FPGA技术在生物医学成像中的研究进展

数字图像处理技术和微电子集成电路的飞速发展,使实时动态生物医学成像成为可能.生物医学动态成像的关键是高的通讯带宽和快速的数据处理能力,FPGA (field programmable gate array)即现场可编程逻辑门阵列,为数字图像实时处理系统在算法、系统结构上提供了新的思路与方法.文中首先简单介绍FPGA的概念、特点及其发展历程,详细对比FPGA与通用处理器之间的性能指标,然后重点介绍常规生物医疗成像技术原理和FPGA在医疗领域高速成像技术方面的研究和应用情况,最后对FPGA在实时成像方面进行总结和展望.     

多光谱成像技术在生物医学中的应用进展

多光谱成像(multispectral imaging,MSI)技术在生物医学可视化方面是一种新技术,它结合了两个已建立的光学模块:成像学和光谱学。它的原理是基于液晶可调谐滤光片,从可见光到近红外波长(400-970nm)区域获取多光谱图像。自从MSI系统加上显微镜商品化以来,MSI已经成为一种快速发展的领域,可应用于细胞生物学、临床前药物开发和临床病理学等。国外已有大量关于MSI在生物医学中应用的研究报道,但国内报道少见。本文主要对多光谱成像的基本原理,近三年内该技术在生物医学领域的应用进展作一简要综述。     

噬菌体表面显示技术在生物医学研究中的应用

利用噬菌体表面显示技术,将蛋白质或短肽分子在噬菌体表面表达,可以对抗原表位及蛋白质的相互作用位点进行定位与模拟,并用于蛋白质的体外亲和力优化以及新基因的克隆,在小分子药物的设计和筛选中也具有重要的作用。环肽结构的设计以及筛选策略和方法的改进,逐步推动着噬菌体表面显示技术在免疫学、基因工程药物及基础生物医学研究等研究领域中的成功应用     

高光谱成像技术在生物医学中的应用

高光谱成像技术是传统成像与光谱技术相结合的一门新技术,其可同时获得被测物体的空间特征与光谱信息,以实现对物质特性的研究。本文介绍了高光谱成像技术的基本原理、系统的基本构成及特点,总结和阐述了近年来高光谱成像技术在生物医学领域的发展,以及其在疾病诊断中的应用。     

光声光谱技术在生物医学领域的发展与应用

光声光谱（特别是激光光声光谱）技术已成为分子光谱学的一个重要分支,其技术特点为生物医学材料的研究提供了一种灵敏而又无损材料的有效办法,是研究复杂生物体所不缺少的分析工具,本文简述了光声光谱的基本理论及特点,介绍了光声光谱在生物学,医学领域的发展和应用情况。     

电纺技术在生物医学中的应用进展

电纺技术已经成为结合多组分化合物与织造技术的关键工具,可改变电纺丝材料的化学、物理和生物特性,使其与不同的应用环境相适应。通过电纺技术制作的功能化纳米电纺丝材料,在组织工程、创伤敷料、酶的固定化和药物（基因）载体等生物医学方面得到了广泛的应用。新型的电纺技术可以进一步优化纳米电纺丝的特性,如同轴电纺、二相电纺技术;电纺丝膜的修饰也为调控电纺丝的各向异性和多孔性提供了有效的方法。该文将概述功能化电纺丝的纺织技术及修饰方法在生物医学领域的研究与应用进展。     

太赫兹技术在生物医学中的应用

在人类可持续发展的道路上,生物医学研究始终处于核心地位。太赫兹(THz)技术依靠其自身的优势,在生物医学领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了太赫兹表征技术以及太赫兹生物效应在生物医学方面的应用。太赫兹表征技术应用领域的介绍主要分为5个部分:氨基酸和多肽、DNA、蛋白质、癌症的检测和龋齿诊断等其他领域的应用。太赫兹生物效应的研究则集中于THz对机体组织和细胞的作用上。此外,本文简单介绍了化学计量学方法以及其与THz技术结合在生物医学方面的应用。最后总结了THz技术在生物医学领域的不足,并对进一步研究的方向进行了讨论。本文主要对太赫兹技术在生物医学方面的应用进行综述,为相关研究奠定了基础。     

体细胞核移植技术在农业和生物医学中的应用

台湾大学畜产学系从事动物和畜禽研究的专家们利用不同形态之供核细胞（donor cell）及激活方式（activation）进行猪胚的体细胞转置（somatic cell nuclear transfer,SCNT）,观察并改善重组胚（reconstructed embryos）的激活及后期发育效率。从卵巢之表面泸泡（2～8mm）收集卵丘的卵母细胞复合体（cumulus-oocyte compleses,COCs）,放入NCSU-23成熟培养液中培养42～44h,     

激光扫描共聚焦显微术在生物医学中的研究

激光扫描共聚焦显微技术的发展,为形态学、分子细胞生物学、神经科学、肿瘤医学、药理学、遗传学等领域的研究提供了新的先进研究方法和手段。本文对激光扫描共聚焦显微术在粘附细胞分选,动态荧光分析测定,显微细胞外科和光陷阱技术,荧光光漂白恢复技术以及三维图像重建功能等方面的研究进展进行了综述。     

快速成型技术在口腔颌面外科的应用

在上世纪末期,随着快速成型技术和三维重建技术逐步应用于口腔颌面外科领域,为实现个体化诊断、治疗疾病带来了革命性的变化。传统诊断口腔颌面部骨性疾病是通过X线片、CT等影像学检查得到,只能大致估计疾病的范围及严重程度,而对于复杂的骨性疾病,如先天性颌骨畸形、颌面部多发性骨折等,就存在相当大的局限性,     

光镊和拉曼光镊在生物医学研究中的应用

光镊是由美国科学家Arthur Ashkin于1986年发明的,是一种利用高度汇聚的激光束产生的三维梯度势阱来俘获、操纵微小粒子的技术。因其可俘获、操纵单个细胞,并在细胞和亚细胞层次上为生物医学研究提供方便,近年来,已越来越多地被应用于生物医学研究中。本文在介绍光镊的原理和特点的基础上,阐述了光镊(尤其是拉曼光镊)技术在生物医学领域中的研究进展、现状和展望。     

数字化外科技术在颌面部外伤修复重建中的应用与展望

近年来,数字化外科技术在颌面部外伤修复重建临床应用中得到不断发展和完善,极大地提高了手术的精确性和可靠性,节约了手术时间。本文主要从术前手术模拟、快速打印3D头模、术中导航、导板制作、个性化修复体及机器人的临床应用等六个方面来阐述数字化外科技术在颌面部骨折修复重建中的应用,总结了各个技术的原理、优缺点及应用现状,回顾了我们单位应用数字化技术提高颌面部外伤修复手术的精确度和可行性以及恢复了患者良好的面型及功能的临床应用经验。同时,本文对未来数字化外科在颌面部骨折修复重建中的应用提出了新的展望,我们认为,结合术前手术模拟、术中导航及术中机器人技术依据术中具体情况自动调整手术方案进行颌面部骨折修复重建的完全自动化智能机器人的实现将是最终的目标。     

MSCT在莽山烙铁头研究中的应用

利用多层螺旋计算机断层摄影(MSCT)扫描莽山烙铁头(Trimeresurus mangshanensis),通过重建显示蛇的各部分解剖结构,来探讨MSCT在保护濒危动物莽山烙铁头的应用价值。对3条莽山烙铁头进行CT扫描,扫描完毕重建出蛇的二维、三维图像,并分别显示其体表、骨骼、内脏等细节,MSCT能够对蛇的解剖、生境状况、疾病的诊断等方面进行研究和评价,也为蛇类等动物的研究提供新思路和新方法。     

经皮钢板内固定术治疗肱骨骨折的临床应用研究

目的:观察经皮钢板内固定术对肱骨骨折的临床疗效。方法:选取2005年1月至2013年12月我院骨科收治的肱骨骨折患者172例,随机分为两组,其中对照组86例,予传统切开复位钢板内固定治疗;实验组86例,采用经皮钢板内固定术治疗。治疗结束后,对比两组患者手术时间、出血量、骨折临床愈合时间、术后并发症及临床疗效。结果:实验组手术时间、骨折临床愈合时间及出血量明显少于对照组,差异有统计学意义(P0.05);实验组术后并发症明显少于对照组,差异有统计学意义(P0.05);两组治疗结束后比较临床疗效,实验组临床疗效明显优于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。结论:经皮钢板内固定术能够明显改善肱骨骨折术后并发症,提高肱骨骨折特别是粉碎性骨折的临床疗效,对临床具有指导意义,值得临床推广。     

应用坚固内固定技术治疗颌骨骨折的效果分析

目的：探究坚固内固定技术对颌骨骨折的治疗运用,为颌骨骨折的治疗方法选择提供理论指导。方法：选取我科自2009年4月-2012年7月收治的80例下颌骨骨折患者行手术切开复位、小型和微型钛板坚固内固定术治疗,纳入内固定组,并选取同期80例行颌间固定的颌骨骨折患者,纳入颌间固定组,对比两组患者治疗效果。结果：两组患者术后3个月张口度及张口型均得到明显改善,内固定组改善程度较颌间固定组更为显著（P〈0．05）;内固定组治疗周数、口臭及咬合错乱发生率均低于颌间固定组（P〈0．05）;内固定组疗效评价优43例,良26例,有效率86．3％,颌间固定组分别为31例和17例,有效率60．0％,内固定组治疗效果显著优于颌间固定组（P〈0．05）。结论：坚固内固定技术具有组织相容性高、口功能恢复快、不良反应发生率低等优势,是治疗颌骨骨折的安全、可靠、简便的治疗方案,能够有效保证患者的预后和生活质量,值得临床普遍应用。     

髓内钉固定联合骨水泥填充治疗四肢骨干转移癌伴病理性骨折的临床研究

目的:研究髓内钉固定联合骨水泥填充治疗四肢骨干转移癌伴病理性骨折的临床疗效。方法:选取2009年1月到2014年1月我院收治的四肢骨干转移癌伴病理性骨折患者90例,所有患者均给予髓内钉固定联合骨水泥填充进行治疗。应用视觉模拟评分法(VAS)评定术前、术后患者的疼痛情况,应用Enneking评分来评价患者的肢体功能,应用Kanofsky评分法评价患者的生活质量。结果:所有患者均成功随访,随访时间为10-48个月,平均随访时间为(33.8±2.5)个月。所有患者围手术期均无感染或者其他并发症。术后VAS评分、Enneking评分以及Kanofsky评分均显著优于手术前,比较差异具有统计学意义(P0.05);Enneking评分显示,32例优,34例良,22例中,2例差,优良率为73.3%。结论:髓内钉固定联合骨水泥填充治疗四肢骨干转移癌伴病理性骨折疗效确切,能显著改善肢体功能,减轻患者疼痛,提高患者的生活质量。     

疼痛管理对老年髋部骨折患者术后的影响

目的:临床分析疼痛管理应用于老年髋部骨折术后的影响。方法:选取我院2012年3月至2013年3月收治的50例老年髋部骨折患者,按照随机分配的方法,将其分为研究组与对照组,每组25例,对照组给予常规管理模式,研究组在常规管理模式基础上,给予规范化的疼痛管理,主要包含合理评估与应用镇痛药物、健康教育、个性化管理等管理内容,对比两组的管理效果。结果:经过管理后,研究组的疼痛评分入院时(2.792.79±0.69)、手术当日(2.39±0.93)、术后1d时(2.39±0.59)、术后3d(1.67±0.46)、出院时(1.29±0.46)明显优于对照组的入院时(2.39±1.13)、手术当日(2.49±1.10)、术后1d时(2.24±0.54)、术后3d(2.49±0.67)、出院时(1.94±0.50),两组疼痛评分对比,存在显著性差异(P0.05);研究组Barthel指数评分入院时(32.24±4.88)、出院时(45.24±7.85)明显优于对照组入院时(33.24±8.33)、出院时(38.49±7.95),两组对比存在显著性差异(P0.05)。研究组住院时间明显短于对照组,两组对比存在显著性差异(P0.05)。结论:针对老年髋部骨折患者,给予规范化的疼痛管理,可有效降低术后疼痛,使患者的生活能力显著增强,有利于患者早日康复,值得临床推广应用。     

螺旋CT扫描及三维重建技术在股骨颈骨折分型及治疗中的应用

目的:探讨螺旋CT扫描及三维重建技术在股骨颈骨折分型及治疗中的应用价值。方法:选择2010年5月~2013年5月期间我院收治的股骨颈骨折患者237例为研究对象,根据患者扫描检查方式的不同将其分为对照组(112例)和观察组(125例),对照组患者行髋关节X线正位扫描,观察组行髋关节正位64排螺旋CT扫描,两组均根据扫描结果进行分型并制定相应的治疗方案,比较两组患者骨折内固定手术后2年的股骨头坏死率及骨折不愈合率。结果:两组行骨折内固定手术比例比较,差异无统计学意义(P0.05);术后2年,对照组股骨头坏死5例(22.73%),骨不连6例(27.27%);观察组股骨头坏死1例(3.70%),骨不连1例(3.70%),观察组患者股骨头坏死率及骨折不愈合率均显著低于对照组,差异均有统计学意义(P0.05)。结论:螺旋CT扫描及三维重建成像能够全面、准确显示股骨颈骨折的损伤情况,有助于骨折的正确分型和治疗方法的选择,改善预后。