长跑致足部黑踇趾损伤的生物力学机制研究

目的:探究长跑前后足部生物力学改变对黑踇趾损伤风险的影响,揭示长跑致黑踇趾损伤的生物力学机制,基于黑踇趾损伤预防理念进行鞋头设计并验证其防护效果,为长跑黑踇趾损伤预防和防护跑鞋研究提供支撑。方法:选取10名男性半职业马拉松跑者为受试者进行跑步测试,采集其跑前、5 km跑后即刻及10 km跑后即刻的足部形态特征、足部各区域温度、大踇趾主观舒适度以及足-鞋相对运动距离等参数,进行单因素重复测量方差分析,以揭示长跑致足部黑踇趾损伤的潜在生物力学机制。基于黑踇趾损伤生物力学机制进行鞋头抬高的防护跑鞋设计,其中原型跑鞋的鞋头高度为65.8 mm,长度为85.5 mm;防护跑鞋的鞋头高度为79.5 mm,长度为85.8 mm。采集跑鞋优化前后的大踇趾主观舒适度、大踇趾-鞋面接触力以及三维有限元模拟仿真计算的大踇趾应力,并进行独立样本分析,以期对防护跑鞋的黑踇趾损伤预防效果进行验证。结果:随着跑步距离增加,10 km跑后的足前掌宽度以及足弓高度显著下降。所有足部分区的温度在5 km和10 km跑后均显著上升,其中10 km跑后的大踇趾足背区温度上升明显,与5 km跑后即刻呈现显著差异。与此同时,跑后的大踇趾主观舒适度显著降低。着地即刻的足-鞋相对位移在10 km跑后较5 km显著增加,而增加的距离在支撑中期较跑前以及5 km跑后又显著降低。相较于原型跑鞋,防护跑鞋在提升大踇趾主观舒适度的同时,使得大踇趾-鞋头作用力在两者接触期的0~80%显著减小,且应力分布更加均匀。结论:10 km跑后足前掌宽度、足弓高度显著下降,大踇趾足背区温度明显上升,伴随跑者大踇趾主观舒适度降低和足-鞋相对位移增加,表明长跑后足部形态与功能改变可能是黑踇趾损伤的潜在生物力学机制。基于鞋头抬高设计的防护跑鞋能够在提升跑者主观舒适度的同时,降低接触力,并且使大踇趾区域应力分布更加均匀,可以有效降低因长跑引发的黑踇趾运动损伤风险。

疲劳对轻度踇外翻女性患者足底压力的影响

目的本研究旨在探究疲劳对轻度踇外翻(HV)女性患者步态以及足底压力的影响,并与健康人群进行对照,研究结果有助于为临床治疗和康复方案的制定提供科学依据。方法研究招募了28名女性受试者,包括16名轻度HV患者和12名健康女性。采用Footscan足底压力平台记录疲劳前后的足底压力(疲劳方案采用在跑步机上递增速度)。将足底划分为10个解剖区域(大踇脚趾、其余4个脚趾、第1~5跖趾关节、中足、后跟内侧、后跟外侧),计算参数包括每个区域的最大力、峰值压力、冲量、接触时间、接触面积和力的时间序列,并通过计算足部平衡指数来评估疲劳前后足部内外侧压力的变化。结果研究结果显示,疲劳后HV女性患者在M1和M2区域的最大力、峰值压力和冲量显著减少,而在M3~M5区域则增加。相比之下,对照组在疲劳后呈现相反的模式,压力集中在M1和M2区域。并且在外侧跖骨区域,HV患者的触地时的被动峰值压力明显较低。结论轻度HV女性患者在疲劳后足底压力表现出与健康个体截然不同的适应性变化。这种变化可能代表了由于足部结构改变而产生的生物力学适应,旨在防止特定足部区域的过度疲劳。

肌少症患者肌肉减少影响心血管系统的血流动力学研究

目的肌少症患者心血管疾病发病率显著升高。肌少症不仅改变外周血管阻抗,而且还引起肌内压的变化,外周血管阻抗和肌内压改变所导致的后负荷与肌肉灌注变化则与心血管疾病发生显著相关。为此,本项目假设肌少症导致的外周血管阻抗和肌内压变化是引起肌少症患者心血管疾病发病率升高的重要因素。方法针对肌少症与心血管疾病的相关性,首先,通过生化检测获取心血管疾病的生化指标数据;其次,使用生物电阻抗分析和磁共振成像来获取骨骼肌的质量指数和几何参数;最后,应用多普勒超声和剪切波弹性成像分别测量主要动脉内血流动力学参数以及骨骼肌肌内压。本研究中共有22名志愿者参与,均已签署知情同意书。本研究已通过重庆大学附属三峡医院伦理委员会审批(2021R14)。结果基于生化指标数据,肌肉质量指数越低,心血管疾病风险升高,而且肌内压越低,心血管疾病风险越高;根据心血管和肢体血管的血流动力学指标,肌肉质量指数越低,脉搏波传播速度越低且肢体血管血流速度越低,外周血管阻抗越大,动脉粥样硬化斑块数量越多且尺寸越大,与此同时,肌肉质量指数越低,肌内压越低。结论外周血管阻抗增加和肌内压降低应是引起肌少症合并心血管疾病的关键因素。

放射多组学协同学习预测鼻咽癌自适应放疗触发机制

针对传统的放射多组学(影像组学、剂量组学和轮廓组学)模型往往采用特征拼接的方式,容易忽略不同组学特定统计属性、产生过拟合的问题,提出了以一致性约束和自适应权重为核心构建的多组学协同学习算法(multi-omics collaborative learning,MOCL)。该算法采用一致性约束挖掘不同组学特征之间的互补模式,再通过香农熵自适应学习不同组学特征的权重,最后引入紧致度图来避免过拟合现象。通过将MOCL在311名鼻咽癌患者组成的临床影像数据上得到的实验结果与3种传统的机器学习算法以及2种多视角算法进行比较,结果表明MOCL在多组学协同学习上,具有一定的优势,能为鼻咽癌自适应放疗资格预测提供有价值的决策依据。

基于相干光调控的无透镜光纤成像及其应用(特邀)

基于多模光纤或多芯光纤的无透镜超细光纤内窥成像技术近些年获得了快速发展,有望成为下一代的极微创、高分辨率内窥显微镜。通过对相干入射光场的时空调控,该技术可克服多模光纤中模式色散或多芯光纤中相位畸变的影响,在无需光纤末端透镜或扫描器件的情况下实现高分辨率的聚焦、成像及相关应用。此外,在无透镜光纤内窥成像或图像传输等场景下,通过构建物理或深度学习模型,从光纤输出测量中也能实现物体信息重建。对相干光纤无透镜成像技术的发展进行综述,首先说明无透镜光纤成像的基础原理,并从主动波前调控和被动目标重建这两类角度阐述无透镜光纤成像方法,接着介绍一些先进光纤成像模态和技术,列举光纤成像相关应用,最后分析该领域所面临的挑战,总结并展望其进一步发展方向和应用前景。

三维超声对青少年不同体位下脊柱侧凸与旋转角度变化的研究

目的在站立位和仰卧位下,采用三维超声成像技术探索青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者侧凸与旋转角度的变化规律。方法 2位测评者采用SonixTABLET三维超声成像系统,对16例AIS女性患者[平均(14.8±1.7)岁]进行站立位和仰卧位下扫描。AIS患者侧凸与旋转角度均采用椎板中心法(center of laminae,COL)进行测量。比较三维超声成像在站立位和仰卧位下测量结果的变化。采用多元线性回归法分析两种体位下三维超声测量结果变化的相关因素;应用Pearson相关分析评价两种体位下测量结果之间的相关性。结果三维超声成像在站立位和仰卧位下测量脊柱侧凸角度的变化范围为1.9°~11.7°,顶锥旋转角度的变化范围为0.0°~5.9°。两种体位下脊柱侧凸角度的变化与侧凸角度的大小及侧凸上端椎选择的差异有关;而顶锥旋转角度的变化与旋转角度本身的大小有关;且两种体位之间高度相关(r>0.9)。结论三维超声成像能够显示出AIS患者在站立位和仰卧位下脊柱侧凸与旋转角度的变化规律,随着脊柱侧凸角度的增加,两种体位下侧凸角度的变化幅度均增加,椎骨旋转角度的变化情况不同。

汶川地震十余年后截肢伤员腰背痛情况及风险因素分析

目的调查分析汶川地震十余年后截肢伤员的腰背痛特征,探讨截肢伤员腰背痛的风险因素。方法采用横断面调查设计法,对汶川地震十余年后四川省德阳市的66例截肢伤员进行调查研究,内容包括伤员基本特征、截肢后腰背痛特征及功能情况。采用假肢评估问卷(PEQ)对截肢伤员的腰背痛发生率、疼痛强度、假肢使用能力、移动能力及沮丧感进行评估。结果截肢伤员的腰背痛发生率为67%,但疼痛发生频率较低。二分类Logistic回归分析结果显示,是否发生残肢痛能显著预测截肢伤员腰背痛的发生[OR=6.08,95%CI(1.20,30.77),P=0.03]。多元线性回归分析结果提示,假肢移动能力能显著预测汶川地震后截肢伤员的腰背痛强度[β=0.74,95%CI(0.27,1.22),P<0.01],即截肢伤员使用假肢的移动能力越好,腰背痛的强度越低。结论汶川地震十余年后多数截肢伤员存在腰背痛,关注伤员的残肢痛及使用假肢移动的能力,对防治腰背痛的发生发展有重要意义。

汶川地震10年后膝上与膝下截肢伤员疼痛及生活质量研究

目的调查汶川地震10年后膝上截肢(transfemoral amputation,TFA)与膝下截肢(transtibial amputation,TTA)伤员的疼痛和生活质量情况,比较2种不同截肢平面对截肢伤员长期功能康复的影响。方法 2018年2月—6月,选择汶川地震10年后德阳市残疾人综合服务中心的305名截肢伤员进行横断面调查。通过面对面访谈,采集截肢伤员的基本信息,完成假肢评估问卷评估,并根据伤员截肢平面情况分为TFA组与TTA组。结果共纳入截肢伤员53名,其中TFA组27人,TTA组26人。TFA组的幻肢异常感觉和幻肢痛发生频率分别为96.3%和92.6%,高于TTA组的65.4%(χ;=6.372,P=0.012)和69.2%(P=0.039)。两组截肢伤员疼痛强度各项指标比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。TFA组幻肢异常感觉对生活困扰程度高于TTA组[(52.9±24.1)vs.(35.9±26.7)分;t=2.108,P=0.042],其余指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)。TFA组与TTA组的生活质量各项指标之间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论汶川地震10年后,TFA和TTA伤员的幻肢痛、残肢痛、健肢痛及腰背痛发生频率仍较高;截肢平面越高,幻肢异常感觉和幻肢痛的发生频率越高,对生活困扰程度越大。两种截肢平面TFA与TTA对伤员生活质量没有影响。