0.6061,0.3419,0.6003与0.6136。对比十二导联,III导联的净重新分类指数与综合判别改善指数分别为-0.029(P=0.714)与-0.005(P=0.817)。结论基于多尺度深度神经网络,初步建立了穿戴式心电图对SVT机制分类的智能分类模型,并具有一定的准确性。

关键词：穿戴式心电图室上性心动过速十二导联心电图多尺度深度神经网络房室结折返性心动过速房室折返性心动过速

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