生物医学工程前沿

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BMEF | 粒子介导的组织消融在处理管腔生物膜中的应用

MPa的压力下产生的气泡云在整个处理过程中完全充满了导管内腔,经MMH处理后,导管腔内结晶紫染色消失,表明生物膜已被清除(图5(c))。应用NC介导的组织消融术(NC-Mediated
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BMEF | 超声融合影像为精密组织切除术保驾护航

张宏审核:孙敏轩、刘萍萍、邓旻原文链接:https://doi.org/10.34133/2022/9794321-----往期荐读-----BMEF
2022年8月11日
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BMEF | 新型透明TUT超声阵列助力临床超声诊断

MHz频率范围内测量#32的组合电和声串扰作者还对TUT阵列的每个元件进行电阻抗测量。通过校准的电阻抗分析仪确定每个线性阵列元件的相位和电阻抗。在这些元件中观察到两对共振
2022年7月21日
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BMEF | JOSHUA—新一代机器学习模型,分割量化脂肪组织

UNET、JOSHUA、JOSHUA+进行对比(图2),证实在网络中加入直方图层能提供更多的信息来提高分割性能,统计纹理特征有助于捕捉脂肪组织沉积。而且注意力启发模型的学习参数少于Attention
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基于拉曼光谱的结直肠癌深度学习检测方法

结直肠癌(CRC)是一种常见的健康问题,据估计,2020年美国有14.8万例新病例和5.3万例死亡。结肠镜检查是诊断结直肠癌的主要检查方法,这一方法可能通过消除癌变前的病灶来预防疾病。但结肠镜检查并不是100%准确,即使结肠镜检查结果为阴性,几个月或几年之后还是可能会出现癌症,此类病例被称为结肠镜检查后结直肠癌
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超声换能器的最新进展:从材料策略到生物医学应用

医用超声以其安全、低成本、便捷等独特优势,在生物医学工程领域得到了广泛应用。超声换能器作为超声系统的核心部件,在系统应用中扮演着极其重要的角色。为了满足精准医疗的需求,如何进一步提高超声换能器的性能是其面临的主要挑战。近期,华中科技大学的朱本鹏教授联合美国南加州大学的世界著名超声领域专家K.
2022年5月25日
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基于深度神经网络的房颤自动检测算法

不同算法在不同潜在空间特征数目d下的ROC曲线原文链接:https://doi.org/10.34133/2022/9813062ENDAbout
2022年5月20日
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超声消融的影像学评估方法综述

超声消融术是微创手术切除的一种常用替代方法。在使用高强度聚焦超声(HIFU)进行组织消融的过程中,获得最佳消融参数,避免目标组织的不完全消融以及确定消融对肿瘤微环境的影响非常重要。因此,实现消融程度的可视化和量化是消融技术中的一个组成部分。美国斯坦福大学的Brett
2022年5月14日
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一种新型无标记的白细胞分类方法

基于折射率层析成像和深度学习的无标记的白细胞分类方法传统的血细胞检测方法,如血涂片分析法和荧光激活细胞分选法,需要由具有一定专业知识的医学人员完成,这个过程会花费大量的时间和成本。虽然基于样本固有对比度的无标签成像技术已用于表征血细胞,但其成像程序和仪器也相对耗时且复杂。针对上述情况,这篇文章提出了一种利用深度学习和无标记折射率(RI)断层成像的快速准确的血细胞识别法。该方法通过基于马赫-曾德尔干涉仪的断层显微镜获取骨髓白细胞的RI断层图,并通过3D卷积神经网络模型进行分类。该研究的相关成果已发表在期刊BME
2021年8月27日
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管中窥豹,实知全身 | 从神经元到认知:精确记录行为背后神经活动的技术

进入21世纪以来,神经科学实验研究的技术方法日新月异、层出不穷,此前受技术方法限制而不能开展的很多实验现在逐渐变成了可能。如何才能跟上最新的前沿进展?一篇匠心独到的综述论文可以帮助您用最短的时间掌握尽可能全面的信息。本期BME
2020年12月29日
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超声空化微泡:消融肿瘤于无形

超声大家都很熟悉。我们最常见的就是去医院的超声科做影像检查。但超声的作用可不止进行成像。超声是指频率超过人耳可听到的最高阈值20kHZ的声波。它方向性好,反射力强,利用超声聚焦透镜可以像光一样进行聚焦,产生超强聚焦超声(HIRF)。超强聚焦超声还可以产生神奇的空化现象——超声波引起水中压力的起伏变化,产生负压,水中的空气核在负压的作用下长大可形成几十纳米到肉眼可见的空化气泡。气泡崩溃释放能量可形成局部高温,高压,微射流冲击波等现象。水滴穿石、超声清洗都是这些空化微泡内爆造成。在生物医学上,这种超声空化气泡也可以实现对生物组织的消融。超声清洗原理美国密歇根大学生物医学工程系徐蓁教授是最早将超声空化微泡用于生物医学组织消融的研究者之一,并将其命名为超声组织消融术(histotripsy)。Histotripsy是一种非侵入式、非电离和非热蚀的力学消蚀技术。它利用微秒持续时间的、低占空比的高压强超声脉冲透过体表在目标组织部位产生空化微气泡。微气泡的迅速膨胀和破裂所产生的高度应变会破坏目标部位的细胞结构,使之成为脱细胞化的液态匀浆。液态匀浆后期可以被正常组织吸收或代谢掉,消融于“无形“,”这样便能以毫米精度来实现目标组织的“摧毁”。由于超声脉冲的低占空比(脉冲时间/总治疗时间
2020年12月7日
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听声辨形,“摸骨”断病——光声-超声联用技术诊断骨质疏松症

听声辨形、摸骨断命、悬丝诊脉,都是武侠剧情里高人(或侠客或相师或神医)神乎其神的技艺。现实中是否也有这样的高人这样的神技我们不得而知,不过人类总是在不断拓展技术的极限来实现感观的延伸,医学上尤其如此。现代医学技术的进步,使得病患的各项指标得以量化且高效地呈现。例如,高血压患者能够实时监测血压,糖尿病患者可以实时监测血糖,慢性肺病患者可以实时监测血氧……那么对于骨质疏松症患者呢,我们是否有高效的技术手段像传说中的摸骨术那样立判其病症?他们想要知道自己的病情,是不是只能到医院去做具有一定辐射剂量的X射线检测,或者做昂贵的MRI(核磁共振)?以前可能是如此。不过随着替代技术的发展,新的更为实用和价格低廉的诊疗手段能够为骨质疏松症患者带来福音。例如量化超声检测技术能够通过测量声速和超声衰减来评判骨结构和强度,而这些参数与骨质密度高度相关。因此超声检测技术可以说已经能够与号称评判骨质密度黄金标准的Dual
2020年11月12日
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拨云见雾:太赫兹能否实现癌症早期诊断?

书接上回,本刊5月刊登了一种应用于肿瘤放疗的超声定位技术,该技术可将肿瘤杀的更准确更干净(简介见本公众号文章《给“放疗”一双“超声”的慧眼》)。一方面,我们希望新的技术可以更好地治疗肿瘤;另一方面,早期诊断对于患者的治疗和康复也非常重要。更进一步来说,如果能够在早期确认癌症并进行分类,则可以大大提高患者的存活率。因此癌症的早期诊断成为预防和治疗癌症研究的另一重要方向。传统的癌症诊断主要有组织成像和生物标志物检测两大类。组织成像技术包括磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)和超声波(US),可以用于检测与癌症相关的组织结构差异,例如异质性、细胞凋亡率和细胞密度等。生物标志物检测技术主要运用染色体分析、甲基化分析、蛋白质组学工具、免疫学反应等方法检测各种与癌症相关的DNA、蛋白质或其他分子生物标志物。令人遗憾的是,这些方法所需要的庞大系统和繁杂的样本预处理步骤限制了目前技术对癌症快速筛查的效率,阻碍了早期癌症的诊断,特别是癌症类型分类。太赫兹(THz)波是频率范围在0.1
2020年10月10日
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虚拟染色:应用于病理诊断的深度学习图像“PS”技术

在医院里,有这样一群默默无闻的人,他们几乎不与病人接触,但是每个重大疾病的最终确诊,都需经他们过目,他们被誉为“医生的医生”——我们的病理科医生。临床医生手术取下来的样品,必须经过病理科技术人员的切片、固定、染色等处理,制备成病理切片样品,以便病理科医生在显微镜下观察做出诊断。根据观察的结果,病理科医生会准确地界定疾病类型及恶性程度等级,作为疾病诊断的金标准,为临床治疗方案提供切实的指导。病理科医生每天都需观察大量的病理切片样品,用他们的“火眼金睛”找出样品中变异的细胞(如图1所示)。一方面,由于需要长期使用显微镜,眼疾和颈椎病通常会成为他们的职业病。另一方面,染色切片的制备需要使用多种化学试剂(包括3类致癌物二甲苯、1类致癌物甲醛等有毒物质);需要要求严格遵循特定的染色流程,精准控制时间、温度等条件,是一项耗时耗力且重复性极高的工作。病理科医生们企盼科技的发展能够改进目前的病理科诊断流程与模式,将他们疲惫的双眼解放出来。这几年大火的人工智能,是否可以解锁这一繁重的工作?是否能够简化样品制片、快速成像,甚至实现自动阅片与智能诊断?我们亟需相关技术能够改进目前的病理科诊断流程与模式。图1
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致敬我们杰出的副主编们!

生物医学数据表达与数据库设计;健康与疾病中的心脏功能一体化建模;心肌的细胞内信号、代谢与电兴奋性的计算建模。Chris
2020年7月27日
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BME Frontiers | 征稿:生物医学先进光学成像

本期特别邀请关于生物医学光学成像在理论、仪器和应用方面的最新进展的原创性或者综述类文章。主题包括但不限于:·
2020年6月16日
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BME Frontiers|给“放疗”一双“超声”的慧眼

Naqa课题组的最新研究进展,验证了双模X-ray光声和超声成像用于放疗监测的可行性,为放疗设备安装了一双“超声的慧眼”。X射线光声成像技术(X-ray
2020年5月20日