人工智能在医学教育领域的应用研究——基于CiteSpace的文献共词分析

人工智能及大数据已经成为包括医学教育在内的各研究领域的热点问题。为了阐明人工智能在医学教育中的发展趋势,利用CiteSpace软件分析2013-2022年Web of Science核心合集文献270篇。从发文量、国家和地区、研究机构、作者、发表杂志、引文情况、关键词及发展趋势等方面进行综合分析得出研究结论:从2018年开始相关论文呈明显增长趋势,Mayo Clinic(梅奥诊所)成为全球发文量最多的研究机构;Friedman等形成了较为完整的研究团体;JAMA成为最高被引杂志;近年医学教育的人工智能应用研究热点问题主要集中在医学影像及虚拟手术等方面。

全膝关节置换术治疗伴关节外畸形的重度内翻膝骨关节炎

目的探索初次人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)中应用髁限制性膝假体和关节内代偿截骨治疗伴有关节外畸形的重度内翻膝骨关节炎中,同时恢复下肢机械力线和关节平衡的疗效及安全性。方法回顾性分析2020年12月至2022年3月赤峰市医院行TKA治疗的24例(27膝)重度内翻膝骨关节炎患者资料,其中右膝13例,左膝8例,双膝3例;男5例,女19例;年龄53~74岁,平均(64.00±5.43)岁;股骨远端生理外翻(hip-knee shaft,HKS)角为8°~13°,平均(9.70±1.44)°。术前和末次随访时,比较股骨远端机械外侧角(mechanical lateral distal femur angle,mLDFA)、髋-膝-踝(hip-knee-ankle,HKA)角、机械轴偏向(mechanical axis deviation,MAD)评估下肢机械力线恢复情况,比较美国膝关节协会(knee society score,KSS)评分、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、膝关节活动度(range of motion,ROM)评估疗效,行膝内、外翻应力试验评估内侧副韧带张力和关节稳定情况。结果24例患者均获随访,随访时间12~28个月,平均(19.41±4.77)个月。膝内、外翻应力试验均阴性,均未发生内侧副韧带松弛、断裂、关节不稳、假体松动、假体周围骨折、感染等并发症,3例出现小腿肌肉内静脉血栓。末次随访时mLDFA、HKA角、MAD及膝关节ROM、VAS评分、KSS膝关节评分和KSS膝功能评分均较术前显著改善,差异有统计学意义(P<0.05)。结论TKA治疗伴有关节外畸形的重度内翻膝骨关节炎中应用应用髁限制性膝假体和关节内代偿截骨可一次手术同时恢复下肢机械力线和关节平衡,疗效可靠且安全。

GNL3蛋白在胃癌中的表达及其在细胞增殖、侵袭以及迁移中的作用

目的探讨鸟嘌呤核苷酸结合蛋白样3(guanine nucleotide binding protein-like 3,GNL3)蛋白在胃癌中的表达,探明GNL3蛋白在胃癌增殖、迁移及侵袭等生物学功能中的作用。方法数据库分析GNL3 mRNA在胃癌组织中的表达情况;采用免疫组化SP法检测51例胃癌组织和对应癌旁正常组织中GNL3蛋白表达;χ^(2)检验分析GNL3蛋白表达与胃癌临床病理特征之间的关系;通过转染小发夹RNA(small hairpin RNA,sh-RNA)沉默胃癌细胞中GNL3的表达,并应用Western blot法验证沉默效率。采用CCK-8、平板克隆和EdU实验检测沉默GNL3对胃癌细胞增殖能力的影响。采用细胞划痕和Transwell实验检测沉默GNL3对胃癌细胞侵袭和迁移能力的影响。结果SangerBox和UALCAN数据库检索结果显示,GNL3 mRNA在胃癌组织中的表达显著增加(P均<0.01)。免疫组化结果显示,GNL3蛋白在胃癌组织中的阳性率(96.1%)和高表达率(78.4%)显著高于癌旁组织(74.5%、51.0%,P<0.01),并且GNL3高表达与胃癌淋巴结转移(χ^(2)=4.933,P=0.026)具有相关性。CCK-8、平板克隆以及EdU实验结果显示,沉默GNL3可抑制胃癌细胞SGC-7901的增殖能力。细胞划痕和Transwell实验结果显示,沉默GNL3可抑制胃癌细胞SGC-7901的迁移和侵袭能力。结论GNL3蛋白在胃癌组织中高表达,且与胃癌细胞增殖、迁移及侵袭能力密切相关。

结肠癌组织中SRSF1蛋白的表达及其临床意义

目的 探讨SRSF1在结肠癌中的表达及其与临床病理特征、预后的关系。方法 应用癌症基因组图谱(TCGA)和GEO数据库分析SRSF1 mRNA在结肠癌、正常结肠组织中的表达。采用免疫组化法检测SRSF1蛋白在94例结肠癌和86例癌旁正常组织中的表达,分析其表达与结肠癌临床病理特征的关系。应用Kaplan-Meier生存法分析SRSF1蛋白表达与结肠癌患者生存时间的相关性;采用Cox回归模型分析SRSF1在结肠癌风险预测中的评估价值。结果 TCGA和GEO数据库结果显示SRSF1 mRNA在结肠癌中高表达(P<0.05)。免疫组化检测显示SRSF1蛋白在结肠癌组织中的阳性率和高表达率分别为92.6%(87/94)和67.0%(63/94),显著高于癌旁正常组织(57.0%、11.6%)。χ^(2)=检验结果显示SRSF1表达水平与结肠癌患者临床分期相关(P=0.028)。Kaplan-Meier生存分析表明:SRSF1蛋白高表达结肠癌患者的总生存期低于SRSF1蛋白低表达患者(P=0.040)。Cox单因素回归分析表明:淋巴结转移(HR:3.638,95%CI=1.913~6.917,P<0.001)、临床肿瘤分期(HR:4.313,95%CI=2.228~8.348,P<0.001)和SRSF1蛋白高表达(HR:2.130,95%CI=1.010~4.492,P=0.047)是影响结肠癌患者预后的独立风险因素。结论 SRSF1表达与结肠癌的发生、发展及预后密切相关,可作为结肠癌预后评估的潜在标志物。

CyberKnife系统技术评估和临床应用评价

介绍了Cyber Knife系统作为最新型的立体定向放射治疗设备之一的独有优势,同时提出了临床上其仍然存有一定局限性且有待被重新认识。最后对Cyber Knife系统的技术特点及临床应用情况进行了评估和总结,指出不断拓展治疗空间、提升引导图像中组织解剖信息是Cyber Knife系统未来发展的方向。

建立医用电子直线加速器应用质量控制区域中心的探讨

目的 :探讨建立医用电子直线加速器(以下简称"医用加速器")应用质量控制区域中心的形式和方法,增强区域内加速器的质量控制整体水平,降低区域内加速器的应用风险。方法:根据该医用加速器定期质量控制要求,分析其日检、周检、月检及年检项目的具体内容,列出相应的质控设备配置清单;确立设立区域质量控制中心的单位和分节点,研究其人员、设备配置需求,制订区域质控中心运行流程。结果:设置该医用加速器区域质量控制中心可以减少医院开支,加强区域内部技术交流,强化质量控制的意义和效果。结论:该医用加速器区域质量控制中心的设置可以有效地规避医用风险,减少对患者带来的额外损伤,降低医疗事故的发生率。

CyberKnife等中心及非等中心立体定向治疗计划质量及效率评价

目的探讨并评价Cyber Knife(CK)系统利用等中心和非等中心两种计划模式立体定向治疗计划(SRT)的剂量学特性及差异。方法将18例肿瘤患者分为A、B两组:A为小体积组即肿瘤大小在3 cm以下;B为大体积组即肿瘤大小在3 cm以上。每组9例患者计划分别给予同一处方剂量条件40 Gy/5F。在相同的条件下,分别以等中心和非等中心两种布野方式立体定向治疗技术设计相应的计划,通过其靶区适形指数(CI)、非均匀指数(HI)、梯度指数(GI)和危及器官等剂量学参数,分析评估SRT计划优化质量及实施效率,从而实现评价两种治疗模式的剂量学差异。结果等中心组计划执行的平均治疗时间(P=0.002)及机器MUs(P<0.001)明显优于非等中心组;CI均值(A:P=0.027;B:P=0.007)和GI均值(A:P<0.001;B:P<0.001)分别小于非等中心组;HI均值则略高于非等中心组(A:P=0.029;B:P<0.001);A组平均剂量归一值(P=0.011)等中心组优于非等中心组,而B组(P=0.012)等中心组低于非等中心组。结论等中心治疗模式在治疗时间、MU数及GI上均优于非等中心,在CI和HI上略低于非等中心模式。小体积肿瘤可考虑等中心治疗模式,而大体积肿瘤则宜用非等中心治疗模式;但仍需更多的临床病例给予研究。

上颌切牙三维有限元模型中多材料属性的设定方法

目的:寻求上颌切牙三维有限元模型构建中多材料属性设定的方法,并探讨相关的生物力学意义。方法:通过Mimics软件导入DICOM数据,建立上颌切牙的三维有限元模型,采用CT值与骨密度和弹性模量的经验公式,最终确定模型的材料属性。结果:通过计算,得到了牙齿不同部位的弹性模量,从而实现了对牙齿多材料属性的设定。结论:通过计算模型密度和弹性模量,进一步确定单元材料属性,对于建立接近实际的牙齿三维有限元模型具有重要的意义。

CyberKnife中Fixed/Iris准直器对肝癌患者治疗计划的影响及评价

目的:探讨及评价不同准直器(Fixed/Iris)的选择对治疗计划剂量学特点的影响。方法:选取12例肝癌患者影像数据,统一给予靶区剂量50 Gy/5 F,在相同条件下分别对每例患者选择Fixed与Iris准直器进行治疗计划设计,通过靶区适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)、梯度指数(GI)、正常肝脏平均受量以及治疗时间等参数,分析评估计划优化质量及实施效率。结果:Iris组计划执行的平均治疗时间明显优于Fix组[(48.33±1.92)min vs(51.50±1.88)min,t=4.23,P=0.001],而CI(0.79±0.07 vs 0.80±0.08,t=0.52,P=0.613)、HI(0.42±0.14 vs 0.41±0.14,t=0.35,P=0.733)、GI(3.66±0.61 vs 3.60±0.50,t=1.15,P=0.273)、处方剂量归一值[(76.92±6.55)%vs(77.00±6.34)%,t=0.18,P=0.857]以及正常肝脏平均受量[(5.15±1.25)Gy vs(5.16±1.27)Gy,t=0.63,P=0.542]则无统计学差异。结论:CyberKnife系统中使用Iris相对Fixed准直器而言,除治疗时间明显缩短外,没有显著的剂量学差异。而对于其他部位肿瘤患者的治疗计划有无差异,还需进一步探讨和研究。

射波刀系统射野输出因子测量及对比

目的:通过实际测量和计算机模拟等方法得到射波刀(CyberKnife)各准直器的输出因子,对比分析各方法的结果,从而得到准确的输出因子。方法:采用蒙特卡罗模拟、半导体探测器测量(PTW 60017、PTW 60016)、电离室探测器测量(PTW 31010)和热释光探测器测量(?1.5mm、离散度1%)等方法,在相同的参考条件下,源轴距800 mm以及深度15 mm(SAD=800 mm,Depth=15 mm),得到相应的输出因子。结果:在射野较大(≥25 mm)时,各种方法的输出因子差异不大,但是在射野较小(≤20 mm)时,各方法之间的差异较大,尤其是在最小射野(5 mm)的情况下,热释光探测器测量以及蒙特卡罗模拟结果略低于半导体探测器测量,最大误差分别为13%和7%,而电离室探测器测量误差高达37%。结论:输出因子可以通过多种方式获得,而半导体探测器相对于其他探测器,具有更好的灵敏度和稳定性,便于在临床应用中展开,因此可采用半导体探测器测量和热释光探测器测量的方式测量射波刀系统的射野输出因子。

复杂结构ADC12铝合金汽车支架挤压铸造工艺参数优化

目的解决ADC12铝合金汽车发动机支架在挤压铸造成形工艺下的缺陷问题。方法利用ProCAST模拟软件对该汽车发动机支架的挤压铸造充型和凝固过程进行模拟,对挤压铸造工艺参数进行正交试验设计并模拟得到最佳工艺参数,对铸件浇注远端厚壁部位采取局部加压优化措施,并对厚壁部位进行X-Ray探伤,观察铸件的缺陷情况。结果对挤压铸造的工艺参数进行正交试验极差分析后,发现各工艺参数按对铸件凝固后质量的影响程度从大到小的顺序依次为挤压比压、浇注温度、模具温度。通过正交试验得到优化后的工艺参数为浇注温度730℃、模具温度300℃、挤压比压150MPa。局部加压时挤压销的最佳激活时间为4 s,此时可以完全消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。选择优化后的工艺参数生产该汽车发动机支架,产品外观完整,没有出现表面裂纹等缺陷。在X-Ray探伤下无明显缺陷,内部质量良好。结论选择合理的浇注温度、模具温度和挤压比压可以有效减少铸件内部的缩孔缩松缺陷,采用局部加压并合理控制挤压销的激活时间可以完全消除缩孔缩松缺陷。

同期与分期双侧全膝关节置换术治疗双膝骨性关节炎的效果及安全性

目的探析同期与分期双侧全膝关节置换术治疗双膝骨性关节炎的临床效果及安全性。方法 70例膝骨性关节炎患者,根据随机数字法分为参照组和观察组,每组35例。参照组患者给予同期全膝关节置换术,观察组患者给予分期关节置换术,观察分析两组患者治疗效果、关节活动度、膝关节功能评分(HSS评分)以及输血情况。结果观察组患者住院时间、手术时间、住院费用、输红细胞量分别为(20.8±5.5)d、(158.6±21.4)min、(10236.1±157.4)元、(230.6±35.4)ml,输血例数为6例;参照组患者住院时间、手术时间、住院费用、输红细胞量分别为(15.4±3.4)d、(130.4±25.6)min、(9775.4±325.8)元、(483.4±50.7)ml,输血例数为21例;观察组患者住院时间、手术时间长于参照组,住院费用高于参照组,差异具有统计学意义(P<0.05),观察组患者输红细胞量及输血例数均少于参照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗前后两组患者关节活动度及HSS评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论针对膝骨性关节炎患者进行分期手术与同期手术治疗均可以促进患者关节功能的康复,同期和分期手术治疗各据一定的临床优势。

对比分析老年股骨粗隆间骨折患者行人工股骨头置换与股骨近端防旋髓内钉内固定方法的临床效果

目的分析将人工股骨头置换(HA)与股骨近端防旋髓内钉(PFNA)内固定方法应用在股骨粗隆间骨折老年患者治疗中的效果。方法 74例股骨粗隆间骨折老年患者,根据治疗方式的不同分成人工置换组和髓内钉内固定组,各37例,人工置换组采用人工股骨头置换治疗;髓内钉内固定组采用股骨近端防旋髓内钉内固定治疗,比较两组治疗的效果。结果人工置换组患者卧床时间为(1.64±0.72)d、患肢开始完全负重时间为(3.25±2.15)d均短于髓内钉内固定组的(5.87±1.02)、(40.03±4.38)d,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,人工置换组中患者并发症发生率为5.41%低于髓内钉内固定组的21.62%,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者术后3个月、术后6个月Harris评分均优于治疗前,人工置换组改善幅度均优于髓内钉内固定组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论将人工股骨头置换与股骨近端防旋髓内钉内固定方法应用在股骨粗隆间骨折老年患者治疗中,均有较好的效果,人工股骨头置换术在减少卧床时间、减少并发症等方面更优于髓内钉内固定术,可推广。

基于第三方软件建立射波刀蒙特卡罗模型的研究

目的:利用蒙特卡罗方法模拟射波刀的射线输运过程,并与实际测量结果相比较,验证所建模型的准确性。方法:应用BEAMnrc与DOSXYZnrc程序,建立射波刀物理结构模型,包括12个不同尺寸的准直器系统,通过调整电子束流的平均能量、强度分布半高宽参数,得到水模体中剂量场分布的百分深度剂量、离轴比、输出因子、射线质以及修正因子等数据,并与实际测量数据对比,从而确定所模拟模型中电子束流参数。结果:射线束流百分深度剂量数据对比中超过90%的点误差<2%;离轴比数据中超过90%的点误差<2%;射野输出因子在准直器尺寸≥20 mm时基本重合,但是在准直器尺寸≤15 mm时存在一定误差;射线质的值为0.639,与测量结果0.635相近,最终确定了电子束流平均能量为6.9 Me V,强度分布半高宽为0.4 cm。结论:所建立的蒙特卡罗模型能够准确地模拟射波刀射线输运过程,为后续研究奠定了基础。

氨甲环酸对老年全髋关节置换术患者血液的保护作用研究

目的研究氨甲环酸对老年全髋关节置换术患者血液的保护作用。方法 86例老年全髋关节置换术患者作为研究对象,随机分为对照组和研究组,各43例。手术时对照组给予生理盐水,研究组给予氨甲环酸。比较两组患者出血量和并发症发生情况。结果两组患者术中出血量比较,差异无统计学意义(t=1.5539,P>0.05);研究组术后12 h出血量、术后12~48 h出血量均少于对照组,差异均具有统计学意义(t=26.0894、2.3809,P<0.05)。对照组并发症发生率为2.33%,研究组未发生并发症,两组患者并发症发生率比较,差异无统计学意义(χ~2=1.0118,P>0.05)。结论对老年全髋关节置换术患者采用氨甲环酸可有效的对血液起到保护作用,预防血凝块和血栓的形成,具有推广价值。

射波刀立体定向放射治疗小肝癌的临床效果

目的评价小肝癌(s HCC)患者接受射波刀立体定向放射外科治疗的疗效和安全性。方法收集2011年3月-2012年12月解放军第三○二医院行射波刀治疗的28例s HCC患者。射波刀治疗总剂量35~60 Gy/3~5次,连续治疗3~6 d。中位随访时间36个月。依据改良版实体瘤疗效评价标准(mRECIST)进行近期疗效评价,以1、2、3年总生存率和局部控制率作为远期疗效评价指标。采用Kaplan-Meier法分析计算累积生存率和局部控制率。结果 28例患者中,完全缓解17例,部分缓解8例,稳定2例,疾病进展1例,近期有效率89.28%。1、2、3年生存率分别为92.86%、85.71%和78.57%;1、2、3年局部控制率分别为96.43%、92.86%和89.28%。毒性反应主要表现为Ⅰ~Ⅱ级事件。结论射波刀治疗s HCC是安全、有效的,具有较高的局部控制率、生存率和低毒性反应,可以作为不适合手术治疗的s HCC的替代治疗。

G4射波刀蒙特卡罗算法的建立与评价

目的建立G4射波刀照射剂量的蒙特卡罗算法并加以评价。方法利用PTW M3水箱、PTW 60012半导体光子探测器测量空气中输出因子、60mm准直器百分深度剂量和开野剂量曲线得到源分布、注量分布和能谱,并以适当格式输入到射波刀数据库,建立加速器源模型。利用CT扫描CRIS 062密度模体,测量已知物质相对电子密度和质量密度,建立质量密度模型。利用蒙特卡罗算法模拟计算组织模体比、中心离轴比和输出因子,同时用高斯方法调整半高宽,使计算值与射线追踪算法测量值一致。结果源分布、注量分布和能谱概率生成源模型,利用源模型和密度模型建立起蒙特卡罗算法,之后运用蒙特卡罗算法模拟计算出组织模体比、中心离轴比、输出因子,其结果与测量结果一致。结论成功建立蒙特卡罗算法后,进行认真评价,即可用于计算剂量。

β-拉帕醌对胃癌细胞生长与侵袭的抑制作用及机制

目的探讨β-拉帕醌体外抑制胃癌细胞增殖和迁移及诱导凋亡的作用及机制。方法应用噻唑蓝(MTT)及平板克隆实验检测β-拉帕醌对SGC-7901与AGS胃癌细胞增殖的影响,划痕实验检测β-拉帕醌抑制胃癌细胞的迁移能力,流式细胞术检测β-拉帕醌诱导胃癌细胞凋亡的作用。应用Western blot法检测β-拉帕醌处理胃癌细胞前后其增殖、迁移、上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)及凋亡分子标志物的变化。结果β-拉帕醌可显著抑制SGC-7901和AGS胃癌细胞的增殖能力,并下调增殖与周期相关Skp2和DEK蛋白的表达(P均<0.05);经β-拉帕醌处理后,胃癌细胞的迁移能力明显下降,且显著下调MMP-2/9和Ezrin蛋白以及EMT间质标志物的表达,上调EMT上皮标志物表达水平;另外,β-拉帕醌增加胃癌细胞的凋亡,下调BCL-2/Bax比值以及上调活化型Caspase-3/8/9的表达。结论β-拉帕醌对胃癌细胞有明显的抑制增殖及诱导凋亡的作用,并可通过MMPs和EMT途径抑制胃癌细胞的迁移能力。

结直肠癌中NQO1蛋白表达的临床病理及预后意义

目的 探讨NQO1蛋白在结直肠癌（colorectal cancer, CRC）组织中的表达及意义。方法 应用免疫组化法检测192例CRC、44例癌旁组织以及28例结肠不典型增生中NQO1的表达,并结合临床生物学指标及生存时间进行统计学分析。结果 CRC中NQO1阳性率明显高于良性组织（P均〈0.01）; NQO1表达与CRC分化程度、是否发生转移、浆膜侵犯及临床分期密切相关（P均〈0.05）; 生存分析显示,NQO1高表达者无瘤生存率及5年生存期均明显低于低表达者（P均〈0.001）; 与临床分期联合分析显示,无论在早期组还是晚期组,NQO1高表达患者无瘤生存率及5年生存率均低于低表达患者,差异均有统计学意义（P〈0.01）; Cox回归模型分析表明NQO1高表达是CRC预后的独立风险因子（HR：1.398,95%CI：1.011～1.934,P=0.043）。结论 检测NQO1蛋白表达对CRC的诊断及预后评估有重要的临床病理学意义,有望成为CRC生物学标记中的新指标。

胃癌中S100A4蛋白过表达的临床病理学意义

目的分析胃癌中S100A4蛋白的表达及其与临床病理因素和预后的关系,探讨其在胃癌侵袭转移过程中的作用及判断预后的价值。方法收集31例癌旁组织、38例鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma,SCC)和77例腺癌,应用组织芯片和免疫组化法检测S100A4蛋白在上述组织中的表达。结果 S100A4蛋白在28例癌旁组织中呈阴性,个别组织中基底部呈弱阳性,而在胃SCC和腺癌中高表达,阳性率分别为81.6%(31/38)和58.4%(45/77),S100A4蛋白表达与胃SCC和腺癌显著相关(P<0.01)。同时,胃癌中S100A4蛋白表达与TNM分期显著相关(P<0.05)。S100A4蛋白高表达明显影响胃癌患者的预后,且S100A4高表达胃癌患者的预后明显差于S100A4低表达胃癌患者。结论S100A4蛋白在胃SCC和腺癌中高表达,可作为其早期诊断和预后评判的指标。