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海洋中药治疗骨质疏松的用药规律及作用机制

中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3713-3723页

作者：赖越林轩徐淼刘欢沈剑粦黄文华广东医科大学第一临床医学院广东省湛江市524023 莆田学院环境与生物工程学院福建省莆田市351100 福建医科大学基础医学院福建省福州市350100 西南医科大学附属中医医院骨科四川省泸州市646000 莆田学院附属医院中心实验室福建省莆田市351100 南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科广东省数字医学与生物力学重点实验室广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心广东省广州市510515

背景:海洋中药为治疗骨质疏松提供了一种潜在有效且不易产生不良反应的方法。目的:应用数据挖掘和网络药理学方法分析并探讨中医临床治疗骨质疏松的用药规律及作用机制。方法:采用数据挖掘和网络药理学方法,对国家知识产权局批准的治疗... 详细信息

背景:海洋中药为治疗骨质疏松提供了一种潜在有效且不易产生不良反应的方法。目的:应用数据挖掘和网络药理学方法分析并探讨中医临床治疗骨质疏松的用药规律及作用机制。方法:采用数据挖掘和网络药理学方法,对国家知识产权局批准的治疗骨质疏松的海洋中药专利处方进行用药模式和作用机制研究,并特别关注这些处方中的核心中药成分,利用超高效液相色谱串联质谱对牡蛎-续断-淫羊藿组成的复方药组核心成分进行全面的鉴定分析。结果与结论:①从国家知识产权局(SIPO)网站建立到2024-04-01,检索发现381项骨质疏松治疗的授权专利,共鉴定出48首含有海洋中药的中成药处方,这些处方包含183味中药,其中13种海洋中药用药频次共574次,单首专利组方中用药味数2-41种不等;②牡蛎是最常用的海洋中药,续断、淫羊藿、地黄、杜仲是最常用的非海洋中药;关联规则分析确定了牡蛎、续断和淫羊藿为核心药物群;网络药理学分析显示该核心药组治疗骨质疏松的核心靶点包括ALB、AKT1、TP53、PPARG和SRC;核心药组发挥疗效的核心成分为谷甾醇、甘草素、臭山羊碱、木犀草素、山奈酚;③GO与KEGG富集分析显示,Rap1/丝裂原活化蛋白激酶信号通路在核心药物组的骨质疏松作用机制中起着重要作用;④分子对接结果显示核心成分与核心靶点之间存在良好的相互作用;⑤超高效液相色谱串联质谱检测复方药组核心成分为木犀草素、谷甾醇、山奈酚等,与网络药理学鉴定的药物成分相符合;对复方药组成分进行定量分析得出,黄酮类化合物、萜类化合物以及生物碱这3类物质在药物成分占比中较大。

关键词：骨质疏松海洋中药数据挖掘网络药理学分子对接

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改进人工势场的手术机器人位姿规划

控制理论与应用 2022年第6期39卷 1121-1129页

作者：郝林佳叶灿都书鲜王宇武博张楠首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069

运动避障与路径规划是手术机器人自动化手术中重要的技术环节,为机器人手术提供了良好的术中安全性及准确性.本研究针对上述两关键技术,提出改进人工势场的手术机器人位姿规划算法,首先,通过对引力函数进行改进,在不求取运动学逆解的情... 详细信息

运动避障与路径规划是手术机器人自动化手术中重要的技术环节,为机器人手术提供了良好的术中安全性及准确性.本研究针对上述两关键技术,提出改进人工势场的手术机器人位姿规划算法,首先,通过对引力函数进行改进,在不求取运动学逆解的情况下,能够准确驱动机械臂到达指定位姿;接着,利用快速凸包算法将障碍物凸体化,通过Gilbert Johnson Keerthi(GJK)算法计算障碍物与机械臂连杆等效圆柱面之间的最近距离,使避障距离更加准确;然后,通过自适应步长,使机械臂运动更加平稳快速;最后,引入动态引力常数,使机械臂具有逃离局部极小值的能力.实验结果表明,本研究能够让机器人在避障情况下平稳快速到达规划位姿,并在陷入局部极小值时逃逸,为未来医疗机器人在自动化手术方面提供了新思路.

关键词：避障路径规划手术机器人人工势场自适应步长局部极小值

基于指温变化的血管功能无创检测方法的初步研究

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生物医学工程学杂志 2016年第1期33卷 144-148页

作者：董晴李霞万云高吕高泉王欣欣张宽首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 首都医科大学宣武医院北京100069

本文通过研究血管反应性测试中手指温度变化与血管功能之间的关系,提出一种新的血管功能无创检测方法,为心血管疾病的早期诊断和防治提供依据。课题组定制血流阻断、温度、血氧等模块搭建数据采集系统,并利用Labview开发数据采集软件。... 详细信息

本文通过研究血管反应性测试中手指温度变化与血管功能之间的关系,提出一种新的血管功能无创检测方法,为心血管疾病的早期诊断和防治提供依据。课题组定制血流阻断、温度、血氧等模块搭建数据采集系统,并利用Labview开发数据采集软件。首先,选择健康受试者24例(A组,男10例,女14例),平均年龄(44.6±9.0)岁。心血管疾病患者33例(B组,男23例,女10例),平均年龄(57.2±9.9)岁。记录受试者阻断侧指端温度、脉搏、血氧饱和度及阻断压力等信号,同时测量受试者常规生理参数。运用时域分析方法,提取指端温度信号参数分别为:初始温度(Ti)、温度回弹值(TR)、温度回到初始值的时间(RIt)等12个温度相关的参数。同时结合测量的身体质量指数(BMI)、收缩压(SPB)、舒张压(DBP)等常规生理参数进行统计分析,发现共有8个参数在两组人群中差异具有统计学意义。在此基础上,建立了血管功能判别函数。研究结果显示,肱动脉阻断再开放过程中指端温度变化与血管功能密切相关。通过研究结果的展示,期望本文结果可为血管功能早期检测奠定基础。

关键词：系统设计血管功能无创检测手指温度

一种椎弓根螺钉内固定术中非同源低重叠率点云的配准方法

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中国激光 2023年第9期50卷 82-90页

作者：张立静王斌斌王玮武博张楠首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 首都医科大学宣武医院骨科北京100053

在手术导航系统辅助的椎弓根螺钉内固定术中,术前与术中点云配准精度是影响导航定位效果的重要因素。由于术前与术中点云的获取方式不同,且术中暴露位置受限,两种非同源三维点云存在初始位姿差异大、重叠率低的问题,现有的配准算法在术... 详细信息

在手术导航系统辅助的椎弓根螺钉内固定术中,术前与术中点云配准精度是影响导航定位效果的重要因素。由于术前与术中点云的获取方式不同,且术中暴露位置受限,两种非同源三维点云存在初始位姿差异大、重叠率低的问题,现有的配准算法在术前术中点云配准时容易失效且精度不高。为此,本文提出了一种椎弓根螺钉内固定术中非同源低重叠率点云的配准方法。首先,对术中点云进行降采样,对术前点云进行基于最远点采样的局部区域划分,选取其中的最优局部区域,与术中点云进行采样一致性初始配准;之后,采用迭代最近点算法进行进一步优化,实现点云的准确对齐。在本文所用数据集上,所提算法在术前术中点云配准实验中的平均旋转误差为0.406°,平移误差为0.474 mm,实现了初始位姿差异大、重叠率低的非同源术前术中点云的高精度配准,与现有算法相比,配准成功率从66.67%提高至100%。

关键词：医用光学椎弓根螺钉内固定术非同源点云初始位姿差异大低重叠率点云配准

利用手指温度监测血管功能的评测与脉搏波速度间关系的研究

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生物医学工程学杂志 2016年第6期33卷 1084-1089页

作者：王欣欣李霞褚熙董晴赵小静陈卉张宽首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点试验室北京100069 首都医科大学宣武医院北京100069

早期血管功能检测对心血管疾病的防治具有重要意义。本文主要研究了手指温度监测曲线对心血管疾病预测的有效性,并与脉搏波速度检测结果进行了比较研究。研究选取受试者112人[年龄(42.18±12.28)岁,50%为男性,37人确诊患有心血管疾病],... 详细信息

早期血管功能检测对心血管疾病的防治具有重要意义。本文主要研究了手指温度监测曲线对心血管疾病预测的有效性,并与脉搏波速度检测结果进行了比较研究。研究选取受试者112人[年龄(42.18±12.28)岁,50%为男性,37人确诊患有心血管疾病],分别进行了手指温度监测记录和脉搏波速度检测。数据分析结果表明,心血管疾病相关参数集中在手指温度下降阶段。由十折交叉验证选出预测效果最好的Logistic回归模型,用于预测心血管疾病,其效果与脉搏波速度的检测效果一致。结果还显示,手指温度曲线中的参数具有一定早期动脉硬化检测能力。本文研究结果表明,手指温度曲线具有预测心血管疾病的潜力,或可反映心血管疾病早期的血管功能。

关键词：手指温度监测脉搏波速度 Logistic回归模型

基于快、慢速加载单轴拉伸数据识别的角膜生物力学特性比较

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医用生物力学 2022年第4期37卷 669-675页

作者：张迪张海霞曾正袁子维王维李林首都医科大学生物医学工程学院首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069

目的比较基于快、慢速加载单轴拉伸数据确定的角膜生物力学特性参数。方法选取15只健康成年兔的角膜进行平均加载速率为0.16、0.02 mm/s单轴拉伸实验,分别获得应力-应变以及应力松弛数据;分别利用黏超弹性模型、1阶Ogden模型和2阶Prony... 详细信息

目的比较基于快、慢速加载单轴拉伸数据确定的角膜生物力学特性参数。方法选取15只健康成年兔的角膜进行平均加载速率为0.16、0.02 mm/s单轴拉伸实验,分别获得应力-应变以及应力松弛数据;分别利用黏超弹性模型、1阶Ogden模型和2阶Prony级数模型对加卸载迟滞环曲线、应力-应变曲线、应力松弛曲线进行分析。基于黏超弹性模型拟合快速加卸载迟滞环曲线确定的参数集记为G_(vh)。拟合慢速加载的应力-应变、应力松弛数据的材料参数集记为G_(OP)。利用相关性分析比较G_(vh)与G_(OP)之间参数的相关性。结果对快速加卸载迟滞环数据、慢速加载的应力-应变数据与应力松弛数据的拟合优度R^(2)都大于0.95。G_(vh)与G_(OP)中6个参数中5个(μ,A_(1),A_(2),τ_(1),τ_(2))差异明显(P生物力学参数具有差异性。研究结果为进一步探索利用临床数据识别角膜生物力学特性提供前期的研究基础。

关键词：角膜黏超弹性模型单轴拉伸实验

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眼内前后房压强差在体连续测量的实验研究

生物医学工程学杂志 2018年第3期35卷 390-395页

作者：宋红芳王文佳杨红玉刘志成首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069

为了探讨兔眼前节内前后房压强差随时间变化的规律,设计了一套前后房压强差在体测量装置。利用连通器原理,搭建在体测量眼内前后房压强差的平台。通过注射复方卡波姆升高眼压的方法构建高眼压兔眼模型,实现正常和高眼压兔眼的前后房压... 详细信息

为了探讨兔眼前节内前后房压强差随时间变化的规律,设计了一套前后房压强差在体测量装置。利用连通器原理,搭建在体测量眼内前后房压强差的平台。通过注射复方卡波姆升高眼压的方法构建高眼压兔眼模型,实现正常和高眼压兔眼的前后房压强差的在体24小时连续测量。设计的本装置对于眼内微小的压强差会产生比较敏感的反应。正常兔眼前后房压强差随时间变化,一天的变化范围为5.84~96.84 Pa,反映出生理性规律的存在。高眼压性兔眼多呈现前房压强高于后房压强的状况,符合自适应性调整学说。本文所设计的方法和装置可以较好地实现眼内前后房压强差的测量,且前后房压强差在一天当中随时间呈规律性变化。

关键词：前后房压强差眼生物力学房水实验研究

基于粒子图像测速技术的急性高眼压兔眼在体实验研究

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生物医学工程学杂志 2020年第5期37卷 818-824页

作者：李琦王文佳龙晓雪杨宏宇宋红芳临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学附属北京天坛医院北京100070

目前对于在体眼内房水流动的实验研究较少,相关技术也不成熟。本研究旨在利用粒子图像测速(PIV)技术,探索急性高眼压下兔眼前房这种低速流场的在体测量实验方法和关键技术。研究内容包括急性高眼压兔眼造模、在体测试眼球准备和PIV系统... 详细信息

目前对于在体眼内房水流动的实验研究较少,相关技术也不成熟。本研究旨在利用粒子图像测速(PIV)技术,探索急性高眼压下兔眼前房这种低速流场的在体测量实验方法和关键技术。研究内容包括急性高眼压兔眼造模、在体测试眼球准备和PIV系统搭建三个部分。重点探究用于兔眼PIV实验的荧光粒子最佳注射方案,以及图像折射和呼吸影响带来的图像采集误差修正方案。研究结果显示,采用15μL荧光粒子溶液从虹膜下方缓慢注入兔眼前房后回笼等待13 h,使粒子借助房水循环均匀分布在前房,即可进行在体PIV实验测量;实验时,需使用带超声耦合胶的方形水槽盖在眼上进行摄像;对测量结果进行后处理计算前,可采用最大互信息算法对数据进行校正。最终研究结果表明,在用PIV技术对急性高眼压兔眼进行在体前房房水流场测试时,选定合适的荧光粒子注射方案及图像采集修正方案对于得到良好的实验效果至关重要。

关键词：青光眼急性高眼压房水流体力学粒子图像测速技术

可降解锌基合金在骨缺损修复重建中的应用及研究热点和不足

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 839-845页

作者：刘浩洋谢强沈梦然任岩松马金辉王佰亮岳德波王卫国北京大学中日友好临床医学院北京市100029 重庆医科大学重庆市400016 北京大学医学部北京市100191 中日友好医院骨科·关节外科北京市100029

背景:锌基合金医用植入材料有优异的力学性能、完全可降解性、良好的生物相容性,主要用于骨科植入物、心血管支架、胆管支架、气管支架、神经导管等。目的:综述可降解锌基合金应用于骨缺损修复的研究进展,展望锌基材料可期研究方向与成... 详细信息

背景:锌基合金医用植入材料有优异的力学性能、完全可降解性、良好的生物相容性,主要用于骨科植入物、心血管支架、胆管支架、气管支架、神经导管等。目的:综述可降解锌基合金应用于骨缺损修复的研究进展,展望锌基材料可期研究方向与成果。方法:检索PubMed、Web of Science、万方及中国知网数据库,选择各数据库建库至2023年6月收录的各类可降解锌基合金用于骨植入材料研究的相关文献,对生物可降解锌基合金的基本特性进行概述,对锌基合金促进骨组织修复作用进行梳理和归纳总结,讨论当前的研究热点与不足。结果与结论:①锌基合金具备良好的生物相容性,以锌基合金为基体材料,借助支架结构构建技术和涂层优化工艺将有效提高锌基合金的骨传导性,并且使其降解产物具备高效骨诱导性,以调控成骨、破骨细胞的基因表达,促进骨缺损后的修复重建;②然而在锌基合金优化的研究中,涂层工艺相对不足,增材负载技术尚缺乏;③锌基合金拥有良好的机械、生物特性,通过特殊工艺可增加材料的骨传导性、骨诱导性以有效提高其促进骨修复重建能力,并有望进一步实现个性化移植材料的研发。优化涂层与增材负载等技术融合于锌基合金的研究有待进一步探讨。

关键词：锌基合金生物可降解材料骨移植骨缺损骨再生综述