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首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室: 作品数：47 被引量：70H指数：5; 相关作者：安云强王建霞胡歌张馨月张菡更多>>; 相关机构：北京体育大学运动人体科学学院徐州医科大学医学影像学院北京工业大学生命科学与生物工程学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划北京市教育委员会科技发展计划更多>>; 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术理学一般工业技术更多>>

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基于双光子共聚焦成像的大鼠小梁网三维重建及有限元分析被引量：1: 2018年; 青光眼是一组威胁视神经视觉功能、与眼压升高密切相关的眼病。目前认为临床上大部分眼压的升高与房水流出阻力增加有关,特别是小梁网流出阻力的增加。因此,研究高眼压下影响房水外流阻力的重要区域-小梁网的形态学信息尤为重要。通过前房灌注的方法制造大鼠急性高眼压动物模型,将6只SD大鼠分成两组(A组和B组),B组大鼠处死后于左眼球加压60 mm Hg处理,其余眼球均为未加压对照组,利用双光子共聚焦成像系统采集正常眼压和高眼压下小梁网组织的断层序列图,通过图像处理方法,定量分析眼压对小梁网组织孔隙率变化的影响。通过三维重建获取正常眼压下的小梁网结构模型,并利用有限元方法,探讨眼压对于小梁网组织形态结构的影响。结合实验数据与模拟计算的结果,综合分析眼压的变化对于小梁网外流阻力的影响。高眼压组数据显示,部分小梁与周围组织融合,胶原纤维出现塌缩,越是靠近前房的小梁组织损伤越严重。有限元分析结果表明,孔隙越多的区域变形越大,而且压力越大,小梁变形程度越明显。眼内压升高可能会引起房水外流通道结构发生异常,主要表现为小梁网胶原纤维发生塌缩。高眼压与正常眼压情况相比,小梁网区域外流阻力增大的可能性较大。; 张静钱秀清张海霞任琳刘志成; 关键词：小梁网有限元分析高眼压青光眼

角膜胶原交联后基质弹性模量与深度的定量关系: 2023年; 目的探索胶原交联术后4周角膜基质弹性模量与基质深度的定量关系,为交联术前个性化手术设计和术后效果评估提供理论基础。方法选取健康7月龄新西兰白兔7只,任选1只做空白对照组,其余6只左眼行角膜交联术,为实验组,右眼作自身对照。术后4周,取眼球制作角膜基质冷冻切片,沿角膜基质深度方向选取3~4个50μm×50μm的区域进行原子力显微镜压痕实验,使用Sneddon接触模型对压痕曲线进行拟合,获得弹性模量,研究角膜基质弹性模量与基质深度的定量关系。结果胶原交联术后4周,角膜基质弹性模量是其自身对照眼弹性模量的1.59倍。实验组相对弹性模量(E)与基质深度(x)的关系为E=0.66+6.05 e(-x/77.50),拟合优度为0.97。有效的交联深度为190μm±41μm。结论胶原交联术后4周角膜基质的弹性模量随基质深度仍存在指数衰减的规律。本文方法可获得角膜的有效交联深度,为相关的实验提供参考。; 曾正李林张海霞; 关键词：原子力显微镜

应用MRI研究流体迁移对睡眠呼吸暂停患者上气道截面形状的影响被引量：1: 2016年; 目的人体由站姿或坐姿变为睡眠时的卧姿时,流体受重力的影响自腿部向头颈部迁移,导致气道周围软组织体积增加,压强增大,从而挤压气道,导致睡眠过程中气道更易阻塞。本研究针对阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)患者,分析流体迁移对上气道截面形状以及气道流动阻力的影响。方法使用磁共振三维容积扫描方法,对受试者进行两种状态下的头颈部横断面成像:平卧参考状态以及双腿抬起持续8 min流体重新分布状态。从选定横断面的图像上分析这两种状态下气道截面积以及形状的改变,并从水力学半径的角度分析不同类型的形变对气道流动阻力的影响。结果相比于平卧参考状态时的气道截面形状,抬腿8 min流体重新分布后气道截面积改变的同时,形状呈现出三种类型变化:气道截面形状基本不变;气道截面长短轴比例变大,截面形状趋于更扁;气道截面长短轴比例变小,截面形状趋向圆形。这些不同形式的形状改变,可以对气道的阻力产生很大的影响。结论体位改变引起的流体迁移除了改变气道截面积之外,还会改变气道的截面形状,而截面形状的改变可对流动阻力产生重要影响。这一研究为深入探索OSA发生的机制提供了研究基础。; 王存亭张菡林洪义许慧祥胡歌李铮黄亚奇; 关键词：流体迁移

阻塞性睡眠呼吸暂停患者体位改变致流体向头颈部迁移的研究: 2016年; 目的当人体由立姿或坐姿改变为睡眠时的卧姿时,下肢流体会向头颈部迁移,使得上气道变窄。研究体位改变时阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)患者头颈部组织中流体重新分布的过程,对于理解流体迁移在OSA患者气道阻塞上扮演的角色具有重要的意义。本研究通过测量OSA重度患者随着体位改变,在不同时刻腿部流体量,以及颈部和腿部几何参量,验证迁移流体量随时间非线性变化的假设。方法对于9名睡眠呼吸暂停低通气指数AHI>30的重度患者,进行整夜多导睡眠监测,记录睡眠状态及AHI的变化,并测量站立、刚刚仰卧、仰卧15 min,及早上起床前仰卧诸时刻的腿部流体量以及颈围、腿围、踝围等几何参量,分析迁移流体量随时间的变化规律。结果由立姿改为仰卧后,几乎有总迁移量1/5的流体立刻发生迁移;仰卧15 min后迁移量升至1/3。睡眠监测显示受试者进入睡眠时间为(301±183)min。通过数据曲线拟合可推算出,仰卧30 min后流体迁移量将升至总迁移量的1/2。结论在OSA重度患者中,体位改变后,向头颈部迁移的流体量随时间以强非线性规律变化。相比于整夜的流体迁移量,在患者进入睡眠前,主要的流体迁移过程已基本完成。; 张菡王存亭林洪义许慧祥黄亚奇; 关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停流体迁移

扁桃体切除后伤口缝合方式对睡眠呼吸暂停患者咽腔结构影响的有限元方法研究被引量：4: 2017年; 目的腭咽是阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)患者中最为常见的阻塞部位,该类患者手术治疗多采用保留悬雍垂腭咽成形术(Han-uvulopalatopharyngoplasty,H-UPPP),切除扁桃体是该手术的重要组成部分,其目的是扩大咽腔,改善气道通气性能。手术后切口缝合时会引起组织中应力重新分布,从而直接影响术后咽腔壁的几何形态和手术效果。但目前尚无有效方法评估切口缝合方式对手术效果的影响。本研究提出利用有限元分析模型探究扁桃体窝不同缝合方式对咽腔结构的影响,以此对H-UPPP术式操作的选择提供理论依据。方法基于OSA患者头颈部磁共振图像,构建具有真实解剖结构的气道及周边组织的三维有限元模型。通过收缩扁桃体组织体积和限定其组织表面位移来模拟扁桃体切除手术及三种缝合方式。利用ADINA软件进行数值模拟,通过观察气道最小横截面面积和咽腔空间的变化等探讨不同缝合方式对咽腔尺度的影响。结果利用三维有限元模型模拟了对位、前拉、后拉三种缝合方式。数值模拟结果显示,前拉缝合扁桃体窝时气道最狭窄处横截面积变化最为显著,扩大了27.82%。而对位缝合和后拉缝合扁桃体窝的情况,该处横截面积增加量分别为24.76%和27.11%。对于对位和后拉缝合,悬雍垂游离端附近的咽腔横截面积变化更为明显,其平均值约为手术前的5倍。相比之下,前拉缝合后相同区域平均咽腔横截面积值约为手术前的4.3倍。结论腭咽成形术改良术式的伤口缝合方式会对周边软组织中应力分布和气道截面几何形态产生重要影响。本研究建立的方法可用于针对不同患者的个性化模拟,对于本研究所涉的患者上气道解剖结构类型,模型显示前拉缝合对改善患者咽腔最狭窄部位结构更为有利。; 许慧祥安云强胡歌黄亚奇; 关键词：扁桃体窝有限元模拟阻塞性睡眠呼吸暂停保留悬雍垂腭咽成形术

麦克风阵列语音增强技术在人工耳蜗中的应用: 2024年; 噪声环境下的言语识别是人工耳蜗使用者面临的一个难题,目前已提出了多种技术方法用于改善这一问题。麦克风阵列语音增强技术是其中之一,旨在通过改进人工耳蜗前端信号采集系统性能,提高信噪比提升人工耳蜗使用者噪声下的言语识别能力,具有较好的临床应用价值。本文介绍了麦克风阵列与语言增强技术的基本原理、临床应用效果、存在的问题和未来展望,以期为深入探索技术创新对改善人工耳蜗使用者噪声下言语可懂度提供参考。; 亓贝尔董瑞娟董瑞娟; 关键词：麦克风阵列语音增强波束形成人工耳蜗

角膜扩张在体动物模型构建的实验研究: 目的角膜扩张动物模型对理解角膜扩张的发病机制及治疗方法有着重要作用。探究外力因素及蛋白酶作用来构建角膜扩张动物模型的可行性。方法取健康无眼疾新西兰大耳白兔18只,对左眼角膜行负压吸附、蛋白酶涂抹和蛋白酶涂抹后负压吸附,...; 陈昕妍李林秦晓张海霞赖噫璠于梦瑶

基于原子力显微镜力曲线阵列模式获得兔角膜基质细胞弹性模量的方法研究被引量：5: 2020年; 目的原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)可提供多种扫描模式及测试方法,而细胞弹性模量的获得方法目前尚未统一,本研究拟探讨通过AFM力曲线阵列模式(force volume)获得细胞弹性模量的方法。方法首先通过酶消化法提取正常兔眼角膜基质细胞,进行培养并通过波形蛋白(vimentin)免疫荧光染色进行鉴定。通过AFM力曲线阵列测试,选定9个100×100μm2区域,获得每个区域均匀分布的1024点的力-压痕深度曲线,利用Snedden模型拟合曲线获得相应测试点弹性模量。结果波形蛋白(vimentin)免疫荧光染色鉴定结果证实,提取细胞免疫荧光波形蛋白鉴定阳性,确定细胞为角膜基质细胞。通过原子力显微镜测试得到每个区域约有3~5个完整细胞,拟合得到细胞的弹性模量中央与边缘处略有差别。细胞中央处拟合得弹性模量为53.1 kPa±6.35 kPa。结论AFM力曲线阵列模式可以较为简易方便地获得众多细胞数据,更为细致地获得细胞整体力学特性,有效避免了实验操作与压入点不同带来的误差。; 陈昕妍曾正张海霞李林; 关键词：原子力显微镜角膜基质细胞

上气道形态对OSA的影响: <正>1、目的睡眠时上气道反复塌陷和阻塞是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)发生的直接原因,上气道的形态直接影响塌陷和阻塞的程度。本研究从一维、二维、三维等多个角度探讨上气道形态结构在OSA患者和健康人,健康男性与健康女性之间...; 林洪义李庚黄亚奇; 关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停发病机制上气道形态性别差异; 文献传递

坐骨神经痛患者的步态特征被引量：16: 2016年; 目的分析总结坐骨神经痛患者的步态特征,辅助临床的诊断评估。方法连续住院治疗的43例伴有坐骨神经痛的腰椎间盘突出症患者,佩戴便携式步态分析仪后自由下平地行走120 m,同时纳入性别、年龄、身体质量指数(body mass index,BMI)匹配的43例健康受试者作为对照组。采集受试者的步态数据,包括7个时空参数(单支撑时间、双支撑时间、单双腿支撑时间比、步态周期时间、步速、步频、步长)以及4个加速度参数(拔腿强度、摆腿强度、地面冲击、足落地控制),对比患者与正常人、患者患侧与健侧下肢之间的步态差异。结果患者单支撑时间、单双腿支撑时间比、步速、步频、步长及4个加速度参数明显小于正常人,而双支撑时间延长。相比于患者健侧下肢,患侧下肢支撑时间、步频及4个加速度参数显著性减小,步长增加。结论坐骨神经痛患者患侧下肢运动功能出现障碍,影响步行能力。便携式步态分析仪可反映坐骨神经痛患者下肢的异常步态特征,为临床诊断评估提供参考。; 郑陈帆刘艳成闫松华夏群苗军白剑强张宽; 关键词：坐骨神经痛步态腰椎间盘突出

首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室

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