生物微机电系统研究进展

简要回顾了用于生物医学领域的微型机电系统 (生物微机电系统 :BioMEMS)的发展历程 ,侧重介绍了其目前的主要研究状况 ,对用于实现BioMEMS的主要共性关键技术进行了分析。同时 ,对BioMEMS的应用前景也进行了讨论 ,认为BioMEMS在生命科学、医学等领域中必将获得巨大的应用 。

基于FEM方法的医学图像配准的预测矫正系统

为了对非刚体医学图像进行配准 ,设计了一种基于有限单元方法的非刚体配准算法。但由于配准过程只用到了单元节点的局部图像信息 ,所以算法本身对比较大的形变不敏感。因此 ,采用一种基于黏滞流体模型的变形方法作为预测矫正系统。

金纳米壳球体的制备及其潜在的生物学应用

利用分子自组装和胶体还原化学制备出具有核-壳结构的金纳米壳球体Au@SiO2;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见分光光度计对Au@SiO2的制备过程及其在全血中的光学特性进行了研究.结果表明,通过改变复合颗粒Au-APTES-SiO2的浓度,可以得到具有合理核-壳比例的Au@SiO2,其等离激元共振峰位于光谱的近红外区,这使得具有红外消光特性的金纳米壳球体具有潜在的生物学应用价值.

肿瘤热疗用F_2O_3纳米磁性粒子的生物相容性研究

目的 :研究将要用于肿瘤细胞内热疗的自制纳米级F2 O3磁性粒子的生物相容性。方法 :MTT法评价其体外细胞毒性 ,溶血试验评价其有无溶血作用 ,小鼠腹腔注射其无菌生理盐水混悬液以测定其LD50 ,微核试验评价其有无致畸、致突变作用等。结果 :该材料对L 92 9细胞毒性为 0～ 1级 ;无溶血作用 ;昆明小鼠腹腔注射该材料混悬液 1ml ,其LD50 为 5 .45g·kg- 1 ;微核实验结果表明无致畸、致突变作用。结论 :就目前所取得的实验结果来看 ,可认为该材料是一种具有良好生物相容性的材料 ,对于肿瘤热疗可能具有广阔的应用前景。

人体白细胞自动分类方法与系统实现

本文报道了用于人体血液中六类白细胞自动分类的计算机分析系统，并提出了一套完整的识别算法．包括血液中细胞数字图象的采集、预处理、白细胞自动检出、区域分割、特征抽取和选择及分类判决．经大量作品实际测试表明：单个细胞检出成功率达９４％，六类识别率达８５％以上，三类达９０％以上．

光反射干涉生物传感器对生物医用材料蛋白质吸附研究

应用东南大学生物医学工程系吴健雄实验室研制的RIfS生物传感器 ,对人工合成羟基磷灰石和H50 50型聚氨酯两种材料对小牛血清白蛋白BSA、人血浆纤维蛋白原FIB和人免疫球蛋白IgG的吸附性能进行了实时原位动态研究 .根据RIfS表征原理和蛋白质结构大小 ,引入了吸附层数计算公式 ,求出了 2种实验材料对不同蛋白质的吸附层数 .得出羟基磷灰石和H50 50型聚氨酯材料对 3种蛋白质实际吸附层数分别为 :IgG 1 0 751 ,BSA 0 9684,FIB 0 7464和IgG 0 81 99,BSA 0 7964,FIB 0 61 2 0 .证实了用RIfS生物传感器进行生物材料生物相容性研究的可行性 .

基于信息融合技术的空气质量检测系统

随着社会的发展和人民环保意识的不断提高,人们越来越重视周围的生存环境质量状况。为了从多方面反映区域内空气的状态,设计了一种基于信息融合技术的空气质量检测系统,该系统采用模块化设计,通过集成和扩展多种传感器对区域内空气进行局部检测,获得彼此独立的数据,再运用信息融合技术对各个节点的数据进行融合,最终实现对区域内空气质量状况的实时检测,反映空气污染程度。通过构建模型的方式对该系统进行验证,初步证明了该系统的有效性和可靠性。

^(59)Fe示踪谷氨酸包被三氧化二铁纳米颗粒的制备及其在小鼠体内的生物学分布

目的:应用59Fe对谷氨酸包被三氧化二铁纳米颗粒(nano Fe2O3Glu)进行示踪标记,研究其在小鼠体内的生物学分布。方法:采用59Fe标记谷氨酸修饰共沉淀法制备nano59Fe Fe2O3Glu,经肝间质或尾静脉注入小鼠体内,测定给药后不同时间nano59Fe Fe2O3Glu在血液、心、肝、脾、双肾、肺、脑、眼、性腺等主要组织器官中的放射性,观察其在动物体内的药代动力学特征,包括吸收、分布、消除的特点,组织蓄积及可能作用的靶器官。结果:nano59Fe Fe2O3Glu粒径15nm,59Fe标记的nano Fe2O3Glu经尾静脉注射,分别于1h和2天肝和脾达到高峰,峰值分别为48.9%ID/g和22.9%ID/g;肝间质注射后肝8天、脾24h达到高峰,在高、中、低三个剂量组肝脏分别为41.3%ID/g、20.8%ID/g和14.6%ID/g,脾分别为23.6%ID/g、21.2%ID/g和12.5%ID/g。脑、眼、性腺亦含有一定的放射性,表明纳米颗粒Fe2O3可通过血脑、血睾等屏障。经尾静脉和肝间质注射药物后,血液的放射性均在16天达高峰,然后逐渐下降,48天仍含有一定的放射性。结论:59Fe示踪nano Fe2O3Glu体内生物学分布灵敏、准确,其在体内主要的靶器官是肝和脾,无血液毒性与细胞毒性。

树型结构DICOM数据集解析及其在PACS系统中的应用

DICOM是在医学数字图像的数据格式和传输方式的工业标准。DICOM数据集是符合DICOM编码规范的二进制流,树型结构的DICOM数据集是具有多叉树结构的复杂数据集。由于其结构的灵活性,被广泛应用于各种DICOM服务类的数据交互以及DICOM文件的编码中。本文详细介绍了DICOM协议中数据集与树型结构数据集的作用以及编码规则,提出了对其进行解析与组织的方法,分析了实现方法,在此基础上探讨了其在实际工作中的应用。

三维医学图象数据的分析与显示

本文报告了一种在微机上实现的三维医学图象分析与显示系统，具体算法采用体积描绘，用光线跟踪进行三维显示，结合矩算子进行局部景物分割，能获得精确的表面法向参量，使显示结果更为逼真，对实际三维医学图象数据的分析、显示结果证明系统具有一定的实用性。

基于Legendre矩的CT及MR医学图象融合方法

为了提高 CT、MR多模态医学图象配准、融合的精度和速度 ,提出了基于 L egendre矩的 CT和 MR多模态医学图象配准、融合方法 ,并运用二维数据图象的 L egendre矩正交性和无冗余性的特点 ,通过找出 CT及 MR两种模态医学图象的质心 ,计算出两图象的比例因子 ,从而完成了两图象的平移和旋转 ,并精确地实现了 CT和 MR两模态图象的配准、融合 ,还优化了 L egendre矩的快速算法和提高了应用 L egendre矩配准 CT和 MR图象的速度 .实验表明 ,利用 L egendre矩对 CT和 MR等多模态图象配准、融合 ,不失为一种比较直接、简洁的方法 ;同时 ,L egendre矩在医学影象诊断。

基于人类视觉特性的医学图象压缩模型

结合人类视觉生理结构,以对比度感知特性作为人类视觉系统(HVS)中的主要研究议题,讨论了HVS模型中的设计要点,并在小波变换的多分辨率分析的基础上将包含CSF特点的HVS应用在图象的内部去相关变换和量化过程中,得到一个新的基于人类视觉特点的医学图象压缩模型.通过对CT、MRI图象进行实验表明,在相同的客观条件控制下,该方法能够取得较好的主观视觉质量.在视觉无损即保留几乎所有医学相关信息的条件下,压缩率可以达到16:1,一些应用场合可以达到80:1.

生物分子的纳米粒子标记和检测技术

生物分子的标记和检测一直是生物分析领域的重要内容 .近年来 ,纳米材料与生物检测技术的结合 ,使得生物分子的检测有了重要的发展 ,这一交叉学科现已成为生物分析领域最具活力的研究方向 .对近期出现的新型纳米粒子标记物的性质、检测原理、特点和应用进行了评述 。

基于偏微分方程的医学磁共振图像去噪

本文引入了基于偏微分方程的Perona-Malik模型,并结合了Catte的高斯扩散滤波器的概念,给出了一种针对医学磁共振图像去噪的方法及其实现。文中通过给出不同参数,对结果加以比较分析。把该方法应用于医学图像去噪,得到比较令人满意的结果。

一种基于概率神经网络模型的胃病诊断专家系统

给出了将神经网络与基于规则的专家系统结合起来的一种神经网络模型，在这种模型中，一方面，领域知识以显式方式表示，神经网络的并行推理过程是可以理解和解释的；另一方面，由于通过贝中斯后验概率指定权值，因此避免了神经网络漫长的递归学习过程，提高了学习效率。

生物多聚糖诱导的金纳米粒子的合成与表征

在不引入其它还原剂和稳定剂的情况下,加热天然生物多聚糖——壳聚糖(CHIT)和氯金酸的混合溶液,一步反应制备高稳定性的金纳米粒子(GNPs).采用紫外光谱、红外光谱、热重分析和透射电镜对产品进行了表征.结果表明:改变CHIT的浓度能够调控GNPs的光学和结构性质;老化-时效处理可以作为粒子增长过程中的一个调控手段.动力学数据证明GNPs的时效处理过程是一个CHIT诱导的自催化生长过程;红外谱中1713.3cm-1左右出现的新的吸收带,可能是作为还原剂参加反应的壳聚糖或者它的水解产物分子中的部分羟基被氧化为羰基引起的.本文工作也为进一步阐明目前还处于探索阶段的纳米粒子的形成机制以及实现其工业化绿色生产提供了可能性.

伪双能X射线透射系统矫正厚度影响的物质鉴别方法

X射线透视技术已被证实是一种非常有效的安全检查方法.基于这种技术的伪双能X射线透射系统广泛应用于车站、机场等重要场所.伪双能系统的射线源产生的是连续能谱的X射线,因此基于传统双能透射模型的物质鉴别方法由于受到物体的厚度影响而导致准确性的降低.在根据高低能信号的对数比值的基础上,引入X射线的衰减因素到物质属性特征空间中,研究出矫正厚度影响的鉴别方法.实验结果证明在高维特征空间中的物质鉴别方法能够有效提高鉴别结果的准确性.

组织工程化大鼠皮肤的构建

本研究应用组织工程学技术构建了具有完整表皮和真皮结构的组织工程化大鼠皮肤 .在电化学工作站中 ,按照吡咯单体浓度 0 .0 5mol/L、聚合时间 5 0 0s、电流 1 0mA的条件制备聚吡咯膜 .采用胰蛋白酶消化法从新生SD大鼠皮肤中分离获得角朊细胞并种植于聚吡咯膜上 ,导电培养获得较多数量的角朊细胞 .将Ⅰ型胶原蛋白醋酸溶液与大鼠皮肤成纤维细胞相混合培养 1 4d ,形成胶原蛋白成纤维细胞凝胶真皮模型 .将角朊细胞种植于真皮模型上浸没式培养 5d后 ,继续气液面培养 1 4d .经固定、切片与染色 ,在光镜和扫描电镜下可见所构建的真皮模型与新生大鼠真皮具有类似的结构 ;而大鼠皮肤模型则具有与正常新生大鼠皮肤相类似的结构 ,包括完整的真皮层和表皮层 ,表皮中含有完整的基底层、棘细胞层、颗粒层与角质层 .该模型的建立 。

基于遗传算法的肝病诊断学习系统

提出一种用遗传算法来构造肝病诊断学习系统的方法，其中引入了肝病领域专家对规则打分的适应度评估机制，通过选择、交叉和交异等遗传操作使知识规则集得到不断地精炼．最后，用这种方法对模拟的专家知识进行学习，实验结果表明，该方法能使系统比较有效地学习专家知识．

结缔组织生长因子单克隆抗体超微超顺磁氧化铁粒子的制备及其生物活性的研究

目的:通过化学合成方法制作结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)单克隆抗体超微超顺磁氧化铁(ultrasmall superparamagnetic iron oxide,USPIO)粒子分子探针,并检测其生物活性。方法:采用EDC(1-ethyl-3-[3-dimethylamin-opropyl]carbodiimide hydrochloride)化学连接剂将CTGF单克隆抗体与DMSA[meso-2,3-dimercaptosuccinic acid(HOOCCH(SH)-CH(SH)-COOH)]修饰的USPIO相结合,形成具有免疫活性的分子探针。通过间接酶联免疫吸附试验(ELISA)及Western blot-ting方法检测其生物稳定性及免疫活性。结果:随着加入不同质量的单克隆抗体,ELISA试验所得的吸光度值随抗体含量增加而增大,与阴性对照USPIO组相比较差异显著(P<0.05),分别间隔30 d及60 d后再次测量,只有200μg单抗组吸光度值降低(P<0.05)。Western blotting试验显示,结合单抗的USPIO及单纯单抗均显示出条带,且前者较浅,而单纯USPIO对照组则未显示条带。结论:EDC化学方法可制备出结缔组织生长因子单克隆抗体超顺磁氧化铁粒子,同时仍具有抗体的生物活性及生物稳定性。