流-固耦合作用下小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛响应

肾结石引发的输尿管疼痛长期折磨着人类,严重影响着人们的生活质量.然而,目前临床上由于缺乏肾结石与输尿管相互作用的定量分析,泌尿医师无法针对不同患者制定精准的个性化治疗及镇痛方案.针对该问题,以小尺寸肾结石为例,基于耦合Euler-Lagrange(CEL)算法的流-固耦合有限元方法分析了进入输尿管管腔内的小尺寸肾结石与输尿管的相互作用规律,并基于已建立的输尿管疼痛模型,对由输尿管内小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛进行了定量化研究.有限元分析结果表明,当结石直径小于输尿管内径时,结石会在输尿管壁蠕动作用下与输尿管发生动态接触,造成输尿管内壁上出现动态应力.随着输尿管壁蠕动幅度增大,结石的移动速度增大,且结石与输尿管接触的概率减小,同时输尿管壁上的接触应力也会降低.将应力结果输入输尿管疼痛模型计算对应的中心传输神经元细胞膜电位,结果表明,疼痛水平随时间的变化与动态应力随时间的变化趋势类似,在应力交替变化的情况下,疼痛程度并不会随应力降为零应力而降低至疼痛阈值以下,表现出疼痛程度与应力水平不对等的特征.该研究所得结果可以结合当前临床上已有的医学影像技术和计算机领域的大数据与人工智能等技术,有望为个性化精准诊断结石患者病况并定量化评估患者疼痛程度,从而制定个性化治疗方案的精准医疗临床策略提供理论基础.

神经血管耦联受损是2型糖尿病合并认知功能障碍的可能机制

目的探讨2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者神经血管耦联(neurovascular coupling,NVC)功能与认知损害的关系。方法连续纳入2022年2月1日―2023年2月28日在海南医学院第二附属医院内分泌科住院的192例2型糖尿病患者和30例性别、年龄、受教育年限相匹配的健康对照(healthy control,HC),收集一般临床资料。所有受试者均进行蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)量表测试。应用功能经颅多普勒(fTCD)监测主动屈肘任务时脑血流速度曲线(cerebral blood flow velocity,CBFV)的动态变化来评估神经血管耦联功能。根据MoCA评分将T2DM患者分为T2DM认知正常(normal cognition,T2DM-NC)组和T2DM认知受损(impaired cognition,T2DM-IC)组。比较HC组、T2DM-NC组、T2DM-IC组3组间fTCD参数差异,分析fTCD参数与认MoCA评分的相关性。结果共纳入T2DM患者81例,HC组21例。T2DM组患者中包括T2DM-NC组52例,T2DM-IC组29例。T2DM-IC组糖化血红蛋白高于T2DM-NC组及HC组,差异有统计学意义(均P<0.05)。T2DM组患者运动平均脑血流速度(mean velocity,Vm)较基线增加百分比(ΔVm)、归一化运动Vm曲线下面积(normalized area under the curve,nAUC)和Vm斜率均低于HC组(均P<0.05)。3组归一化处理后,T2DM-IC组的nAUC显著低于HC组和T2DM-NC组,HC组Vm上升斜率显著高于T2DM-NC组和T2DM-IC组,差异有统计学意义(均P<0.01)。相关性分析示:ΔVm(r=0.343,P=0.001)及nAUC(r=0.356,P=0.001)与MoCA评分均呈正相关。基线搏动指数(pulsatility index,PI)(r=-0.496,P<0.001)、基线阻力指数(resistance index,RI)(r=-0.475,P<0.001)、运动PI(r=-0.542,P<0.001)、运动RI(r=-0.523,P<0.001)与MoCA评分均呈负相关。结论神经血管耦联功能受损是T2DM患者出现认知功能障碍的可能原因。

关于脑信号传输的神经动力学分析

运用随机相变动力学理论和方法建立了一个由感知神经元集群、中间神经元集群和运动皮层神经元集群组成的神经网络模型.依据所建立的模型,分别考察了串并耦合、串联耦合以及单向耦合3种情况下,神经网络所表现的神经信息处理的动力学特征.研究结果表明,由给出的中枢神经系统神经信息处理的基本结构,能够大致反映反射运动和随意运动情况下,神经信息处理的基本特征.数值地证明了随意运动所引发的各个局部神经网络的兴奋,特别是运动皮层神经元集群的兴奋比反射运动条件下的兴奋大得多.反映了随意运动条件下,有更多的神经元参与了神经信息处理和兴奋性同步运动.