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毒理学与交叉学科的共融发展与创新

南京医科大学学报(社会科学版) 2024年

作者：刘倩王希玮翁振坤徐进顾爱华南京医科大学公共卫生学院南京医科大学科研院

文章从毒理学与环境科学、生物医药学、组织工程学以及人工智能等的交叉融合中，深入挖掘并详尽阐述了交叉学科在毒理学领域的发展现状和广阔应用前景，以期为该领域的进一步创新和发展提供有力的理论支撑和实践指导。结果显示，多学科... 详细信息

文章从毒理学与环境科学、生物医药学、组织工程学以及人工智能等的交叉融合中，深入挖掘并详尽阐述了交叉学科在毒理学领域的发展现状和广阔应用前景，以期为该领域的进一步创新和发展提供有力的理论支撑和实践指导。结果显示，多学科的交叉融合不仅在解决科研难题方面起到双向促进作用，而且为改善生态环境和保护人类健康提供了新的思路和方法。因此，在现代毒理学基础教学中，应注重培养学生的交叉应用思维，拓宽教学内容的广度，为毒理学的未来发展培养出更多高层次的复合型人才。

关键词：毒理学交叉学科环境科学组织工程学人工智能

基于先验信息感知学习的能谱CT及物质定量智能成像算法

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南方医科大学学报 2023年第4期43卷 620-630页

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

目的提出一种基于先验信息感知学习的能谱CT半监督物质定量智能成像算法(SLMD-Net),以提升能谱CT及物质定量成像精度和质量,并降低数据驱动网络对标签数据的依赖性。方法算法框架包括监督子模块和自监督子模块。在监督子模块中,基于少... 详细信息

目的提出一种基于先验信息感知学习的能谱CT半监督物质定量智能成像算法(SLMD-Net),以提升能谱CT及物质定量成像精度和质量,并降低数据驱动网络对标签数据的依赖性。方法算法框架包括监督子模块和自监督子模块。在监督子模块中,基于少量标签数据和均方误差损失函数学习构建从低信噪比数据到高信噪比数据的映射关系;在自监督子模块中,针对大量无标签低信噪比基物质图像数据,采用基于图像恢复模型构建损失函数,并纳入基物质图像数据的先验信息,以全变分(TV)模型刻画图像的先验信息。两个子模块合并构成SLMD-Net并通过临床仿真数据评估可行性和有效性。结果与模型驱动的物质定量成像方法(FBP-DI、PWLS-PCG、E3DTV),数据驱动的物质定量成像方法,如基于监督学习的物质定量成像方法(SUMD-Net和BFCNN),基于无监督学习的物质定量成像方法UNTV-Net以及基于半监督的循环一致性生成对抗网络(Semi-CycleGAN)相比,SLMD-Net在视觉和定量评估上均有明显优势,如在水物质定量成像结果和骨物质定量成像结果中,SLMDNet获得最高的PSNR指标(31.82和29.06)、最高的FSIM指标(0.95和0.90)以及最低的RMSE指标(0.03和0.02),且图像质量评分与其他7种对比方法分解性能的差异具有统计学意义(P<0.05)。SLMD-Net的物质定量性能可接近于使用两倍数量级标签数据训练的SUMD-Net。结论少量标签数据和大量无标签低信噪比基物质图像数据可被充分利用训练网络,有效抑制能谱CT基物质分解过程中产生的强噪声伪影,降低数据驱动网络对标签数据的依赖性,具有更广阔的临床应用前景。

关键词：能谱CT 基物质分解半监督学习 U-Net 全变分

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扩散张量成像去噪和纤维跟踪方法

计算机辅助设计与图形学学报 2006年第2期18卷 180-185页

作者：白玫罗述谦首都医科大学宣武医院北京100053 首都医科大学生物医学工程学院北京100054

提出一种纤维模型的数学合成方法,并利用合成模型对纤维跟踪方法进行了验证·对Streamline跟踪技术进行改进,采用能量最小化技术对面形或球形张量的跟踪方向进行校正以提高Streamline算法的准确性·为降低图像噪声对纤维跟踪的影响,分... 详细信息

提出一种纤维模型的数学合成方法,并利用合成模型对纤维跟踪方法进行了验证·对Streamline跟踪技术进行改进,采用能量最小化技术对面形或球形张量的跟踪方向进行校正以提高Streamline算法的准确性·为降低图像噪声对纤维跟踪的影响,分别采用小波去噪方法对扩散加权图像和张量场进行处理,并对小波去噪和传统的高斯平滑方法在扩散加权图像噪声抑制方面的作用进行了比较·

关键词：纤维跟踪扩散张量成像纤维模型小波去噪高斯平滑

腭裂言语障碍儿童语言相关脑区灰质形态学分析

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中华口腔医学杂志 2022年第9期57卷 899-906页

作者：张文婧赵翠李春林杨鑫涛陈仁吉首都医科大学口腔医学院口腔颌面整形创伤外科北京100050 北京邮电大学人工智能学院北京100876 首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069

目的利用基于体素形态学测量(voxel-based morphometry,VBM)及基于表面形态学测量方法,探讨伴发腭裂言语障碍(cleft palate speech disorder,CPSD)的唇裂合并腭裂(clefts lip with palate,CLP)儿童的脑灰质结构形态学变化,为深入探索CL... 详细信息

目的利用基于体素形态学测量(voxel-based morphometry,VBM)及基于表面形态学测量方法,探讨伴发腭裂言语障碍(cleft palate speech disorder,CPSD)的唇裂合并腭裂(clefts lip with palate,CLP)儿童的脑灰质结构形态学变化,为深入探索CLP人群腭裂言语障碍的神经机制提供参考。方法选取2017年1月至2022年1月就诊于首都医科大学口腔医学院口腔颌面整形创伤外科,伴发CPSD的CLP患儿29例(CLP组),其中男性9例,女性20例,年龄(9.6±3.2)岁(5~17岁)。同期于首都医科大学附属北京儿童医院招募健康儿童33名(健康对照组),其中男性9名,女性24名,年龄(9.6±2.4)岁(5~16岁)。两组受试者均行MRI三维T1结构像序列扫描,并利用统计参数图软件SPM12软件中VBM和CAT12工具箱进行全脑灰质体积、皮质厚度、折叠系数等分析。采用双样本t检验对两组进行全脑灰质形态学分析,团块水平采用族错误率(family-wise error rate,FWER)校正进行多重比较校正,以双侧P<0.05为差异有统计学意义。结果健康对照组的年龄和性别与CLP组的差异均无统计学意义(t=-0.07,P=0.944;χ^(2)=0.11,P=0.745)。与健康对照组相比,CLP组左侧颞下回、右顶下缘角回、左小脑上部灰质体积显著减小(P<0.05),右内侧额上回体积显著增加(P<0.05);与健康对照组相比,CLP组受试者的左侧额下回岛叶部以及右侧脑岛部皮质厚度显著变薄(FWER校正,P=0.035);与健康对照组相比,CLP组右侧半球扣带回峡部折叠系数显著增大(FWER校正,P=0.040)。结论与健康对照组相比,伴发CPSD的CLP儿童存在多个语言相关脑区灰质体积减小、皮质厚度减小、折叠系数增大,这些与语言相关的脑区灰质形态学异常改变可能与CLP人群特有的腭裂言语障碍相关。

关键词：腭裂唇腭裂言语障碍灰质体积皮质厚度折叠系数

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基于BB平台的模式识别网络课程建设及应用

医学教育管理 2023年第S1期9卷 37-40页

作者：耿新玲魏婧吴薇薇李霞首都医科大学生物医学工程学院北京100069

模式识别是人工智能领域重要的分支学科之一,也是一门理论性和实践性都很强的学科,学科前沿发展日新月异。本文主要介绍笔者在线下授课学时受限的情况下,基于Blackboard(BB)平台建设了模式识别网络课程,并在教学实践中进行了应用,为选... 详细信息

模式识别是人工智能领域重要的分支学科之一,也是一门理论性和实践性都很强的学科,学科前沿发展日新月异。本文主要介绍笔者在线下授课学时受限的情况下,基于Blackboard(BB)平台建设了模式识别网络课程,并在教学实践中进行了应用,为选课学生提供了更多的学习方式和学习支持。网络课程中丰富的教学资源,有助于引导学生掌握模式识别的基本理论和前沿算法,提高项目编程和实践能力,同时也便于我们未来实行线上线下融合的教学方式,从而更好地满足学生的学习需求,达到因材施教、提升教学质量的目的。

关键词：模式识别网络课程教学实践

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医学生计算机基础B课程教学改革研究与实践

医学教育管理 2023年第S1期9卷 32-36页

作者：王宇武博张楠首都医科大学生物医学工程学院北京100069

在人工智能与医学大数据的背景之下,首都医科大学开设的计算机基础B课程着力于培养医学生的计算机应用能力和计算机编程思想。本文针对当前医学院校计算机类课程存在的问题,从教学内容、教学方式和教学反馈3个方面,提出了课程改革方案... 详细信息

在人工智能与医学大数据的背景之下,首都医科大学开设的计算机基础B课程着力于培养医学生的计算机应用能力和计算机编程思想。本文针对当前医学院校计算机类课程存在的问题,从教学内容、教学方式和教学反馈3个方面,提出了课程改革方案并分析了实践效果,期望与其他医学院校相互碰撞并相互借鉴,从而为推进医学院校计算机类课程的教学改革提供新思路。

关键词：计算机基础计算机应用能力计算机编程思想教学改革

手术前配合训练对飞秒激光联合准分子激光原位角膜磨镶术后效果的影响

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暨南大学学报（自然科学与医学版） 2022年第6期43卷 610-615页

作者：孙冉方薇陈旭张伟刘大川张海霞首都医科大学宣武医院眼科北京100053 首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069

目的:探讨手术前配合训练对飞秒激光联合准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)术后效果的影响。方法:选取2020年6月至2021年10月在首都医科大学宣武医院施行双眼FS-LASIK手术的患者200名作为手术前配合训练组,选取2020年1月至2020年5月... 详细信息

目的:探讨手术前配合训练对飞秒激光联合准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)术后效果的影响。方法:选取2020年6月至2021年10月在首都医科大学宣武医院施行双眼FS-LASIK手术的患者200名作为手术前配合训练组,选取2020年1月至2020年5月尚未开展系统术前配合训练的手术患者50名作为常规对照组,其中术前配合训练组根据术前训练情况分为低、中、高训练组3组,通过观察术中手术时间、术后视力、术后早期疼痛、结膜下出血发生情况比较不同训练组和对照组手术后的效果。结果:训练组手术时间明显短于对照组,且中、高训练组手术时间短于低训练组(P0.05),高等训练组术后视力均明显好于以上两组(P<0.05),而男性患者无论高训练组还是中训练组术后视力均好于低训练组(P<0.05)。结论:FS-LASIK术前良好的配合训练不仅可以保证手术更加安全顺畅,还能获得较好的早期术后效果,对于男性患者施行FS-LASIK手术前配合训练效果更好。

关键词：屈光外科手术准分子激光角膜原位磨镶术术前训练疼痛病例对照研究

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细胞焦亡在肿瘤发生、发展与治疗中的作用

中国生物化学与分子生物学报 2023年第1期39卷 42-53页

作者：姜珊关一夫李硕中国医科大学智能医学学院生物医学工程教研室沈阳110122 中国医科大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室沈阳110122

细胞焦亡(pyroptosis)又称细胞炎性坏死,是Gasdermin蛋白家族介导的一种程序性细胞死亡,表现为细胞不断肿胀直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放,进而激活强烈的炎症反应。近年来,细胞焦亡在肿瘤发病机制中的作用变得越来越突出,焦亡信... 详细信息

细胞焦亡(pyroptosis)又称细胞炎性坏死,是Gasdermin蛋白家族介导的一种程序性细胞死亡,表现为细胞不断肿胀直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放,进而激活强烈的炎症反应。近年来,细胞焦亡在肿瘤发病机制中的作用变得越来越突出,焦亡信号通路分子及细胞焦亡过程中释放的多种炎症介质与肿瘤的发生、发展及对肿瘤化疗和免疫治疗的反应密切相关。由于肿瘤的异质性,细胞焦亡在不同肿瘤中的作用并不相同,因此有必要研究细胞焦亡在不同肿瘤中的具体作用机制。从药理学角度,寻求促进生成炎症小体或激活焦亡通路的分子底物,为肿瘤药物的研发和治疗提供更多思路。细胞焦亡在一定程度上也解答了肿瘤化疗和免疫治疗副作用产生的原因。细胞焦亡在肿瘤治疗过程中是“双刃剑”,如何调节药物在肿瘤组织、正常组织和免疫微环境中诱导细胞焦亡的方式和程度,对于提高肿瘤的化疗和免疫治疗效果,降低毒副作用具有重要的意义。本文就细胞焦亡的类型及分子机制,细胞焦亡在肿瘤的发生发展及其在肿瘤化疗、放射治疗、中药治疗和免疫治疗过程中发挥的作用进行综述,以期为临床肿瘤治疗和预后分析提供新靶点。

关键词：细胞焦亡 Gasdermin蛋白家族胱天蛋白酶家族细胞焦亡分子机制肿瘤治疗

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小梁网组织表面力学特性及其各向异性模型

医用生物力学 2022年第6期37卷 1000-1005页

作者：常金龙王川李坦闫义涛韩苗苗刘志成新乡医学院医学工程学院河南新乡453003 首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 首都医科大学燕京医学院北京101300 山东第一医科大学(山东省医学科学院)山东省眼科研究所所山东青岛266071 新乡医学院第一附属医院眼科河南新乡453199 新乡市智能康复设备工程技术研究中心河南新乡453003

目的探讨小梁网组织表面弹性模量的变化趋势,并使用各向异性模型模拟,验证各向异性模型的合理性。方法对2只大鼠的4个小梁网样本在表面不同位置进行原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)压痕实验,并使用本课题组提出的各向异... 详细信息

目的探讨小梁网组织表面弹性模量的变化趋势,并使用各向异性模型模拟,验证各向异性模型的合理性。方法对2只大鼠的4个小梁网样本在表面不同位置进行原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)压痕实验,并使用本课题组提出的各向异性小梁网力学模型对小梁网组织表面不同位置处测得的弹性模量进行模拟实验。结果测试得到的小梁网组织表面弹性模量会随着位置不同而变化,并且在小梁网中段达到最小值;各向异性小梁网力学模型可以较好地模拟这一现象。结论各向异性小梁网力学模型在描述小梁网力学特性方面具有较强的理论意义与实用价值。同时,该模型可以解释对小梁网组织进行单轴拉伸与AFM压痕实验获得的弹性模量之间的巨大差别。因此,各向异性小梁网模型是对小梁网力学特性的一种更好描述。

关键词：小梁网弹性模量压痕测试各向异性模型