生物医学工程学杂志 北大期刊 统计源期刊

基于迁移学习的小样本重症疾病预后模型

作者：夏静; 潘素; 颜默磊; 蔡国龙; 严静; 宁钢民 刊期：2020年第01期

针对临床上重症疾病样本数量少容易导致预后模型过拟合、预测误差大、不稳定的问题,本文提出迁移长短时程记忆算法(transLSTM)。该算法基于迁移学习思想,利用疾病间的相关性实现不同疾病预后模型的信息迁移,借助相关疾病的大数据辅助构建小样本目标病种有效模型,提升模型预测性能,降低对目标训练样本量的要求。transLSTM算法先利用相关疾病数据...

基于深度学习和组织形态分析的肺癌基因突变预测

作者：王荃; 沈勤; 张泽林; 蔡程飞; 鲁浩达; 周晓军; 徐军 刊期：2020年第01期

肺癌是一种常见的肺部恶性肿瘤,是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。对于发生了表皮生长因子受体(EGFR)基因突变的晚期非小细胞型肺癌患者,可以使用靶向药物来进行针对性治疗。EGFR基因突变的检测方法很多,但是各有优缺点。本文拟通过探索非小细胞型肺癌苏木精-伊红(HE)染色的全扫描组织病理图像形态学特征与患者EGFR基因突变之间的关联,达到...

基于动态优化算法的复杂生物网络的状态调控

作者：揭豪; 袁美晨; 朱国柱; 洪伟荣 刊期：2020年第01期

近年研究表明,某些药物能改变基因调控网络(GRNs)中的调控反应参数,促使细胞从病变状态转移到正常状态。在此基础上,有学者构建了基于吸引子和分岔理论的状态调控框架。现有的控制策略中,控制信号规律都是自行拟定的,并且所使用的参数扰动法仅能求出单控制变量情况下状态转移所需的时间。因此,针对以非线性常微分方程组(ODEs)形式描述的复杂生物...

一种基于海马位置细胞选择机制的空间认知模型

作者：于乃功; 廖诣深; 郑相国 刊期：2020年第01期

生物学研究表明,位置细胞是大鼠知晓当前所处空间位置的主要依据。由于网格细胞是位置细胞的主要信息输入源,因此需要构建由网格细胞到位置细胞的映射模型。针对这一问题,本文提出一种网格细胞到位置细胞的逆传播误差神经网络映射模型,实现在给定区域内对位置的精确表达。又依据边界细胞对环境边界特异性放电这一生理特性,实现利用边界细胞对网...

基于动态偏定向相干的运动想象因效性网络分析

作者：李亚兵; 谢松云; 于圳宁; 谢辛舟; 段绪; 刘畅 刊期：2020年第01期

利用脑网络对脑功能机制和脑认知状态进行基础研究具有重要的意义。本文依据一种测量头皮脑电信号(EEG)的时间-频率域相互作用的方法,即偏定向相干(PDC),提出了动态PDC(dPDC)算法对运动想象的因效性网络建模。研究利用2008年第四届BCI竞赛数据的9个被试计算了不同运动想象任务下因效性网络的参数特征(出入度、集群系数、离心率等),通过显著性检...

认知负载状态下的精神分裂症患者脑电图特异性研究

作者：杜欣; 李嘉慧; 熊冬生; 潘智林; 吴逢春; 宁玉萍; 陈军; 吴凯 刊期：2020年第01期

认知功能损害是精神分裂症的三大原发症状之一,在疾病早期发现和高危人群风险预警等方面具有重要价值。为了研究精神分裂症患者在认知负载状态下的脑电图特异性,本试验收集17例精神分裂症患者和19例健康受试者的脑电信号作为对照,基于小波变换提取各频段信号,计算非线性动力学及脑功能网络属性等特征,并利用机器学习算法将两类人群进行自动分类...

音乐神经反馈改善大学生阈下抑郁状态研究

作者：李昕; 丁欣悦; 崔薇; 宋鑫旺; 史春燕; 李向东 刊期：2020年第01期

基于时空解析建模的脉搏信号量化分析方法研究

作者：丑永新; 张爱华; 刘继承; 林家骏; 黄旭峰 刊期：2020年第01期

为实现脉搏信号形态和周期的量化分析,本研究提出一种脉搏信号时空解析建模及量化分析方法。首先,根据脉搏信号的形成机理,将脉搏周期和基线引入脉搏解析模型,得到时空解析模型表达式及12个参数,用于脉搏波的量化描述。然后,提出了基于实际脉搏信号的模型参数估计流程,给出参数估计的优化方法、约束条件和边界条件。将所提出的时空解析建模方法...

基于归一化最小均方差联合集合经验模态分解的运动状态下心率提取算法研究

作者：耿读艳; 赵杰; 王晨旭; 董嘉冀; 宁琦; 王琰 刊期：2020年第01期

为了消除运动伪差、高频噪声和基线漂移对光电容积脉搏波(PPG)的影响,得到运动状态下心率的准确值,本文提出了一种基于归一化最小均方差(NLMS)自适应滤波器联合集合经验模态分解(EEMD)分析的PPG信号降噪方法。首先,将含有噪声的PPG信号以3轴加速度传感器为参考信号通过自适应滤波器,滤除其中的运动伪差;其次,将PPG信号通过EEMD分解得到一系列按...

一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像算法

作者：曹璐; 杨滨; 李昊庭; 刘学超; 刘本源; 徐灿华; 刘锐岗; 付峰 刊期：2020年第01期

本文旨在提出一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像(EIT)算法。在已知成像域内各组分电导率频谱的情况下,通过重构独立于频率的参数——体积分数变化,同时利用多个激励频率下的测量电压差重构一帧时差图像,从而大大增加测量数据量以改善逆问题的病态性。数值仿真实验显示,该算法较传统阻尼最小二乘算法具有更小的图像伪影,且在低信噪比情形...

大鼠牙槽骨理想模型的流固耦合数值模拟研究

作者：罗睿; 赵振达; 冷慧杰; 霍波 刊期：2020年第01期

载荷作用下松质骨孔隙中的液体流动是刺激骨组织细胞产生生物学响应并调控骨重建的主要因素。因此,阐明牙槽骨内孔隙结构中的液体流动情况对于深入理解力学作用在牙槽骨内的传导过程以及牙齿发育、正畸牙移动等细胞水平的调控机制具有重要意义。此工作首先进行了大鼠牙齿正畸的动物实验,并基于微计算机断层扫描(micro-CT)图像构建了牙齿-牙周韧...

微振动环境调控小鼠骨髓间充质干细胞的早期力学适应性及成骨分化

作者：吴金结; 吴月皓; 陈雪宁; 智伟 刊期：2020年第01期

本研究考察微振动刺激(MVS)对小鼠骨髓来源间充质干细胞(M-BMSCs)的早期力学适应性及成骨分化的调控作用。在体外给予M-BMSCs微振动刺激,检测细胞增殖及碱性磷酸酶(ALP)表达,荧光染色观察细胞凋亡与细胞骨架,流式检测细胞凋亡,通过RT-PCR检测早期成骨相关基因runt相关转录因子2(Runx2)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、ALP表达,Western blotting检测细胞外调...

三氧化二砷对肝癌细胞HepG2迁移、侵袭和凋亡的影响

作者：何佳; 许博闻; 高文博; 苏冠月; 余泓池; 沈阳; 刘肖珩 刊期：2020年第01期

本文旨在探究三氧化二砷(As2O3)对肝癌细胞HepG2作用的最佳浓度,以及此浓度As2O3对HepG2细胞迁移、侵袭和凋亡的影响。本研究采用CCK-8法检验0、1、2、4、8、16、32μmol/L As2O3处理后HepG2细胞活力,计算半抑制浓度(IC50),并且观察IC50浓度As2O3作用12、24、48 h后HepG2细胞形态变化。通过伤口愈合实验和Transwell侵袭实验验证As2O3对细胞迁移侵...

基于三维打印的磷酸三钙骨组织工程支架烧结工艺研究

作者：满星云; 索海瑞; 刘家利; 徐铭恩; 王玲 刊期：2020年第01期

磷酸三钙(TCP)是构建骨组织工程支架常用的生物陶瓷材料。三维(3D)打印的TCP支架具有精确可控的孔隙结构,但存在力学性能不足的问题。由于烧结工艺对生物陶瓷支架力学性能的影响至关重要,本文详细探讨了不同烧结温度对3D打印TCP支架的力学性能的影响,测试了不同烧结温度制备的支架的表观形貌、质量和体积收缩率、孔隙率、力学性能以及降解性能。...

随行监护系统在运动状态下的心肺生理参数测量准确性研究

作者：徐浩然; 褚文雅; 刘晓莉; 张莎莎; 杨志诚; 郑捷文; 高晓嶙; 张政波; 曹德森 刊期：2020年第01期

本文研究随行(穿戴式)生理参数监测系统在不同运动强度下的心肺生理参数测量的准确性。使用随行生理参数监测系统SensEcho与心肺功能测试系统METALYZER 3B型(CORTEX)同步采集28名健康志愿者(17名男性和11名女性)在站立、躺下、Bruce跑台运动等多种运动状态下的心肺生理参数,利用Bland-Altman分析、相关性分析等方法,从群体和个体角度对比分析两...