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Application Analysis of Multiple Neurons Connected with Fast Inhibitory Synapses
编辑人员丨1周前
Almost all living organisms exhibit autonomic oscillatory activities,which are primarily generated by the rhythmic activi-ties of their neural systems.Several nonlinear oscillator models have been proposed to elucidate these neural behaviors and subsequently applied to the domain of robot control.However,the oscillation patterns generated by these models are often unpredictable and need to be obtained through parameter search.This study introduces a mathematical model that can be used to analyze multiple neurons connected through fast inhibitory synapses.The characteristic of this oscillator is that its stationary point is stable,but the location of the stationary point changes with the system state.Only through reasonable topology and threshold parameter selection can the oscillation be sustained.This study analyzed the conditions for stable oscillation in two-neuron networks and three-neuron networks,and obtained the basic rules of the phase relationship of the oscillator network established by this model.In addition,this study also introduces synchronization mechanisms into the model to enable it to be synchronized with the sensing pulse.Finally,this study used these theories to establish a robot single leg joint angle generation system.The experimental results showed that the simulated robot could achieve synchronization with human motion,and had better control effects compared to traditional oscillators.
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编辑人员丨1周前
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二维斑点追踪成像联合实时三维超声心动图对非ST段抬高型急性冠状动脉综合征疑诊患者冠状动脉显著狭窄的预测价值
编辑人员丨1周前
目的:联合二维斑点追踪成像(2D-STI)技术和实时三维超声心动图(RT-3DE)评估非ST段抬高型急性冠状动脉综合征(NSTE-ACS)疑诊患者左心室(左室)心肌应变及机械同步性,探讨超声联合指标对冠状动脉显著狭窄的预测价值。方法:入选2020年12月至2021年6月于解放军南部战区总医院心血管内科就诊的入院24~72 h内拟行冠状动脉造影检查的NSTE-ACS疑诊患者95例。所有患者在冠状动脉造影术前均行超声心动图检查,应用2D-STI评估左室心肌整体收缩期峰值纵向应变(GLPS)及分支区域收缩期峰值应变(TLPS),同时行RT-3DE分析得到心肌16节段达最小收缩容积时间离散度(Tmsv16-SD)、达最小收缩容积最大时间差(Tmsv16-Dif)及经R-R间期校正后的达最小收缩容积时间离散度(Tmsv16-SD/R-R)等左室机械同步性参数。根据冠状动脉造影结果,存在冠状动脉左主干或其他任意主支管腔直径狭窄≥70%的患者为冠状动脉显著狭窄组(53例),左主干及各主支狭窄均<70%患者为冠状动脉非显著狭窄组(42例),比较两组间一般临床特征、左室心肌应变和机械同步性参数的差异,并建立二分类Logistic回归模型,绘制单一及联合超声参数预测冠状动脉显著狭窄的ROC曲线,计算ROC曲线下面积(AUC)。结果:与冠状动脉非显著狭窄组相比,显著狭窄组左室心肌应变参数GLPS减低,左室机械同步性参数Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD/R-R增大,差异有统计学意义(均 P<0.05)。GLPS和Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD/R-R单独预测NSTE-ACS疑诊患者冠状动脉显著狭窄的AUC分别为0.78、0.69、0.71和0.67。GLPS与Tmsv16-Dif双指标联合试验预测冠状动脉显著狭窄的结果为:串联试验的特异性为90.5%;并联试验的敏感性为83.0%;联合指标预测试验的敏感性为90.7%,特异性为60.1%,AUC为0.82(95% CI=0.73~0.89),约登指数为0.508。 结论:NSTE-ACS疑诊患者存在冠状动脉显著狭窄时,多有左室心肌应变减低及机械运动失同步。联合评价左室心肌应变和机械同步性可以作为无创识别疑诊NSTE-ACS患者冠状动脉存在显著狭窄的方法之一,有助于筛选需要侵入性检查的患者。
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编辑人员丨1周前
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山东省多中心消化内镜人工智能云平台的构建(含视频)
编辑人员丨1周前
目的:基于消化内镜人工智能与互联网平台,探索构建一个安全规范、科学严谨的消化内镜数据库,为我国消化内镜人工智能数据质量控制提供参考和依据。方法:针对12种常见消化道疾病,参考相关指南规范,讨论确定消化内镜图像数据的采集与标注标准;研发山东省多中心消化内镜数据在线采集与标注软件;采用国内市场保有量>5%的内镜设备,对参与图像采集与标注的数十位经验丰富的内镜操作医师统一进行数据标注讲解训练。自2019年7月至2020年7月前瞻性、连续性采集、标注来自山东大学齐鲁医院、山东省立医院、聊城市人民医院、临沂市人民医院、威海市立医院、泰安市中心医院、滨州医学院附属医院、烟台毓璜顶医院、山东大学齐鲁医院青岛院区9家医疗中心的内镜检查数据;经数据优化、脱敏、泛化后上传至服务器,经文件同步、数据处理和专家审核,构建山东省多中心消化内镜人工智能数据规范化采集与标注数据库,即云平台。采用描述性方法进行统计学分析。结果:制定了山东省多中心消化内镜人工智能数据采集与标注标准;研发了山东省多中心消化内镜人工智能在线采集与标注软件;成功构建了山东省多中心消化内镜人工智能数据库,数据库中标注病灶43 010个,其中,早期食管癌病灶2 906个,早期胃癌2 912个,早期结直肠癌2 397个,结直肠息肉9 773个(腺瘤性息肉5 539个,非腺瘤性息肉1 161个,未定性息肉3 073个),标注图像40 353张,标注检查数量11 289例次。结论:山东省多中心消化内镜人工智能云平台采用统一标准和采集标注软件,保证了内镜数据的安全性、规范性,为我国消化内镜人工智能数据标准化采集、标注质量控制体系的构建和第三方数据监管提供了参考和依据。
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编辑人员丨1周前
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基于事件相关电位评估语前聋儿童人工耳蜗植入者的早期语音加工能力
编辑人员丨1周前
目的:利用听觉事件相关电位评估语前聋儿童人工耳蜗(cochlear implant,CI)植入者对元音、辅音和声调的早期听觉加工能力。方法:2021年2月到2024年2月期间招募19例语前聋CI儿童(男12例、女7例,年龄3~8岁,平均6.0岁)和19例听力正常(normal hearing,NH)儿童(男12例、女7例,年龄4~9岁,平均6.8岁)。使用单音节/ta1/作为标准刺激,/tu1/,/te1/,/da1/,/ra1/,/ta4/和/ta2/作为偏差刺激,构建多偏差oddball范式。记录并分析两组儿童由元音、辅音和声调变化诱发的事件相关电位。应用SPSS 24.0软件对数据进行统计学分析。结果:NH儿童对元音、辅音和声调变化均表现出显著的失匹配负波(mismatch negativity,MMN)( P<0.05),而CI儿童对元音和辅音变化仅表现出正向失匹配反应(positive mismatch response,pMMR)( P<0.05)和P3a反应( P<0.05),且未对声调变化表现出任何事件相关电位( P>0.05)。与NH儿童相比,CI儿童的pMMR和P3a潜伏期更长( P<0.01),两组间幅值差异无统计学意义( P>0.05)。时频分析显示,CI儿童的θ频段神经振荡同步性较NH儿童低( P<0.05)。相关性分析显示,CI儿童的CI使用时间与听觉能力分级量表(Categories of Auditory Performance,CAP)( P=0.004)、言语可懂度分级量表(Speech Intelligibility Rate,SIR)( P=0.044)和有意义听觉整合量表(Meaningful Auditory Integration Scale,MAIS)( P=0.001)得分呈正相关。 结论:语前聋CI儿童对元音和辅音具备一定的早期听觉加工能力,但与同龄NH儿童相比,语前聋CI儿童对语音尤其是声调的加工能力仍不成熟。事件相关电位可作为反映CI儿童听觉言语功能成熟度的客观电生理指标。坚持长期佩戴CI有助于语前聋儿童听觉言语能力的提高。
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编辑人员丨1周前
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胰腺和脑β淀粉样蛋白表达在小鼠2型糖尿病进程中同步变化的研究
编辑人员丨1周前
目的:观察2型糖尿病(T2DM)小鼠胰腺和大脑组织β淀粉样蛋白(Aβ)随T2DM病程进展的表达情况。方法:36只对照组小鼠及36只T2DM小鼠通过简单随机化分组各分为6组:13周龄组、16周龄组、19周龄组、22周龄组、25周龄组、28周龄组。从13周龄开始,每隔3周处死一组小鼠,总共观察时间为13~28周。采用免疫组织化学染色法和酶联免疫吸附测定(ELISA)法观察T2DM小鼠Aβ在胰腺和大脑组织的分布及表达情况;通过Western blotting和ELISA法观察淀粉样前体蛋白(APP)以及β位点APP裂解酶-1(BACE-1)的表达情况。两组间比较采用 t检验,多组间比较采用单因素方差分析。采用Spearman相关性分析法分析胰腺Aβ含量与稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和胰岛素/胰岛素原比值之间的相关性。 结果:随着T2DM小鼠病程的进展,与对照组小鼠相比,T2DM小鼠胰腺胰岛及大脑海马区Aβ沉积逐渐加重( P<0.05)。T2DM小鼠胰腺和大脑海马组织中Aβ的含量随病程进展呈一致的逐渐升高的趋势( P<0.05)。两种组织中APP和BACE-1的表达水平随病程进展呈一致的先升高后下降的趋势( P<0.05)。Spearman相关性分析结果显示,随着病程进展,T2DM组小鼠的胰岛功能水平逐渐下降,并且与逐渐增加的胰腺Aβ沉积具有相关性,其中,HOMA-IR和胰岛素/胰岛素原与胰腺Aβ沉积的相关系数分别为0.837 0和0.728 1( P<0.001)。 结论:T2DM小鼠胰腺和大脑组织Aβ随病程进展的表达水平存在同步变化的现象。
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编辑人员丨1周前
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机械通气吸气触发时的呼吸力学分析
编辑人员丨1周前
目的:通过观察呼吸机吸气触发波形特点,找出触发点对应的回路压力与流量,结合呼吸机工作原理及呼吸力学定律,确定以肺泡内压等作为反映吸气触发努力程度的指标,建立与其相关的数学公式,分析其影响因素与逻辑关系。方法:将模拟肺分别连接到PB840型呼吸机和SV600型呼吸机的呼吸回路。呼吸机调整为流量触发模式,呼气末正压(PEEP)设为5 cmH 2O(1 cmH 2O≈0.098 kPa),分别在流量触发灵敏度(V Trig)为3 L/min、5 L/min时,分别以慢速、中速、快速3种触发力度手动牵拉模拟肺触发1次有效送气。调整呼吸机为压力触发模式,分别在压力触发灵敏度(P Trig)为2 cmH 2O、4 cmH 2O时重复上述过程。通过调节呼吸机显示屏内曲线的刻度,观察不同触发情况下触发点对应的回路压力与流量。以肺泡内压Pa作为研究对象,应用呼吸力学方法分析达到有效触发时刻(T T)所需要的Pa(即Pa -T),以及Pa在触发期间的压力变化幅度(ΔP)及时间跨度(ΔT)。 结果:① T T时刻压力与流量的对应关系:流量触发模式下,慢速、中速、快速触发时,吸入流量为V Trig,回路压力分别对应为PEEP、PEEP-P n、PEEP-P n'(P n、P n'为下降幅度,其中P n'>P n);压力触发模式下,吸入流量为偏流(PB840型呼吸机为1 L/min,SV600型呼吸机可能为2 L/min),回路压力为PEEP-P Trig。② Pa -T的计算:流量触发模式下,慢速触发时Pa -T=PEEP-V TrigR(R为气道阻力),中速触发时Pa -T=PEEP-P n-V TrigR,快速触发时Pa -T=PEEP-P n'-V TrigR;压力触发模式下,Pa -T=PEEP-P Trig-1R。③ ΔP的计算:流量触发模式下,慢速触发时,如无内源性PEEP(PEEPi),则ΔP=V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+V TrigR。中速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n+V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n+V TrigR。快速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n' +V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n'+V TrigR。压力触发模式下,如无PEEPi,则ΔP=P Trig+1R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P Trig+1R。④ Pa的压力时间变化率(F P)的计算:设F P=ΔP/ΔT,在ΔP相同的情况下,ΔT越短,说明触发越快;同样,在ΔT相同的情况下,ΔP越大,意味着触发能力或触发努力程度越大,F P更能反映患者的触发能力或触发努力程度。 结论:以触发所需要的最低肺泡内压、肺泡内压的压力跨度及其压力时间变化率3个指标来反映患者的吸气努力程度,并建立数学公式,可直观呈现吸气触发相关因素间的逻辑关系,便于临床分析。
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编辑人员丨1周前
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运动负荷下心音心电同步监测技术连续无创评估左心室收缩功能
编辑人员丨1周前
目的:通过可穿戴心音心电同步监测技术连续无创评估运动负荷状态下左心室收缩功能,为实现长时间连续监测航天员在航天活动中心功能变化提供参考。方法:招募11名健康男性青年为研究对象。受试者在卧位功率自行车上进行递增负荷运动,50 W起步,每3 min递增25 W,最高达到125 W。选取受试者在静息状态下、运动过程中每级负荷1 min后以及运动结束后3 min的心音心电信号进行分析;运动前、后5 min受试者行经胸心脏超声检查。对心音心电信号指标和左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)进行相关性分析,并建立在运动过程中预测LVEF的回归模型。结果:不同运动负荷状态下,受试者心率、LVEF、电-机械活动时间(electromechanical activation time,EMAT)、左心室射血时间(left ventricular ejection time,LVET)差异均有统计学意义( F=53.22、45.33、3.65、23.19, P<0.001、<0.001、=0.011、<0.001);与静息状态比较,受试者在运动负荷过程中心率和LVEF增加,EMAT和LVET降低,差异均有统计学意义( P<0.01或0.05)。相关性分析显示,LVEF与EMAT、LVET呈负相关( r=-0.415、-0.758, P=0.002、<0.001),与第1心音的幅度呈正相关( r=0.606, P<0.001)。通过EMAT、LVET建立预测LVEF的模型,多元回归模型为LVEF=108.698-0.092×LVET-0.134×EMAT( r=0.87, P<0.001)。 结论:通过心音心电信号同步监测技术可在运动负荷下连续无创监测运动中的LVEF变化状态;LVET与LVEF的关系最为密切;LVEF有助于预测航天员在航天活动过程中心脏功能的变化。
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编辑人员丨1周前
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左束支起搏优化的心室同步治疗初探
编辑人员丨1周前
目的:探讨左束支起搏对慢性心力衰竭(心衰)合并完全性左束支传导阻滞或起搏依赖患者行心脏再同步治疗(CRT)的可行性及有效性。方法:入选中山大学孙逸仙纪念医院心内科2018年5月至2020年5月慢性心衰且有CRT适应证的患者,行左束支起搏及CRT。评估患者临床心功能情况,检测N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、QRS时限、左心室射血分数(LVEF)等指标,并进行起搏器程控优化;对以上结果进行0.5~1.0年随访。结果:10例患者均成功施行左束支起搏治疗。患者QRS时限较术前缩短[(119.40±16.89)ms对(164.60±22.96)ms, P<0.000 1];经双心室同步起搏后,部分患者QRS时限进一步缩短[(112.60±19.48)ms对(119.40±16.89)ms, P=0.004]。术后随访发现8例患者心功能改善,9例LVEF明显改善,住院率明显降低,左心室内同步性较前改善。 结论:左束支起搏对慢性心衰合并完全性左束支传导阻滞或起搏依赖的患者具有可行性及有效性,结合双心室起搏,可进一步减小QRS时限,改善电同步性,提高CRT反应率。
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编辑人员丨1周前
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上海市无导线起搏器的临床应用
编辑人员丨1周前
目的:评估并总结上海地区无导线起搏器(Micra)的患者选择、植入策略、起搏参数以及不良事件发生情况。方法:本研究为描述性研究。回顾性选取2019年12月至2023年7月在复旦大学附属中山医院等50家上海地区心脏中心植入无导线起搏器的患者,观察和评估无导线起搏器的适应证、植入部位、程控检测起搏参数(阈值、感知、阻抗)、手术时间、X线曝光量、术后程控随访参数(阈值、感知、阻抗)、AV同步率(如为Micra AV)及不良事件。结果:入选1 620例患者,年龄(72.6±15.3)岁,男923例、女697例,其中心房颤动(房颤)伴慢心室率496例(30.6%,496/1 620),病态窦房结综合征476例(29.4%,476/1 620),房室传导阻滞648例(40.0%,648/1 620),植入成功率99.8%(1 617/1 620)。手术时间(43.8±17.6)min,X线曝光量(82.82±38.0) mGy,其中1 283例(79.2%,1 283/1 620)患者植入部位在中位室间隔,248例(15.3%,248/1 620)植入部位在低位室间隔,58例(3.6%,58/1 620)植入部位在高位室间隔,31例(1.9%,31/1 620)植入部位在心尖部。术中测得的起搏阈值(0.56±0.26) V/0.24 ms,心室感知(10.04±4.16) mV,阻抗(888.0±250.7) Ω。Micra AV 1个月随访时平均房室同步率为76.6%,1年随访时平均房室同步率为79.0%。共发生了38例(2.35%,38/1 620)不良事件:股静脉血栓6例(0.37%,6/1 620)、动静脉瘘3例(0.19%,3/1 620)、假性动脉瘤4例(0.25%,4/1 620)、心脏穿孔9例(0.56%,9/1 620)、无导线起搏器移位3例(0.19%,3/1 620)、感染1例(0.06%,1/1 620)、起搏阈值升高5例(0.31%,5/1 620)、设备故障2例(0.12%,2/1 620)、非手术死亡5例(0.31%,5/1 620)。结论:无导线起搏器植入总体上安全可行,术者多首选植入在中位室间隔。尽管并发症发生率低,但是一旦发生,较传统经静脉起搏系统严重且处理相对更困难并可能危及生命。
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编辑人员丨1周前
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经皮穿刺椎体后凸成形术联合不同时机唑来膦酸治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的比较研究
编辑人员丨1周前
目的:对比经皮穿刺椎体后凸成形术(PKP)联合不同时机唑来膦酸治疗骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)的效果。方法:回顾性分析2018年1月至2019年6月北京市顺义区医院110例OVCF患者的临床资料,其中PKP术后第2天开始唑来膦酸治疗55例(同期组),PKP术后1个月开始唑来膦酸治疗55例(非同期组)。两组患者分别于术前和术后1年行X线检查,测量压缩骨折椎体恢复相关指标,包括椎体前缘高度、椎体后缘高度、椎体后凸角及局部Cobb角;采用Oswestry功能障碍指数(ODI)评估患者的功能障碍程度;检测髋部骨密度;检测血清碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素、Ⅰ型胶原交联C-末端肽(CTX-1)。患者随访1年,记录椎体压缩骨折的再发情况。结果:两组术前和术后1年椎体前缘高度、椎体后缘高度、椎体后凸角和局部Cobb角比较差异无统计学意义( P>0.05);两组术后1年椎体前缘高度和椎体后缘高度明显高于术前,椎体后凸角和局部Cobb角明显小于术前,差异有统计学意义( P<0.01)。同期组术后1年ODI明显低于非同期组[(11.30 ± 1.53)分比(14.27 ± 1.78)分],差异有统计学意义( P<0.01)。同期组术后1年髋部骨密度明显高于非同期组,差异有统计学意义( P<0.01)。同期组术后1年血清ALP和CTX-1明显低于非同期组[(74.93 ± 8.63) U/L比(78.77 ± 9.41) U/L和(0.24 ± 0.03) ng/L比(0.29 ± 0.03)ng/L],骨钙素明显高于非同期组[(9.63 ± 1.14) ng/L比(7.97 ± 0.85) ng/L],差异均有统计学意义( P<0.01或<0.05)。两组患者均随访1年,未再发生椎体压缩骨折。 结论:OVCF患者采用PKP术后同期唑来膦酸治疗在改善病情和骨代谢方面更具优势。
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编辑人员丨1周前