以电子竞赛促进生物医学工程专业学生工程实践能力方法探讨

从生物医学工程专业学生所应具备的专业技能出发,介绍了目前学生的现状,重点阐述了通过组织学生参加电子竞赛,调动学生的学习兴趣,发掘学生的创造潜能,使学生掌握系统的专业理论知识,提高学生解决实际问题的综合职业能力和丰富的实际操作经验。

生物组织微波热声断层成像超声传感器线性扫描定位系统的设计

目的:设计应用于生物组织微波热声断层成像中的超声传感器扫描定位系统。方法:应用单片计算机技术及绝对位置编码器对超声传感器进行定位。结果:在系统扫描范围内实现20μm直线定位精度。结论:在诊断显像研究中,本系统定位精度可使超声传感器定位误差对图像重构的影响忽略不计,满足系统设计要求。

基于全连接神经网络的颅脑电阻抗成像参考电压预测方法

电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网络(FCNN)的参考电压预测方法。通过研究所提方法在不同信噪比情况下的图像重建性能,验证所提方法对参考电压预测的准确性和泛化能力。此外,还研究了头皮、颅骨和脑组织电导率分别发生变化时所提方法的有效性,并通过计算模糊半径和相关系数对图像重建质量进行了定量评价。结果表明,所提方法在一定电导率范围内和不同噪声水平下能够有效预测参考电压。

低频脉冲强磁场发生仪及其生物学效应研究(英文)

强脉冲磁场发生仪采用先蓄能,后瞬间释放能量的工作方式,仪器分蓄能、能量转换、控制、显示和接口5个功能块。该发生仪可产生磁感应强度最大值为0.1～2.5T,周期从10-3～10s可调的脉冲磁场。该仪器已用于刺激人体运动神经,检测运动神经的传导速度;辐照小鼠,检测白细胞数的变化;辐照离体人血,检测血液流变特性的变化等生物效应研究,得到了一些有意义的结果。使用结果表明,该仪器操作方便、性能可靠,可长时间稳定运行。通过进一步开发,该仪器可在磁场生物效应的科学实验及其他领域中得到广泛应用。

医用加速器剂量监测系统示值线性的检测与数据自动化分析处理

剂量监测系统的稳定性和准确性是保证加速器输出剂量的准确度和治疗效果的关键,对剂量监测系统示值线性这一重要指标的检测是十分必要的。但目前在对该指标的检测过程中,存在检测操作相对复杂,检测数据分析处理繁琐耗时等实际问题,因此我们特对该指标的检测方法及检测数据分析处理作了一些改进并以delphi7.0为平台制作了数据自动化分析处理软件,以使检测过程简便易行,节省时间。

低强度脉冲电磁场治疗骨质疏松的作用

低强度脉冲电磁场治疗骨质疏松的机制还不完全清楚,但科学研究和临床试验已证实是治疗骨质疏松的方法之一,相对药物疗法来说,有见效快、维持时间长、无副作用等优点。

单兵高原增氧呼吸器在高原地区增氧效果的评价

目的:探讨单兵高原增氧呼吸器在高原现场的增氧效果。方法:5名从海拔3 700 m到5 380 m往返途中和10名在海拔5 380 m高原的受试者,佩戴单兵高原增氧呼吸器进行踏阶负荷运动试验,分别检测血氧饱和度(SaO2)、心率(HR)及台阶指数。结果:在往返海拔5 380m途中,5名在7处的不同海拔高度佩戴与不佩戴单兵高原增氧呼吸器时,SaO2分别为(82.17±8.93)%和(77.17±11.41)%,有显著性差异(P<0.05);HR分别为(86.74±17.33)次/min、(90.25±20.46)次/min,无统计学意义(P>0.05)。在海拔5 380m高原,佩戴与不佩戴单兵高原增氧呼吸器时,踏阶运动台阶指数分别为(53.83±6.10)和(49.28±3.01),有显著性差异(P<0.05)。结论:单兵高原增氧呼吸器能有效地促进高原习服过程,提高和改善低氧条件下人体的劳动能力。

组织块法培养SD大鼠的成骨细胞及鉴定

背景:获得足够量高纯度的成骨细胞比较困难,因此掌握简单而快速提取成骨细胞并进行培养鉴定势在必行。目的:应用组织块法对SD大鼠成骨细胞的体外培养与鉴定。方法:取新生(<24h)SD大鼠颅骨,去除周围多余的组织,将剔净颅骨剪成1mm3大小的碎块,分别用常规方法和组织块法(改良)方法进行成骨细胞培养,从形态学、碱性磷酸酶和茜苏红染色等方法鉴定。结果与结论:利用改良方法培养的细胞具有典型的成骨细胞形态特征,碱性磷酸酶呈阳性染色,茜素红染色后有矿化结节的形成。组织块法培养的成骨细胞具有典型的成骨细胞成分单一、细胞培养时间短、数量、纯度、密度均一致,从而的得到稳定的成骨细胞系,为进行体外实验建立了良好的平台。

低强度脉冲电磁场暴露治疗股骨头骨质疏松的机制

目的研究低强度脉冲电磁场治疗骨质疏松的机制。方法34只雌性新西兰大耳白兔随机分为正常组(Ⅰ)、模型组(Ⅱ)、磁场组(Ⅲ),I组用正常饲料,II、III组用高胆固醇饲料饲养。饲养8周后,Ⅱ组改为普通饲料喂养3周,Ⅲ组改为普通饲料喂养同时置于磁场环境中,暴磁时间为10h/d,所采用激励磁场的强度为4×10-4T、频率为15Hz,饲养3周。结果8周时,II组与I组比较,股骨头骨密度降低,股骨头的骨小梁、股骨头骺板、骺板向骨细胞转化区域的软骨细胞及骨髓腔内的脂肪细胞均有明显病理性改变。11周时,Ⅲ组与Ⅱ组比较,以上各指标有明显差别,而与Ⅰ组无明显差别。结论单纯脂肪代谢紊乱可以引起股骨头的骨质疏松,股骨头骺板变得不连续、成骨活性降低、骨髓腔脂肪细胞肥大。低强度脉冲电磁场能够显著改善股骨头的骨密度,改善股骨头骨髓腔的脂肪细胞肥大,增加了股骨头骺板的成骨活性,改善了股骨头的生物力学性质,对股骨头骨质疏松有很好的治疗效果。

脉冲电场和磁场对血液流变学特性的影响

目的:比较不同上升沿的脉冲电场和磁场辐照对血液流变学特性的影响,探寻降低血液粘度,改善凝血状况的一种新的物理方法。方法:每份血样(来源于西京医院血液科高血粘和高凝血患者)等分7份,1份作对照,对另外6份分别作2.5103,2.5104,2.5105T/s;1.5107,1.5108,1.5109V/(m·s)的电场或磁场处理,观察辐照后血液流变参数(全血表观粘度、电泳率、血沉率)及凝血参数(凝血时间、剪切应力、应力变化率)。结果:不同上升沿的脉冲电场和磁场对血液流变学特性的影响不同,ΔE/Δt为1.5109V/(m·s),η下降下降(t=3.221,P<0.01),tr延长(t=3.348,P<0.01),τmax降低(t=2.531,P<0.05),Δτ/Δt减小(t=2.478,P<0.05)。ΔB/Δt为2.5104T/s以上,η下降(t=3.301,P<0.01),tr延长(t=3.521,P<0.01),τmax降低(t=3.482,P<0.01),Δτ/Δt减小(t=3.496,P<0.01)。当ΔE/Δt或ΔB/Δt值超过1.5109V/(m·s)或2.5104T/s时,其辐照可使高血粘患者的血液粘度下降;使高凝血患者的血液凝血过程变慢和凝血块强度降低。在降低血液粘度和改善高凝血状况方面,脉冲磁场较脉冲电场作用效果更明显。结论:脉冲磁场能改善患者血液流变学的特性。

不同强度脉冲电磁场对小鼠血液流变学的影响

目的:探讨3种强度不同的脉冲电磁场对小鼠血液流变学指标的影响,以期为心血管疾病的预防和治疗提供新的思路。方法:将40只雄性小鼠随机分为4组(n=10),分别为磁场组和对照组。磁场组分别暴露于强度分别为10×10-4,20×10-4,30×10-4T的脉冲磁场下(f=15Hz),暴磁时间为6h/d;对照组饲养于线圈中,但不暴磁。10d后统一摘右眼取血,测定血细胞比容及全血高切、低切表观黏度。结果:磁场组血细胞比容、全血高切、低切表观黏度及红细胞聚集指数均明显低于对照组(P<0.05),其中以10×10-4T组各项指标犤(0.462±0.10)%,(5.976±0.31),(35.257±3.62)mPa·s,5.903±0.37犦降低最为显著(t=5.015-13.33,P<0.01)。结论:低强度脉冲电磁场可以降低血细胞比容及全血高切、低切表观黏度,可提高血液的流动性,改善微循环,有利于心脑血管疾病的预防和治疗。

不同兵种军事训练伤发生特点的调查与分析

目的了解某合成兵种部队各兵种在日常的军事训练中发生的各种训练伤的特点。为有针对性地做好训练伤防治工作提供依据。方法设计训练伤调查表,通过问卷调查了解训练伤发病情况,并进行分类调查统计。结果各兵种由于训练方式、侧重点、强度各不同,所以训练伤各有特点。步兵训练伤以脚部为主,达33.33%,坦克兵训练伤以腰部为主,达16.6%,炮兵训练伤以脚部为主,达14.63%。结论各兵种训练伤各有特点,应该针对不同兵种训练特点分别制订相应的训练伤预防措施。

青少年强直性脊柱炎早期腰椎骨密度变化多因素分析(英文)

目的研究青少年强直性脊柱炎(ankylosingspondylitis,AS)早期年龄、身高、体质量、体质量指数(BMI)与L1-4骨矿含量(L1-4BMC)、L1-4面积骨密度(L1-4BMD)、L1-4体积表观骨密度(L1-4BMAD)之间的相关性,旨在初步探讨青少年AS早期骨量、骨密度研究的相关因素和评价指标。方法选择男性青少年强直性脊柱炎早期病例31例,获得年龄、身高、体质量、BMI,应用双能X线骨密度仪(DEXA)检测L1-4BMC,L1-4BMD,并计算L1-4BMAD;采用相关和回归分析研究多因素相关性。结果相关和回归分析表明,身高(P=0.000)和BMI(P=0.009)因素进入L1-4BMC回归方程(R=0.759,Radj2=0.545,P=0.000<0.01),其中身高是L1-4BMC回归方程的关键因素(R=0.676,Radj2=0.439,P=0.000)。另外,年龄、身高、体质量和BMI4因素中只有体质量因素被纳入L1-4BMD回归方程(R=0.657,Radj2=0.412,P=0.000)和L1-4BMAD回归方程(R=0.551,Radj2=0.280,P=0.001)。身高和BMI与L1-4BMC显著正相关,体质量则与L1-4BMD和L1-4BMAD呈显著正相关。结论身高和体质量因素即成为青少年AS早期骨矿含量和骨密度的重要相关因素。

构建人骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子165基因共表达重组腺病毒在兔骨髓基质干细胞中的表达

目的:构建人骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子基因共表达腺病毒并观察其在兔骨髓基质干细胞中的表达。方法:实验于2005-03/12在解放军第四军医大学唐都医院全军骨肿瘤研究所完成。①分别克隆人骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子基因,分别依次亚克隆至穿梭载体构建重组穿梭质粒pAdT-B2V并酶切鉴定;后经PmeI酶切线性化后与骨架质粒感受态细胞AdEasier-1Cells经电穿孔法同源重组得到腺病毒质粒pAdBMP-7并酶切鉴定。②PacI酶切线性化后的pAdBMP-7腺病毒质粒转染293细胞包装后获得复制缺陷型重组腺病毒AdBMP-7,在荧光显微镜下计算表达绿色荧光蛋白细胞个数,测定AdB2V滴度。③将AdBMP-7体外感染兔骨髓基质干细胞后,以荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达及反转录-聚合酶链反应方法鉴定外源基因的表达,以β-肌动蛋白为内参照,未感染细胞为对照。④AdB2V感染兔骨髓基质干细胞后72h以免疫细胞化学染色方法检测外源基因的表达,以未感染组为对照。结果:①酶切鉴定表明外源基因已插入到pAdTrack-CMV穿梭质粒且腺病毒重组质粒pAdBMP-7构建成功。②经293细胞包装3d后可观察到绿色荧光蛋白表达,氯化铯梯度离心法最终获得约3×109efu/L滴度的重组腺病毒。③体外感染兔骨髓基质干细胞后荧光显微镜观察及反转录-聚合酶链反应证实外源基因可在兔骨髓基质干细胞中表达,未感染组为阴性。④AdB2V感染兔骨髓基质干细胞后以免疫细胞化学染色均观察到外源基因的阳性表达,未感染组呈阴性表达。结论:成功构建人骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子165基因共表达重组腺病毒,证实了其在兔骨髓基质干细胞的表达,为骨再生的局部联和基因治疗打下基础。

低强度脉冲电磁场对去卵巢大鼠骨质疏松的预防作用

目的:观察不同强度低强度脉冲电磁场(pulseelectromagneticfields,PEMFs)对骨质疏松大鼠的影响,以确定何种指标为最佳治疗效果。方法:64只雌性大鼠随机分为8组:正常对照组、去势组、2×10-4T磁场照射组、4×10-4T磁场照射组、8×10-4T磁场照射组、4×10-4T磁场照射夜晚组、药物治疗组、4×10-4T磁场照射同时药物治疗组。在不同强度磁场环境中饲养2个月。测定全身骨密度,并进行骨形态计量。结果:去势后大鼠骨密度明显降低,骨显微结构出现了病理改变。经过2个月的电磁场治疗,在各种磁场强度下大鼠骨密度均比去势组有显著改变,在8×10-4T强度以内,改变数值随强度的增加而增加。另外,夜晚组效果比白天组稍差。结论:PEMFs对去势大鼠的骨质疏松症有一定的预防作用,在频率一定的情况下,8×10-4T以内效果随强度增加而增加,另外对于大鼠白天治疗比晚上治疗效果要好。

高校计算机教学实验室的管理与维护

通过机房管理系统,硬盘保护卡,多媒体网络教学系统三款软硬件的协同工作,建立了教学实验室合理、有序的管理方法;通过相应的软硬件结合,对提高教学效果起到了一定的作用,为实验课有序进行提供了保证;并从实验室制度的规范,管理人员的培训等方面提出了对策。

单兵增氧呼吸器对高原人体运动自由基代谢的影响

目的观察佩戴单兵高原增氧呼吸器对高原人体运动自由基代谢和血乳酸(BLA)的影响。方法对进驻海拔3 700 m高原20 d的20名健康青年在佩戴增氧呼吸器和不佩戴增氧呼吸器的条件下,采用功率自行车进行递增负荷运动,在运动后测定血中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和BLA含量。结果实验组较对照组MDA,BLA降低,SOD增高,有显著性意义(P<0.05或<0.01)。结论单兵高原增氧呼吸器对高原运动造成的自由基损伤有明显抑制作用,可加速运动后体内代谢产物自由基的清除及疲劳恢复。

人大脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型(英文)

背景:电阻抗断层成像技术是对人体施加无伤害的电信号,通过体表测量其响应信号,用一定的重构算法得到人体内部的电阻抗或其变化的分布。在电阻抗断层成像中,各种组织的电阻抗频率特性对于利用电阻抗断层成像技术对病灶进行成像、定位或监测至关重要。目的:测量出人脑组织的电阻抗频率特性,并与已知的人体其他生物组织已知谱线和家兔脑组织曲线相比较。设计:观察性实验。单位:解放军第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室。对象:实验于2000-04/06在解放军第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室电阻抗断层成像实验室完成。两例人脑组织来自解剖教学用新鲜尸体,死亡时间<12h,成年男性。干预:分割2个人脑组织共得到15个样本,利用英国Solartron 公司频率响应分析仪(1255B),阻抗接口(1294)以及自制的测量盒,采用4电极分别测量出0.1～1×106H z频率范围内离体脑组织的复电阻抗频率特性。主要观察指标:在0.1～1×106Hz频率范围内电阻率频率特性曲线,复电阻抗实部、虚部频率特性曲线,复电阻抗等效电路模型。结果:人脑组织电阻率在0.1～100H z频率范围内约为1200Ω·cm ,在100～1×106Hz频率范围内随着频率的增高而减小至650Ω·cm 。人脑组织复电阻抗实部在0.1～100H z频率范围内比较稳定,在100～1×106Hz频率范围内随着频率的增高而减小。人脑组织复电阻抗虚部绝对值的频率特性曲线呈单调上升趋势。结论:人脑组织电阻率、复电阻抗实部频率特性曲线与其他生物组织(如肌肉、肝、肾、肺等)的谱线一致。人脑组织复电阻抗虚部绝对值的频率特性曲线同已知的其他动物组织(肌肉、肝、肾等)的复电阻抗虚部频率特性相比不同,但与离体家兔脑组织的曲线一致。脑组织的复电阻抗等效电路模型比已知的生物组织等效电路模型要复杂。

应用非线性动力学指标分析大鼠癫痫模型脑电信息变化(英文)

背景:脑电活动的动力学特征,是在癫痫发作前数分钟至数十分钟脑电活动的混沌分维数、相关维数、Lyapunov指数、混沌复杂度和自由度等指标显著减少,脑电趋于同步和周期化,预示癫痫发作。研究表明非线性动力学指标寻找表征脑电混沌状态的特征参数具有可行性。目的:探索应用非线性动力学指标近似熵和相关维,分析大鼠癫痫发作过程的整个脑电信号特征。设计:以动物为研究对象,观察、验证性研究。单位:解放军第二炮兵总医院医学工程科和消化内科及解放军第四军医大学生物医学工程系物理教研室。材料:实验于2001-09/2002-01在解放军第四军医大学生物医学工程系复杂性实验室完成。选择雄性SD大鼠6只,体质量150～200g。干预:雄性SD大鼠,腹腔注射水合氯醛0.5mL,处于深度麻醉状态,脑电平稳后,将贝美格注射液稀释一倍,腹腔注射0.5mL。一段时间后大鼠开始身体抽搐,并伴有低沉叫声的癫痫发作,连续记录整个过程。根据实验记录大鼠脑电波形与试验过程中的发作症状,分别抽取未发作、发作前、发作中和发作后四个阶段大鼠脑电波进行非线性分析。计算近似熵与相关维的变化。主要观察指标:未发作、发作前、发作中和发作后四个阶段近似熵与相关维的变化。结果:6只大鼠进入实验分析。癫痫发作中时,脑电信号的近似熵和相关维(0.447±0.126,2.166±0.377)明显低于发作前(0.807±0.182,4.773±0.319)和发作后(1.241±0.125,6.042±0.373)(t=-3.984～17.902,P<0.01)。其中发作前,发作中与未发作时脑电信号近似熵和相关维(1.313±0.090,6.405±0.694)的差异比较,t=-5.228～12.740,P<0.01。结论:非线性动力学方法近似熵和相关维数据变化,揭示了大鼠癫痫发作期和发作前后脑电信息活动特征性及其差异,表明了癫痫发作过程脑电信号复杂度的变化规律。