生物醫(yī)學工程文獻綜述精選(九篇)
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第1篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
[中圖分類號] R313 [文獻標識碼]B [文章編號]1674-4721(2010)05(c)-120-02
生物醫(yī)學工程是典型的理工類學科和生物醫(yī)學學科交叉、結合、融合的邊緣學科,并無自己獨立的基礎理論與知識體系,對相應學科有較大依賴性[1]。同時,生物醫(yī)學工程產業(yè)的研發(fā)性質較強,要求培養(yǎng)的學生必須具有扎實、廣泛的基礎和專業(yè)課程知識,以及一定的創(chuàng)新能力與科研思維。目前我國生物醫(yī)學工程的本科專業(yè)設置主要集中在信息技術類,而在生物材料、生物技術等方向上缺乏相應的人才培養(yǎng),這樣的專業(yè)特點導致學生重視電子、計算機與機械制造課程,而輕視醫(yī)學相關學科,如生物化學,學生不能將該學科內容與職業(yè)生涯相聯(lián)系,難以理解學習生物化學的重要性。加上生物化學本身具有抽象、繁雜等特點,學生在學習中容易出現(xiàn)畏難厭學情緒,學習效果不佳。針對在該專業(yè)生物化學教學中遇到的問題,筆者談幾點自己的體會和看法。
1 生物醫(yī)學工程的生物化學教學現(xiàn)狀
生物化學相對于其他基礎學科具有抽象難懂、內容繁雜等特點,是醫(yī)學院學生感覺最難的課程之一。尤其是對于生物醫(yī)學工程專業(yè),缺乏一部為該專業(yè)量身打造的教材,內容多與課時少的矛盾極為突出。就本校而言,該專業(yè)的生物化學理論學時數(shù)僅為40學時,而使用的教材為劉新光主編、科學出版社出版的《生物化學(案例版)》,該書系統(tǒng)全面完整,但課時數(shù)遠遠不夠,如果按照一般醫(yī)學本科教學大綱進行講授,學生感覺難以消化,對生物化學課程的畏難情緒和抵觸情緒增加。其次,教學模式單一,以教師為課堂的絕對主體,進行傳統(tǒng)填鴨式教學,學生缺乏主動學習的興趣,容易疲勞。第三,考查形式單一,僅對書本知識進行閉卷考試的單一評價考核體系,既不能反映學生的綜合素質,也難以激發(fā)學生的創(chuàng)造力,容易使學生投機取巧,僅關注考點,而忽視對學科知識的整體把握。
2 改革教學內容和考試形式,雙管齊下提升教學效果
2.1 精選教學內容,因材施教
根據(jù)專業(yè)需要適當刪減生物化學教材內容,調整重、難點,將教學內容精簡為基本原理,并更新補充學科發(fā)展的前沿理論和技術。世界醫(yī)學教育會議發(fā)表的《愛丁堡宣言》在談到醫(yī)學院校需要改進教學法時指出:“把現(xiàn)在廣為采用的被動學習方法改變?yōu)楦又鲃拥膶W習,包括自我指導的獨立學習以及導師輔導等方法,以保證終身連續(xù)的學習[2]。”在講授過程中除了講授知識點,更應強化學習內容的結構層次和邏輯聯(lián)系,培養(yǎng)學生學會梳理教材,增強其自學能力。例如在開篇即告訴學生全書總的來講可分為三大部分[3],第一部分即生物大分子的結構與功能,生物化學也稱為生命的化學,那么這些化學反應的物質基礎必然包括各種生物大分子,因此這部分將重點講授生物大分子的結構特點、生理功能及基本理化性質與應用;第二部分為物質代謝及其調節(jié),使學生重點掌握各類物質代謝的基本反應途徑,主要調節(jié)環(huán)節(jié),重要生理意義,各種物質代謝的相互聯(lián)系以及代謝異常與疾病之間的關系等;對第一、二部分,強調生物化學的基礎知識,不求過深、過難,抓住主線、框架和基礎知識,按層次展開,既可以在有限的課時數(shù)中從容的執(zhí)行教學進度,又培養(yǎng)了學生抓結構體系的學習方法。第三部分即基因信息的傳遞,以及基于基因信息傳遞的基本原理而發(fā)展起來的基因工程技術,針對生物醫(yī)學工程專業(yè)特點,第三部分將比其他專業(yè)講授更為詳細。而細胞信息傳遞、肝臟生物化學與血液生物化學等專題部分則刪除不講。
2.2補充課外閱讀,培養(yǎng)學生興趣
“興趣是最好的老師”,對于生物化學這門枯燥繁雜的課程,尤其需要培養(yǎng)學生的學習興趣。為了兼顧有限的課時數(shù),由教師選擇合適的課外閱讀材料,打印并發(fā)放給學生,要求課外閱讀,并在下一次課上進行討論。如瘋牛病,從熱帶叢林食人部落的“庫魯病”,羊瘙癢癥,克雅氏病,到對于瘋牛病疾病本質的認識,長達100多年的研究歷程,又或者如諾貝爾獲獎者故事,重大理論的研究思路和創(chuàng)立歷程,這既能引起同學們的興趣,初窺神秘的科研世界,也在無形中培養(yǎng)了他們嚴密求證的科學精神。另一方面,生物化學作為生命科學的基礎學科之一,自20世紀50年代以來,得到快速迅猛的發(fā)展,而生物醫(yī)學工程本身就是生命科學高度發(fā)展、多學科交叉融合而催生的一門新興學科,因此在對該專業(yè)的學生授課時可適當介紹生命科學的前沿,培養(yǎng)學生主動追蹤最新進展的學習意愿。
2.3考核形式多樣化,利用分數(shù)的杠桿調動學生學習興趣
將課程的考核評價體系拆分,將傳統(tǒng)的閉卷考試方式與試驗成績、論文報告相結合,考核形式更為豐富合理。課程的考核評價體系分為平時成績和期末考試兩個部分,書本知識采用傳統(tǒng)的閉卷考試方式,占70%;而平時成績又分為試驗成績與論文報告,共占30%。為了檢驗學生課外閱讀的效果,增加了論文報告這一考核內容,論文報告要求學生利用圖書館和互聯(lián)網對某一種現(xiàn)代生物化學與分子生物學技術或者熱點方向的研究進展作一綜述,以論文形式提交,對寫作優(yōu)秀者加分,還可幫助修改和鼓勵發(fā)表。通過考核評價體系的改革,可以激發(fā)學生的學習熱情,促使學生學會通過各種途徑查閱資料,敏銳把握學科動態(tài),獲取和分析信息,培養(yǎng)初步的科研思維和論文寫作能力,并且這種考試方式能更真實的反映學生的綜合素質。
在嘗試進行以上教學改革時,還應注意3方面問題:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化學的學科特色與要求,授予足夠的基礎知識,又因材施教、合理的刪減教材內容,處理好重、難點。第二,在引入課外閱讀和論文寫作上,如何循序漸進的選擇材料和內容,逐步培養(yǎng)學生對科技論文的閱讀理解和寫作能力,不至于使學生被畏難情緒打擊,產生厭學情緒。第三,應當建立反饋機制,通過發(fā)放學生調查問卷,適時把握學生訴求,及時了解學生感興趣的問題、內容或者學習中的難題,便于客觀評價和改進教學方式。
總之,隨著學科的發(fā)展和社會需求的變化,針對不同學生特點,生物化學的教學工作必須做出相應的調整,更新教學內容,優(yōu)化教學方法,改革培養(yǎng)模式,調動學生的學習積極性,拓展眼界,開闊思路,激發(fā)其科研興趣,培養(yǎng)其科學思維和創(chuàng)新能力,為今后的工作或進一步深造打下一定的基礎。
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第2篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
【關鍵詞】 納米磁性材料; 生物相容性; 評價方法; 文獻綜述
隨著人們生活水平的不斷提高，惡性腫瘤已經成為威脅人類健康的勁敵。各種報道和調查顯示[1]，全世界每年新發(fā)現(xiàn)的腫瘤患者多達1 090萬，而且腫瘤的發(fā)病率持續(xù)上升，成為僅次于心血管疾病的第二大致死原因。但是，目前臨床上對腫瘤的治療手段仍然十分有限，預后也比較差。腫瘤磁感應熱療[2-5]是一種新型的腫瘤治療手段，它通過各種方法將納米磁性材料精確地分布于腫瘤組織中，在外加交變磁場的作用下，納米材料感應發(fā)熱，使腫瘤組織達到一定的溫度，從而達到治療腫瘤的效果。有研究表明[6]，腫瘤細胞在高溫的環(huán)境下對放射線更為敏感。研究發(fā)現(xiàn)[7]，越小的納米顆粒越有可能穿透細胞并產生毒性作用。所以，納米磁性材料能否用于人體，首先必須考察其是否具有良好的生物相容性。
生物相容性一般包括細胞相容性、血液相容性和組織相容性3個方面。下面就生物相容性的概念、生物相容性的3個方面及生物相容性評價工作中存在問題的研究進展作一綜述。
1 生物相容性的概念
相容性[8]是指兩種或兩種以上的體系共存時互相之間的影響。如果這些體系在共存時互不影響，互不損傷，互不破壞，就可以說這些體系間有完全的相容性。如果這些體系在共存時相互影響，相互破壞，導致不能時，就可以說這些體系之間的相容性差或沒有相容性。生物相容性[9]是指任何一種外源性物質，包括天然材料[10]、治療用的外源性細胞、植入的器官、人工材料的植入體或納米粒子，為治療目的植入或通過某種方式進入生物體，或與生物組織共存時，對生物體和生物組織造成損傷，或引起生物體、生物組織發(fā)生反應的能力和性質，和(或)生物體容許這種材料在體內存在及與這種材料的相互作用的能力和性質。普遍認為生物相容性包括兩大原則[11]：一是生物安全性原則即消除生物材料對人體的破壞性;二是生物功能性原則(或稱為機體功能的促進作用)，指其在特殊應用中“能夠激發(fā)宿主恰當?shù)貞稹钡哪芰?。納米材料對于宿主是異物，在體內必定會產生某種應答或出現(xiàn)排異現(xiàn)象。納米材料要使發(fā)生的反應能被宿主接受，不產生有害的作用，因此要對納米材料進行生物安全性評價，即生物學評價。對納米磁性材料進行生物相容性評價是納米磁性材料能否進入臨床研究的關鍵環(huán)節(jié)[12]。
2 細胞相容性評價
細胞相容性[13]是材料對細胞的生長、附著、增殖及代謝功能的影響，以存活的有功能的細胞或(和)細胞生長增殖情況作為材料的生物相容性評價指標。常用的細胞相容性評價實驗方法有 MTT試驗、流式細胞光度術等。一般選用L929細胞和HeLa細胞來進行試驗，這兩種細胞[14]具有傳代容易、繁殖迅速、體外培養(yǎng)條件低、易儲存，同時這兩種已建立成系的細胞株能為實驗提供穩(wěn)定傳代的細胞、能為許多材料細胞毒性評價所共用等優(yōu)點，1982年美國質量標準協(xié)會將L929細胞推薦為細胞毒性試驗中的標準細胞。
2.1 MTT試驗
MTT試驗是大部分磁性介質生物相容性評價工作采用的基本試驗項目。它是一種比較準確、快速和簡便、可作定量評價的常用方法，現(xiàn)已廣泛應用于醫(yī)用材料的生物學評價。其原理是活細胞中的線粒體脫氫酶將MTT分子還原產生紫色結晶物，紫色結晶物形成數(shù)目的多寡與活細胞數(shù)目和功能狀態(tài)呈正相關，用DMSO溶解結晶后，在酶聯(lián)免疫檢測儀上測吸光度，即可代表細胞數(shù)量。將測得的吸光度帶入細胞相對增殖率的公式來計算。細胞相對增殖率(RGR)= 實驗組OD均值/陰性對照組OD均值×100%。把RGR值轉換成6級反應[15]：0級反應RGR值為≥100%，1級反應RGR值為75%～99%，2級反應RGR值為50%～74%，3級反應RGR值為25%～49%，4級反應RGR值為1%～24%，5級反應RGR值為0。實驗結果是0或 1級反應為合格，實驗結果是2級反應需要結合細胞形態(tài)綜合評價，實驗結果是3～5級反應為不合格。
目前已進行過細胞學評價的納米磁性材料有納米Fe2O[15]3、納米Fe3O[16]4、納米鎳銅熱籽[17]、納米Mn0.5Zn0.5Fe2O[18]4等。例如顏士巖等[15]研究指出，不同濃度的Fe2O3納米磁性粒子浸提液作用于L929細胞72 h 后，其細胞RGR分別為91.3%、76.9%、76.6%、81.9%，依相對增殖率與毒性分級轉換表標準判定不同濃度的Fe2O3納米磁性粒子浸提液其細胞毒性均為1級，均屬對細胞無毒性范疇，而陽性對照組0.7%的丙烯酰胺單體溶液的細胞RGR為11.6%，其毒性評定為4級，為不合格生物材料，證實其自制的F2O3納米磁性粒子體外試驗無細胞毒性作用。該法簡便迅速、不接觸同位素、敏感性高，缺點是紫色結晶物有時易聚集成團影響結果的準確性[19]。
2.2 流式細胞光度術(flow cytometry，F(xiàn)CM)[20]
該法利用鞘流原理，使被熒光標記的單個懸浮細胞排成單列，按重力方向流動。細胞被激光照射后發(fā)射熒光，檢測器可逐個對細胞的熒光強度進行測定，常用來檢測細胞周期和細胞凋亡。鄧凌燕[21]研究發(fā)現(xiàn)，隨著Fe3O4磁微粒浸提液干預濃度的增高，肺泡上皮細胞和血管內皮細胞的凋亡率無增高的趨勢，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。證實不同濃度Fe3O4磁微粒浸提液對肺泡上皮細胞和人血管內皮細胞凋亡無影響。FCM法能提供具體明確的凋亡率值，為評價凋亡提供客觀的數(shù)值指標，同時可為分析材料對細胞周期的影響提供證據(jù)。
2.3 乳酸脫氫酶(LDH)試驗[22]
LDH定位于細胞胞漿內。一般情況下，LDH不能透過細胞膜。當細胞受損傷或死亡時可釋放到細胞外，此時細胞培養(yǎng)液中LDH活性與細胞死亡數(shù)目成正比。這一方法已被用來檢測碳納米管的細胞毒性[23-24]。王曉娜等[25]發(fā)現(xiàn)，隨著Fe2O3納米顆粒作用濃度的升高(267.5、535、1 070 μg·ml-1)，可致細胞內LDH漏出量增加。此法通過檢測細胞培養(yǎng)液上清中LDH的活性，可判斷細胞受損的程度。
2.4 單細胞凝膠電泳技術檢測細胞DNA損傷
單細胞凝膠電泳又稱彗星實驗，由Singh等[26]和Ostling等[27]在中性凝膠電泳技術基礎上改進和建立，是檢測單個細胞DNA鏈斷裂的實驗方法，該方法具有靈敏、簡便、快速、樣品用量少及不需放射性等優(yōu)點。李倩等[28]運用單細胞凝膠電泳技術檢測發(fā)現(xiàn)，納米Fe2O3可造成小鼠肝、脾、腎組織細胞、外周血細胞和骨髓細胞的DNA斷裂，其研究表明DNA斷裂與細胞的氧化損傷有密切關系。Lacava等[29]發(fā)現(xiàn)，磁流體還可以致小鼠發(fā)生炎癥反應，導致巨噬細胞內氧自由基和氧化亞氮的生成，從而造成DNA損傷。
除此之外，還有一些研究者進行過其他相關實驗，如體外CHI細胞染色體畸變試驗[30]DNA合成檢測方法、細胞膜完整性測定、人工計算細胞數(shù)[1]等細胞相容性試驗。
3 血液相容性評價
血液相容性試驗[31]通過生物材料和醫(yī)療器械與血液相接觸(體外、半體內或體內)，評價其對血栓形成、血漿蛋白、血液有形成分和補體系統(tǒng)的作用。通過對材料與血細胞體外接觸過程中所致紅細胞溶解和血紅蛋白游離程度的測定，對材料的體外溶血進行評價，能敏感地反映試樣對紅細胞的影響，在生物安全性評價中起重要作用。
體外溶血試驗是鑒定血液相容性最基本方法之一[32]，它不僅可以評價樣品的體外溶血性，還可以敏感地提示樣品的毒性。Zhang等[33]通過體外溶血試驗發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4納米磁性粒子的溶血率為0.514%，遠小于5%，表明實驗用Fe3O4納米磁性粒子無溶血作用，符合醫(yī)用材料的溶血試驗要求。Zhang等[34]研究發(fā)現(xiàn)MgZnMn合金的溶血率高達65.75%。Li[35]研究發(fā)現(xiàn)單純的鎂溶血率是59.3%。因此說溶血試驗在生物安全性評價中起著重要的作用。
由于體內環(huán)境的復雜性及多變性和血凝機理，ISO標準中也只能提出一個評價方向的基本要求，到目前為止還沒有建立一套相關的評價標準。新近研究建立的新方法[36]有血小板黏附及血小板消耗量、復鈣時間、凝血因子Ⅳ、血漿總蛋白和球蛋白計數(shù)等諸多方面的血液相容性試驗方法，但對納米磁性材料進行定量化的評價有一定的難度，需要不斷成熟和完善，將其標準化。
4 組織相容性評價
組織相容性[37]是指生物材料與人體組織接觸后，在材料組織界面發(fā)生一系列相互作用，最終被人體組織所接受的性能。常用的組織相容性試驗有體內植入試驗、微核試驗、肝臟穿刺試驗等。
4.1 體內植入試驗
植入試驗[31]將生物材料和醫(yī)療器械植入動物的合適部位，如皮下、肌肉和骨，在觀察一定時期(短期為7、15、30、60、90 d，長期為180、360或720 d)后，評價對活體組織局部毒性作用。主要通過病理切片觀察組織的變化。根據(jù)產品使用部位可選擇皮下組織植入試驗、肌肉植入試驗或骨內植入試驗。體內植入試驗可從宏觀和微觀水平來評價組織工程支架材料對組織的局部反應，包括早期的炎癥反應和隨后的纖維結締組織增生反應。通過體內埋植實驗可以直接觀察動物機體對材料中的抗原或化學物質產生的免疫應答[38-39]。材料植入機體后[40]被視為異物，在無其他因素影響的情況下，如材料有毒性，會導致其周圍組織死亡;如材料無毒性，機體組織對植入物的反應主要是無菌性炎癥反應和纖維結締組織包膜產生。組織反應在早期呈現(xiàn)異物刺激引起輕中度的無菌性急性炎癥反應比如水腫、組織充血和中性粒細胞的浸潤等等，兩周后轉為慢性炎癥反應包括巨噬細胞、淋巴細胞和纖維母細胞的增生。機體通過吞噬和酶消化方法消除異物，或者通過纖維囊的包裹隔離材料。材料中任何成分分解產生的小分子都會影響炎癥反應的過程。白雪[17]研究發(fā)現(xiàn)，其自制的鍍金鎳銅熱籽植入肌肉后，植入后的局部組織無明顯的毒性及刺激作用，組織相容性較好。 Fulzele等[41]研究發(fā)現(xiàn)甘油酯(GMR)和季戊四醇酯(PMR)植入局部組織無明顯的炎癥反應。
4.2 微核試驗
微核試驗是一種檢測材料致畸致突變作用的方法，能夠簡便、快速地檢測樣品的短期遺傳毒性。間隔24 h給藥2次，首次給藥后第30小時處死小鼠，常規(guī)制片。每只動物計數(shù)1 000個嗜多染紅細胞，計算微核率。Zhang等[42]研究發(fā)現(xiàn)，其制備的熱敏磁性復合納米粒通過檢測各組嗜多染紅細胞中的微核(MN)出現(xiàn)率，未發(fā)現(xiàn)復合納米粒組與陰性對照組間有顯著性差異，認為該復合納米粒無致畸或致突變作用。
4.3 肝臟穿刺試驗
肝臟穿刺試驗是將磁性材料置入組織器官一段時間后，觀察材料對創(chuàng)傷性組織炎癥防御性反應和主要代謝器官、血液系統(tǒng)的功能影響的一種方法。方法: 在無菌條件下，用3%戊巴比妥鈉麻醉后在超聲導向定位下肝臟穿刺注入0.9%生理鹽水和納米粒懸液，1個月后處死，取心、肝、脾、肺、腎等進行病理形態(tài)觀察.實驗前后試驗動物靜脈采血作血常規(guī)及肝腎功能檢查。叢小明等[18]研究發(fā)現(xiàn)，沿穿刺方向切開肝臟，見黑色材料浸潤在注射路徑周圍，材料和周圍肝組織邊界清晰，無瘀血及炎癥改變，在材料分布區(qū)，部分材料微粒被肝細胞吞噬，肝小葉結構完整無變形以及纖維化，心肝脾肺腎腦等臟器未見明顯組織形態(tài)學變化。血常規(guī)、肝腎功能無明顯變化，證明其自制的納米材料具有良好的組織相容性，適宜應用于肝內局部注射治療腫瘤。
5 生物相容性評價工作中存在的問題
近年來，多種納米磁性材料的生物相容性接受了不同程度的評價研究，有了更多新的試驗方法和檢測指標，使生物相容性研究不斷深入。但是，其中仍然存在一定的問題，首先是存在純度的問題，目前進行實驗的材料往往混有其他雜質， 在使用高純材料進行實驗之前，這些雜質所起到的作用是無法排除的。其次，存在粒度均勻性問題，目前進行實驗的材料，粒度分布很寬，從幾個納米到幾百納米的顆粒都存在，不同粒徑的性質無法檢驗出來，目前的實驗結果到底是小顆粒作用的結果，還是大顆粒的結果，有待于粒徑均勻顆粒實驗結果的證明[43]。再次，很多研究[44-47]報道納米顆粒在介質(如水、細胞培養(yǎng)液)中會發(fā)生團聚的現(xiàn)象，發(fā)生團聚后，納米顆粒的物理化學性質可能會發(fā)生改變，從而影響其生物學效應。納米顆粒在細胞培養(yǎng)液中的溶解度對其細胞生物學效應的影響，也是需要特殊考慮的[48-49]。最后，目前所有的評價，都沒有一個統(tǒng)一的標準的方法，不同方法之間的結果不具有可比性。這些都需要科研工作者在以后的實驗中不斷深入探索和研究。
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第3篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
【摘要】
介紹了數(shù)據(jù)挖掘的意義和任務，綜述了近幾年來數(shù)據(jù)挖掘在中醫(yī)各領域中的應用，分析了目前存在的問題，并探討了今后的發(fā)展趨勢。
【關鍵詞】 數(shù)據(jù)挖掘 中醫(yī)
隨著計算機技術和網絡技術的快速發(fā)展，在中醫(yī)藥的現(xiàn)代化過程中建立了很多的數(shù)據(jù)庫。堆積在數(shù)據(jù)庫中的信息呈超指數(shù)爆炸式增長。例如中醫(yī)藥科技信息數(shù)據(jù)庫就有50個子數(shù)據(jù)庫、110個表單及數(shù)百個自動生成的中間表、800余個著錄項目，涵蓋所有中醫(yī)藥有關醫(yī)、藥及學術的內容。而數(shù)據(jù)挖掘技術的發(fā)展使我們有可能從這些海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)新的知識，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的關系和規(guī)則，還可以對未知的情況進行預測。多學科交叉目前正成為增強科技創(chuàng)新的重要途徑，數(shù)據(jù)挖掘正是從統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)庫、機器學習等多門學科中發(fā)展起來的。
1 數(shù)據(jù)挖掘介紹
1.1 數(shù)據(jù)挖掘的定義
數(shù)據(jù)挖掘(datamining)也稱為數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn)，為解決上述矛盾提供了強有力的工具［1］。數(shù)據(jù)挖掘這一術語出現(xiàn)于1989年，其定義幾經變動，本研究中引用Frayyad UM等提出的對數(shù)據(jù)挖掘的定義［2］。
數(shù)據(jù)挖掘是從數(shù)據(jù)庫中識別出有效的、新穎的、潛在有用的并且最終可理解的模式的非平凡過程。其中：
① 有效性要求挖掘前要對被挖掘的數(shù)據(jù)進行仔細檢查，具備該特性，才能保證挖掘出來信息的可靠性。
② 新穎性要求發(fā)現(xiàn)的模式應該是從前未知的，甚至是違背直覺的信息或知識，挖掘出的信息越是出乎意料，就可能越有價值。
③ 潛在有用性是指發(fā)現(xiàn)的知識將來有實際效用，即這些信息或知識對于所討論的業(yè)務或研究領域是有效的、是有實用價值和可實現(xiàn)的，常識性的結論或已被人們掌握的事實或無法實現(xiàn)的推測都是沒有意義的。
④ 最終可理解性要求發(fā)現(xiàn)的模式能被用戶理解，目前它主要是體現(xiàn)在簡潔性上。發(fā)現(xiàn)的知識要可接受、可理解、可運用，最好能用自然語言表達所發(fā)現(xiàn)的結果。實際上，所有發(fā)現(xiàn)的知識都是相對的，是有特定前提和約束條件，面向特定領域的。
⑤ 非平凡是一個數(shù)學概念，即數(shù)據(jù)挖掘既不是把數(shù)據(jù)全部抽取，也不是一點兒也不抽取，而是抽取出隱含的、未知的、可能的有用的信息。要有一定程度的智能性、自動性(僅僅給出所有數(shù)據(jù)的總和不能算作是一個發(fā)現(xiàn)過程)。
數(shù)據(jù)挖掘的結果通常表示為概念(concepts)、規(guī)則(rules)、規(guī)律(regularities)、模式(pattern)、約束(constraint)、可視化(visualization)等形式。這些知識可以直接提供給決策者，用于輔助決策過程；或者提供給領域專家，修正專家的已有的知識體系；也可以作為新的知識轉存到應用系統(tǒng)中，作為實際事務處理中決策的依據(jù)［3］。
2 數(shù)據(jù)挖掘的任務
數(shù)據(jù)挖掘的任務主要是預測和描述。預測是指用一些變量或數(shù)據(jù)庫的若干已知字段預測其他感興趣的變量或字段的未知的或未來的值。描述是指找到描述數(shù)據(jù)的可理解模式。預測方法有統(tǒng)計分析、關聯(lián)規(guī)則和決策樹預測、回歸樹預測等。其中關聯(lián)規(guī)則反映了一個事務與其他事務之間存在關聯(lián)，那么就能根據(jù)其他已知事務預測到另一個事務。描述性方法主要有數(shù)據(jù)分類、回歸分析、聚類、變化和偏差分析、模式發(fā)現(xiàn)等。
3 數(shù)據(jù)挖掘在中醫(yī)藥中的應用
中醫(yī)藥的發(fā)展也需要多門學科的交叉應用。數(shù)據(jù)挖掘最初在生物醫(yī)學中的應用是在對基因組測序數(shù)據(jù)的分析，因為人類基因組計劃研究中產生了數(shù)十億的核苷酸和上百萬的氨基酸，傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法無能為力。中醫(yī)學具有系統(tǒng)性、整體性、復雜性、不確定性等特點，不適宜運用傳統(tǒng)的還原論的方法研究，而適宜與數(shù)據(jù)挖掘類似的從整體觀上入手的研究方法。數(shù)據(jù)挖掘可以從海量數(shù)據(jù)中挖掘出潛在的規(guī)律，數(shù)據(jù)挖掘的結果一部分可能與傳統(tǒng)的診療規(guī)律相符，不符合的部分可能是潛在的新知，也可能是沒有意義的，這都需要在相應目標領域專家的指導下進行解釋和評價。將數(shù)據(jù)挖掘(DM)和知識發(fā)現(xiàn)(DMKD)應用于中醫(yī)藥領域的研究，是中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究的重要組成部分［1］，必將促進中醫(yī)藥的發(fā)展。而數(shù)據(jù)挖掘在中藥藥譜研究和新藥開發(fā)中取得了一定進展，本研究主要對其在中醫(yī)以下領域的研究作一介紹。
3.1 證實質的研究
中醫(yī)的“證”又稱“證候”，是疾病在某一階段病變的本質反映，是由一組能反映疾病本質的癥狀組成的，能揭示病因、病位、病性、病勢，為論治提供依據(jù)。證候是中醫(yī)診斷的核心概念和理論精髓，具有整體性、抽象性、時間性和相對穩(wěn)定性的特點?，F(xiàn)在對證實質的研究多從西醫(yī)的生理理化指標來揭示證的實質，但實踐中卻發(fā)現(xiàn)缺少證的特異性指標。如果從分子生物學的角度，利用數(shù)據(jù)挖掘技術對中醫(yī)證與相關基因的對應關系，可能取得更好的結果。通過研究“證”和基因多態(tài)性之間的內在聯(lián)系，從基因多態(tài)性所帶來的該基因功能上的變化，由此探尋“證”的相關基因表達譜。
3.2 中醫(yī)診斷
中醫(yī)診斷過程主要是對證的判定。而現(xiàn)在證的標準不太規(guī)范，缺乏定量的標準，而且其分類與描述也存在不同的觀點。數(shù)據(jù)挖掘則可能完成證的規(guī)范化研究，也可輔助臨床醫(yī)生對病人進行證的判定。
陳明等［5］嘗試運用關聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)診斷模式，他把《傷寒論》中的病名、癥狀、舌脈分別作為數(shù)據(jù)表建立數(shù)據(jù)庫，挖掘得出規(guī)則：發(fā)熱、惡寒、脈浮太陽病(支持度65%，置信度5%），可以認為發(fā)熱，惡寒的確是太陽病的診斷依據(jù)。
秦中廣等［6］運用粗糙集進行中醫(yī)類風濕證候的診斷，共收集了224個病例，每個病例有81個屬性，并從這224個病例中隨機抽取學習樣本180例，進行預測診斷44例。他們利用屬性約簡得到寒濕阻絡、濕熱阻絡、痰閼阻絡、氣陰兩虛、寒熱錯雜5種證的必定規(guī)則和可能規(guī)則。在44例預測診斷中診斷正確率達到90%以上，高于傳統(tǒng)的模糊數(shù)學方法，并認為粗糙集有可能是中醫(yī)診斷研究的動態(tài)理想工具。
劉晉平［7］運用數(shù)據(jù)挖掘的手段對中醫(yī)脈象進行研究，并開發(fā)出初步的軟件。以明清、近現(xiàn)代3000余例病案為研究分析對象，將病案分為病名、證型、脈象、舌象及癥狀幾項，然后進行統(tǒng)一化及規(guī)范化處理，得出醫(yī)案中細脈出現(xiàn)頻率最高，占34.39%。其脈象軟件可以進行脈象與病名，脈象與證型之間的相互關聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)其內在的規(guī)律。
4 方劑配伍規(guī)律的研究
方劑配伍理論是中藥方劑理論的核心，也是研究方劑的關鍵問題。采用數(shù)據(jù)挖掘技術進行基于中醫(yī)藥理論的方劑配伍規(guī)律研究，既能為中醫(yī)新藥的臨床和實驗研究提供目標和思路，減少盲目性，縮短研究周期；同時又為大量古今驗方研究探索出一條有價值的研究途徑和方法［8］。
何前鋒等［9］運用高頻集挖掘的方法，對中國方劑數(shù)據(jù)庫、中藥新藥品種數(shù)據(jù)庫、中藥成方制劑標準數(shù)據(jù)庫中各方劑藥物組成數(shù)據(jù)進行了分析，分別得到3個庫的前20味高頻藥，可以看出古今用藥頻率的變化。并把高頻用藥組合與經驗藥對進行比較分析，提示可能成為新藥對的組合。
姚美村等［10］應用關聯(lián)規(guī)則分析技術，以文獻中收錄的106個治療消渴病的中藥復方為對象，經解析后建立復方特征數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)Enterprise Miner為平臺，關聯(lián)規(guī)則分析為工具，在單味藥層次上進行消渴病復方組成藥味之間的關聯(lián)模式研究。得到了藥物與上中下三消的關聯(lián)以及藥物之間的關聯(lián)，與中醫(yī)專家對于消渴病的治療在主要藥物的配伍方面基本一致，這在一定程度上反映出歷代中醫(yī)在消渴病治療方面認識和治療的整體規(guī)律性。
陳波等［11］應用關聯(lián)規(guī)則對李東垣的脾胃方從藥物間關聯(lián)、癥狀間關聯(lián)、處方結構與癥狀關聯(lián)進行分析，得出當出現(xiàn)當歸、黃芪、升麻時，同時出現(xiàn)柴胡的次數(shù)為60次，支持度為10.91%，可信度為84.51%；當出現(xiàn)當歸、黃芪、柴胡時，同時出現(xiàn)升麻的次數(shù)為60次，支持度為10.91%，可信度為84.51%。兩者的支持度和可信度都較高，提示他們常共同使用。此反映出李東垣補氣與升陽同用的學術思想，此藥組也是補中益氣湯的基本組成部分。
現(xiàn)在的研究中存在著方法比較簡單，頻繁模式、關聯(lián)規(guī)則為其主要方法。方劑配伍不僅是各藥味之間的組合，還包含著各藥劑量比例的搭配，這也是臨床組方的關鍵，但現(xiàn)在對其進行數(shù)據(jù)挖掘的研究還很少。
數(shù)據(jù)挖掘的方法不僅可以運用于中醫(yī)基礎理論中的傷寒、溫病等研究，也可用于臨床各科的研究。但高質量的數(shù)據(jù)挖掘不僅需要有被處理數(shù)據(jù)的質量，更要在中醫(yī)藥專業(yè)背景知識引導下，針對具體問題，選擇合適的數(shù)據(jù)挖掘方法，利用各種工具的效能和應用的可能性，取長補短。
對中醫(yī)藥知識進行規(guī)范化、數(shù)字化、信息化是促進中醫(yī)藥國際化和現(xiàn)代化進程的重要內容［12］。通過數(shù)據(jù)挖掘，就可以對中醫(yī)藥發(fā)展過程中某些缺失的信息進行預測完善并可以避免主觀性的干擾。數(shù)據(jù)挖掘還可以發(fā)現(xiàn)一些新的模式和規(guī)則，為中醫(yī)藥知識的創(chuàng)新和發(fā)展提供一條新途徑。
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第4篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
【關鍵詞】 鳳凰衣；骨關節(jié)炎；醫(yī)學應用；綜述
鳳凰衣來源于雉科動物家雞（gallusgallus domesticus brisson）的蛋殼內膜，是位于蛋殼與蛋清之間的纖維狀薄膜，大約厚70 ?m，約占雞蛋濕重的1.02%，干重的0.24%，由外蛋殼膜和內蛋殼膜構成，為雙層結構[1]。別名很多，分別為雞卵中白皮（《別錄》），雞子白皮（孟詵《必效力》），鳳凰退（《本草蒙筌》），雞蛋膜衣（《現(xiàn)代實用中藥》），雞蛋衣（《浙江中藥手冊》）[2]。它的性味、歸經，《飲片新參》記載：鳳凰衣“淡，平”。《四川中藥志》記載：鳳凰衣“性溫，味甘，無毒”，入肺、脾、胃經?！稌s醫(yī)鏡》記載“入肺”經。性狀：鳳凰衣為皺縮狀薄膜，碎片大小不等，邊緣不整齊，一面白色無光澤、另一面淡黃色，略有光澤，并附有棕色線狀血絲。質輕松，略有韌性，易破碎。以色白、內膜完整、無蛋殼等雜質者為佳。春、秋采收，將孵出小雞后的蛋殼敲碎，剝取內膜，洗凈陰干。炮制方法：取原材料、除去殘留的蛋殼及雜質。取凈內膜、洗凈陰干即可[2]。
1 鳳凰衣的結構及成分
1.1 鳳凰衣的結構 大多數(shù)禽類蛋殼內具有雙層膜結構，外層膜較厚附著于蛋殼上，其下是較薄的內膜[3]。光鏡下雙層膜都是錯綜復雜的網格狀纖維，雙膜間有明顯的界線；在蛋的鈍頭處雙層膜因氣室的形成而分離開來[4]。超微電鏡下可見外層膜大約是內層膜的三倍厚，外層纖維密度是內層的兩倍，外層纖維直徑比內層纖維稍大，纖維切面可見纖維核被厚度不均的外殼包繞[5]。
1.2 鳳凰衣的成分 鳳凰衣約含蛋白質90%、脂質體3%、糖類2%、氨基酸20多種，蛋殼膜以膠原蛋白、角蛋白、與黏多糖類相結合的復合蛋白質為主[6]。膠原蛋白（大部分為Ⅰ、Ⅴ、Ⅹ型）被視作蛋殼膜最基礎的結構蛋白，1984年Tsai等[3]在雞蛋膜中發(fā)現(xiàn)，外層膜中較大、較粗糙的（直徑
2.5 μm）纖維主要包含了Ⅰ型膠原，內層膜中較狹窄、精細的（直徑0.6 μm）纖維中主要存在Ⅴ型膠原，Ⅰ、Ⅴ型膠原之比約為100∶1，兩者都在蛋白多糖 （proteoglycan） 的包繞之中；Ⅹ型膠原則遍及全膜。
已知蛋殼有機體中包含2種主要黏多糖（glycosaminoglycans）：透明質酸和硫酸軟骨素-硫酸皮膚素共聚體。此外還有糖醛酸（uronic acid）、
唾液酸（sialic acid） [7]，氨基己糖（hexosamines），如氨基葡萄糖（glucosamine），己糖（hexoses）和海藻糖（fucose） [8]也是蛋白多糖的糖成分之一。Hincke等[9]研究表明，溶解酵素（lysozyme）作為蛋殼膜和蛋殼基質的組成成分，可能也是一個結構蛋白，在禽類胚胎發(fā)育時期以可溶形式影響碳酸鈣沉積。
鳳凰衣中還有其他一些成分包括：鎖鏈素（desmosine）和異鎖鏈素（isodesmosine）[10]，卵運鐵蛋白（ovotransferrin）[11]，賴氨酰氧化酶（lysyloxidase）[12]。鳳凰衣中的無機物有鈣、鎂、鍶，而幾乎不含鉛、鋁、鎘、汞、碘[1]。
2 鳳凰衣的醫(yī)學應用
2.1 骨科的應用 骨關節(jié)炎：現(xiàn)代研究表明，鳳凰衣組成成分中含有與膝關節(jié)軟骨基質及關節(jié)液中相同或者相近的組成成分，如氨基葡萄糖、透明質酸、硫酸軟骨素、膠原蛋白等[13]。Ruff KJ等[14]的臨床試驗證實，口服鳳凰衣可以改善骨關節(jié)炎患者的膝關節(jié)疼痛和僵硬癥狀，且安全有效，認為鳳凰衣是一個聯(lián)合了氨基葡萄糖、軟骨素和透明質酸的天然資源，提示鳳凰衣具有成為的骨關節(jié)炎治療藥物的潛力。
骨髓間充質干細胞復合雞蛋膜構建組織工程化骨：趙紅斌等[15]對鳳凰衣力學特性進行了綜合評價，鳳凰衣具有一定力學強度和良好變形性，可作為組織工程較理想的支架材料。具體方法是選用雞蛋膜作為支架材料，將大鼠骨髓間充質干細胞接種到復合膠原蛋白的雞蛋膜上，14 d后細胞數(shù)量明顯增多且連接成片，雞蛋膜網狀結構孔隙中有大量的細胞附著生長[16]。
Arias等[17]將鳳凰衣用于兔子尺骨微創(chuàng)截骨手術測試中，發(fā)現(xiàn)其可以達到一個有效釋放半徑導致骨折部位持續(xù)以無應力形式生長。鳳凰衣在其中扮演了骨橋連接的活物，可以被視作可生物降解的骨重建抑制劑。因宿主反應，鳳凰衣的生物降解出現(xiàn)了明顯的推遲，造成了骨骼的延遲愈合，這和糾正反應所需的時間是一致的。
2.2 中醫(yī)內科的應用 慢性咳嗽：鳳凰衣14枚（炒）、麻黃15 g（焙），共研末，每次3 g，每日1次，食后開水送服[18]。胃、十二指腸潰瘍：鳳凰衣、玉蝴蝶各30 g，馬勃、象貝各20 g，血余炭、琥珀粉各15 g，共研細末，每次2 g，每日3次，食前開水沖服[18]。習慣性流產：鳳凰衣適量，瓦上文火焙黃，按前月流產日期提前幾天用米湯沖服，每次10 g，每日2次，連服5 d以上[18]。
2.3 燒傷外科的應用 輕度燒、燙傷：鮮雞蛋內膜有“生物敷料”作用，含有溶菌酶，有消炎、殺菌作用。同時，雞蛋內膜表面的蛋清黏性強、氨基酸含量高，可改善創(chuàng)面營養(yǎng)狀況，利于上皮生長，促進創(chuàng)面愈合[19]。用法：將燒、燙傷創(chuàng)面消毒，用含少量雞蛋清面貼于消毒后傷面即可，約1周內膜會自動脫落，傷口愈合[20]。
2.4 眼科的應用 翼狀胬肉：謝玉泉[21]在翼狀胬肉手術中使用鳳凰衣，可降低術后復發(fā)率。方法：實驗組為胬肉摘除術中以鳳凰衣覆蓋角鞏膜創(chuàng)面，對照組為單純胬肉摘除。術后隨訪觀察2年，復發(fā)率分別為試驗組9.65%，對照組37.04%。角膜潰瘍：以生理鹽水沖洗結膜囊，再滴入1∶2 000 U的青霉素液，隨即將剪好的鳳凰衣徐徐放入結膜囊中，單眼包扎[18]。眼風腫：鳳凰衣、枸杞子、白皮各等份，研極細末，每日3次吹入鼻內[18]。沙眼：鳳凰衣殼6個，草決明、夜明砂、蟬蛻各9 g，以米醋將藥煎汁洗眼，每日2次，適用一切急、慢性沙眼瘙癢[18]。目翳：鳳凰衣、蛇蛻、蟬蛻各等份，研極細末，點眼，每日2次[18]。
2.5 耳鼻喉科的應用 鼓膜穿孔：李亞林等[22]對118例（122耳）外傷性鼓膜穿孔面積大于1/4以上的患者實施鳳凰衣貼敷治療， 一次性貼敷成功率占89.34%。方法：取1%丁卡因面片行外耳道及鼓膜表面麻醉，常規(guī)消毒耳廓、外耳道及鼓膜。將制備好的鳳凰衣貼片邊緣輕輕夾住，注意蛋清面朝向鼓膜（蛋清面微凹、吸盤會產生一定的吸引力）， 沿外耳道后壁至鼓膜表面接觸后，夾小棉球輕壓貼片周圍， 使之與鼓膜充分接觸不留縫隙。術后5周鳳凰衣脫落， 鼓膜愈合如初。鼻出血：黃碧杰[23]使用鳳凰衣治療120例兒童鼻出血。方法：清潔鼻腔，滴入0.50%麻黃素及1%地卡因棉片，使收縮鼻腔黏膜。創(chuàng)面無活動出血后，剪取鳳凰衣超出糜爛出血面2 mm大小，將其貼覆于糜爛面上，前鼻孔放置一干棉球30 min。術后3 d 起予復方薄荷油滴鼻，取得較好的效果?？诏?、口疳、乳蛾、喉癬、喉疳、喉癰腫痛閉塞：鳳凰衣（微火焙黃）、人中白（煅）、橄欖核（瓦上煅存性）、孩兒茶各9 g，研細末，每次用藥3 g，加冰片0.15 g，吹搽患處[18]。白喉：鳳凰衣1.5 g，青果炭、黃柏、川貝母（去心）、兒茶、薄荷各3 g，分別研細末入乳缽內研勻，加冰片1.5 g，研細末和勻，吹喉[18]。
2.6 護理換藥的應用 潰瘍期壓瘡：謝雍寧[24]用中藥粉末及外敷鳳凰衣治療II度以上壓瘡。方劑組成：水蛭、象皮、血竭、姜黃、冰片各等份，研制成細末。創(chuàng)面常規(guī)清創(chuàng)消毒后，撒上中藥粉末，再以鳳凰衣覆蓋，外用紗布包扎固定。經過3～
20 d的治療，治愈率占71.88%。李鳳云[25]采用抗生素聯(lián)合鳳凰衣治療腦卒中引發(fā)潰瘍期壓瘡患者148例，治療組用泰能5 mg / cm2與拜復樂4 mg / cm2
交替使用，均勻撒在壓瘡表面，干燥后用無菌鑷子分離出蛋膜，將與雞蛋清接觸面敷于破潰處。整個過程須無菌操作，患處勿受壓磨擦，敷貼范圍應大于壓瘡邊緣2 cm，每日換藥1～2次。有效率占97.33%。呂環(huán)梅[26]用消毒棉簽蘸生理鹽水拭去潰瘍表面的壞死組織，再用5 g?L-1碘伏消毒創(chuàng)面，干燥后將鳳凰衣敷在潰瘍面上。鳳凰衣要緊貼在潰瘍面上，每日1次，效果滿意。
2.7 臨床檢驗的應用 鳳凰衣不溶于水、穩(wěn)定性好，具有良好的生物相容性和分子滲透性。研究表明鳳凰衣經過加工可作為較好的酶固定劑，生物技術應用前景廣泛[27]。夏曉東等[28]利用蛋殼膜固定酶和靜電作用組裝納米銀膜，建立了一種新型的光度法檢測微量葡萄糖。采用共價交聯(lián)法在蛋殼膜上固定葡萄糖氧化酶，該方法成功用于臨床血清樣品中葡萄糖含量的檢測。
2.8 其他醫(yī)學方面的應用 熊曦等[29]從鳳凰衣中提取可溶性蛋殼膜蛋白，通過共混、表面改性、靜電紡絲等手段，制備了一系列生物相容性支架材料，為蛋殼膜蛋白在組織工程中的應用奠定了一定的技術基礎。此外，利用蛋殼膜蛋白的生物相容性制備的支架材料在外傷敷料、臨床止血、控緩釋給藥等方面也有應用價值。
3 小 結
鳳凰衣既是一味具有多方面藥用價值的傳統(tǒng)中藥，也是儲量豐富的天然資源，同時更是一種性能優(yōu)異的、有巨大開發(fā)價值的天然生物材料。其具有良好的生物相容性、分子滲透性和生物可降解性及無毒副作用，在臨床醫(yī)學各科、生物醫(yī)學、組織工程學等領域中都大有作為。在骨關節(jié)炎的治療方面，因鳳凰衣中的蛋白多糖成分與膝關節(jié)軟骨基質蛋白多糖成分相當類似，在美國等發(fā)達國家，鳳凰衣已作為膝骨關節(jié)炎保健品在市場上廣為應用，但價格明顯高于氨基葡萄糖類膝關節(jié)保護劑。設想可以將鳳凰衣中的蛋白多糖成分提取出來，研發(fā)出價格更低廉且療效與鹽酸氨基葡萄糖膠囊及施沛特相當甚至更好的藥物，以口服或者膝關節(jié)腔注射的方式治療骨關節(jié)炎。鳳凰衣中的Collagen-Ι亦可提取出來用于治療老年人骨質疏松癥。此外，我國每年家禽業(yè)產生出數(shù)以百萬噸計的蛋殼，而無意義地處理這些蛋殼將導致環(huán)境和財政的負擔，所以值得廣大科研工作者重視鳳凰衣的價值，變廢為寶，造福社會。
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第5篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
[關鍵詞]生物陶瓷；蛋白吸附；生物相容性
[中圖分類號]R 783.1[文獻標志碼]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.04.037
Research progress of protein adsorption on surface of bioceramicsWang Chuanyong, Li Wei, Jiang Li.（State Key Laboratory of Oral Diseases, Sichuan University, Chengdu 610041, China）
[Abstract]Bioactive ceramics have been widely used in replacing defected hard tissues caused by trauma or disease. When biomaterials are placed in bio-enviroments, various protein molecules will immediately accumulate on material surfaces forming a bioactive layer. Moreover, this protein layer plays an important role in determining the biocompatibility of materials. So this paper briefly reviews the protein adsorption on bioceramics surfaces, including the type of proteins absorbed, methods being used, factors effecting adsorption capacity and methods improving it, providing reference for the surface biological modification of bioactive ceramic materials.
[Key words]bioceramics；protein adsorption；biocompatibility
生物陶瓷材料已在替代患有疾病或者損傷的硬組織方面被廣泛應用，并在人體環(huán)境中實現(xiàn)了原有硬組織的部分生理和力學功能，而發(fā)揮這一長效功能的重要基礎是陶瓷材料的生物相容性。具有良好生物相容性的材料能夠促進表面成骨細胞的增殖分化和骨組織的沉積，進而與材料形成良好的骨結合。同樣，材料在生物體內產生的大部分問題都與其相關。材料表面的生物化學性質在很大程度上決定了其生物相容性。當材料暴露在生物環(huán)境中時，材料的表面便與含有各種蛋白質的組織液緊密接觸，其表面立即會有蛋白質的吸附和堆積，這一蛋白質層對于材料的生物相容性具有重要的影響，其中，具有生長因子和細胞信號作用的肽及蛋白質成分會對細胞增殖和分化起到重要的調控作用，進而影響生物材料在體內功能的發(fā)揮。研究蛋白吸附對于調節(jié)材料表面生物活性，提高材料的生物相容性非常有意義。近年來，學者們對于蛋白吸附的研究已經取得了相當大的進展，本文就生物陶瓷表面蛋白吸附的最新研究進展作一綜述。
1主要的研究方法
數(shù)十年之前，測量蛋白質最廣泛的技術是用放射性元素標記蛋白質然后直接測量材料表面的放射性，此方法簡單、靈敏、應用廣泛，但其也有許多問題，如對人體有輻射危害、不能顯示蛋白質構象等，因此，此法的應用正逐漸減少。近年來，被廣泛應用且為新發(fā)展的技術主要有傅里葉變換紅外光譜計（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）[1]、SDS-PAGE電泳[2]、酶聯(lián)免疫吸附測定法（enzyme-linked immunosorbent assay，
ELISA）[3]、噬菌體展示技術[4]、微量量熱法[5]等。
2研究的目標蛋白
細胞對生物材料的反應首先取決于其對材料表面吸附蛋白的效應，蛋白質扮演了重要的角色。目前，對材料表面蛋白吸附的研究主要集中在血清白蛋白、纖維連接蛋白（fibronectin）、轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）等，這些蛋白在促進纖維細胞和成骨細胞黏附、增殖、分化以及骨誘導等過程中具有重要的作用。
血清白蛋白不僅是血漿中含量最多的蛋白，也是一種在蛋白吸附研究中最廣泛應用的蛋白。其中，牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA）可與多種金屬離子和其他小分子物質結合，對無機晶體的形成可以產生一定的影響。
纖維連接蛋白是細胞黏附機制中的關鍵蛋白之一，與成纖維細胞和成骨細胞的黏附有關，對于種植體周圍新骨的再生有著重要作用，同時，纖維連接蛋白和玻璃體蛋白等已被證明能夠促進細胞黏附以及肌動蛋白微絲的重組[6]。
TGF能夠促進成骨細胞的增殖和分化，它的吸附對于雙相磷酸鈣（biphasic calcium phosphate，BCP）的骨誘導機制有著重要作用。研究[3]顯示：在活體植入中，BCP對TGF-β1的吸附量會隨時間增加而顯著增加，這一發(fā)現(xiàn)對磷酸鈣骨誘導機制的探討可能提供了重要的信息。
BMP屬于TGF-p超家族的成員，在成骨祖細胞的遷移、間充質細胞增殖、軟骨和骨源性細胞的分化以及骨改建中具有重要的作用，其是能夠單獨誘導骨組織形成的局部生長因子，其中，BMP-2由于活性最強而被廣泛用于研究中[7]。
3影響蛋白吸附的主要因素
不同的材料表面性質具有不同的蛋白吸附機制[8]，陶瓷材料的表面形貌、孔隙率、潤濕性、表面電荷、含有的其他金屬離子等因素都會影響蛋白的吸附狀態(tài)。在生物體內環(huán)境下的固液表面環(huán)境將更加復雜，蛋白的種類、構象、吸附介質溶液的pH值、溫度、暴露時間和吸附界面介質的流動等因素都會對蛋白的吸附起到一定的作用[9]?？傮w來說，固體表面的蛋白吸附是一個非常復雜的過程，受到來自材料表面結構、理化性質、生理環(huán)境等方面多種因素的影響。
3.1陶瓷的表面結構
3.1.1孔隙尺寸和微孔率孔隙尺寸是影響蛋白質吸附的一大因素，F(xiàn)ujii等[10]發(fā)現(xiàn)：含鋅離子質量分數(shù)超過4%的羥磷灰石（hydroxyapatite，HA）會形成大量介孔，由于介孔尺寸較BSA分子大，而較β2-微球蛋白（β2-microglobulin，β2-MG）分子體積小，所以它更適合對β2-MG分子的吸附。Zhu等[3]發(fā)現(xiàn)：不同空隙結構的BCP對蛋白的吸附能力明顯不同。在隨后的研究中，Zhu等[11]又指出：磷酸鈣陶瓷顆粒的微孔率和微孔尺寸對蛋白質吸附有顯著影響，更高的微孔率和/或更多的直徑大于20 nm的微孔能夠吸收更多的纖維連接蛋白和胰島素。
3.1.2比表面積由于比表面積的大小與固體的吸附能力有很大關系，增加材料的比表面積能夠吸附更多的蛋白質。Li等[12]證明：磷酸鈣陶瓷材料表面吸附的蛋白量隨表面積的增大而增多。
3.2陶瓷的物理和化學性質
3.2.1生物陶瓷的種類不同的陶瓷具有不同的結構和性質，因而對蛋白質的吸附也不同。孫濤等[13]發(fā)現(xiàn)：HA、磷酸三鈣（tricalcium phosphate，TCP）、膠原HA（collagen-hydroxyapatite，CHA）和含氟HA（fluor-hydroxyapatite，F(xiàn)HA）4種陶瓷吸附蛋白質的量有所不同，分別為TCP＞CHA＞HA＞FHA。Zeng等[14]研究了磷酸鈣生物陶瓷和鈦薄膜對BSA的吸附后發(fā)現(xiàn)：磷酸鈣較鈦吸附的蛋白量更大，而且磷酸鈣的表面成分和結構會影響蛋白質吸附的動力學以及所吸附蛋白的結構。
3.2.2浸潤性當陶瓷材料與富含蛋白質的液體環(huán)境相接觸時，具有較高潤濕性的材料能吸收更多的蛋白質。Hao等[8]發(fā)現(xiàn)：用CO2激光處理后的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯（MgO-PSZ）對人血清白蛋白的吸附呈負相關，而與纖維粘連蛋白的吸附呈正相關。
3.2.3極性成分和表面能材料表面的極性成分能為蛋白質提供結合位點。固體表面通過降低表面能可達到吸附的目的，不同材料的表面能決定了不同的吸附過程。當材料被CO2激光處理后，其極性成分和表面能的顯著改變能夠改變蛋白質的吸附。Hao等[8]的研究顯示：白蛋白與纖維粘連蛋白的吸附可能與其相關，這一發(fā)現(xiàn)有助于改善氧化鋯的生物相容性。
3.2.4鋅離子和硅酸鹽離子材料表面的硅酸鹽離子能夠通過電荷排斥以及形成原子空間障礙等方式阻礙蛋白質的吸附。Chen等[15]通過研究富亮氨酸成釉蛋白對含硅HA（SiHA）的吸附行為后發(fā)現(xiàn)：硅酸鹽離子能夠形成保護效應。鋅離子的加入能夠增加材料的比表面積，進而影響蛋白的吸附。Fujii等[10]發(fā)現(xiàn)：雖然鋅離子的加入使含鋅納米HA（ZnHAp）的比表面積增加，但是吸附能力卻隨著鋅離子含量的上升而下降。這一結果同Webster等[16]的研究結果一致。
3.3生物環(huán)境因素
3.3.1蛋白質種類不同的蛋白質分子其構象、等電點等的不同，對于材料的吸附能力也具有顯著的變化。孫濤等[13]研究了生物活性陶瓷對血漿總蛋白、纖維蛋白原和纖維粘連蛋白等細胞外基質的吸附情況后發(fā)現(xiàn)：蛋白質吸附的量與材料的性能及蛋白種類有關。
3.3.2蛋白質競爭吸附生物材料表面存在比較劇烈的競爭性或者選擇性蛋白吸附，通過蛋白質的競爭吸附過程，材料表面的蛋白質會產生不同的變化[17]。
3.3.3蛋白質構象當?shù)鞍踪|吸附于材料表面時，構象的變化會提供更多的結合位點。Zhu等[11]比較了多種蛋白質對材料表面的吸附后發(fā)現(xiàn)：BCP或HA的微結構變化對Col-Ⅰ的吸收沒有明顯影響。所以，他們認為：這是由于Col-Ⅰ與材料表面接觸時構象很少發(fā)生變化所致。
3.3.4溶液的pH值蛋白質在溶液中有兩性電離的現(xiàn)象，不同的pH值對蛋白質的電荷數(shù)量和性質會產生很大的影響。Sharpe等[18]比較了HA、TCP對不同血清蛋白的吸附情況后發(fā)現(xiàn)：不同pH值下，鐵傳遞蛋白（transferrin）的吸附有很大的不同，并且其吸附量與pH值呈負相關。
3.4陶瓷的處理方式
3.4.1熱處理溫度當HA熱處理至800℃以上時，會有微量的β-TCP相出現(xiàn)。TCP在體液中溶解生成的Ca2+和PO43-離子能為蛋白質提供結合力。Kandori等[19]將HA顆粒加熱后研究其對BSA的吸附能力，結果顯示：未處理組和分別加熱200、400℃的HA組，其吸附量雖微量上升但都低于1 mg·m-2；當溫度從600℃升至1 000℃時，蛋白吸附量顯著增加到3 mg·m-2以上。
3.4.2燒結方式張慧杰等[20]以常規(guī)馬弗爐燒結和微波燒結2種方式分別制備HA陶瓷顆粒后發(fā)現(xiàn)：相對于常規(guī)燒結，微波燒結得到的顆粒具有豐富的微孔隙和接近于納米尺度的晶粒尺寸，其表面電位值更小，能夠吸附更多的BSA和更少的溶菌酶。
4改進吸附的方法
由于蛋白質層對于細胞的黏附、增殖、分化等有很顯著的影響，因此，操控其表面的蛋白吸附進而改變細胞反應，增加材料的生物相容性是很有潛力的發(fā)展方向。目前，已有多種物理、化學方法等都用來改變陶瓷的表面性質，對生物陶瓷表面仿生研究也起到了明顯的促進作用。
4.1改進材料的表面形貌
4.1.1陶瓷納米化納米陶瓷具有極小的粒徑、大的比表面積和高的化學性能，并且陶瓷材料的組成結構更加致密、均勻。納米HA較普通HA能夠吸收更多的白蛋白。
4.1.2激光改性生物陶瓷在激光產生的高熱、高壓作用下，經過融化再結晶等過程，其表面微結構、粗糙度、結晶度等表面形貌和各種理化性質會發(fā)生顯著改變。Hao等[8]發(fā)現(xiàn)：CO2激光處理后的MgO-PSZ對人血漿纖維粘連蛋白的吸附量有所增加。
4.2材料表面枝接其他生物活性物質
對于事先在材料表面接枝具有一定生物活性的物質或其他的表面處理，是研制具有良好相容性材料的有效途徑[21]。眾多的研究已證明了表面改性的可行性。喻凱等[22]采用戊二醛交聯(lián)法對白蛋白進行交聯(lián)。Kandori等[23-24]發(fā)現(xiàn)：焦磷酸改性的HA增大了對BSA和溶菌酶的吸附，此外，他們還合成了表面含有β氨基酸的納米HA并指出其對BSA的吸附量較普通HA多2.3～2.4倍。Monkawa等[25]用有機硅烷處理HA表面后，成功使大量Ⅰ型膠原吸附。Baeza等[26]對SiHA進行生物素化后發(fā)現(xiàn)：材料表面有一層同質且均勻的蛋白質層，并且吸附的蛋白質量增大。
5結論
固相與液相表面的蛋白質層對于材料的生物相容性具有不可忽視的重要作用，而且現(xiàn)在也得到了越來越多的關注和研究，并取得了很大的進步。然而，對于生物材料表面的蛋白吸附特性和機制仍需要更多的研究，目前的研究方法主要集中在對各種蛋白質吸附量的測量，而對于蛋白質種類的研究則相對較少，尤其是蛋白吸附后具體的蛋白成分與細胞黏附和分化等行為之間的聯(lián)系需要更多的研究加以闡釋。學者們研究材料表面蛋白吸附行為的最終目的是為了改進材料的生物相容性和促進組織的再生[14]。對于蛋白吸附的研究具有諸多益處，學者們增加對蛋白吸附的理解不僅能在生物材料表面活性的優(yōu)化方面起到作用，也有助于探索其在生物醫(yī)學方面的其他應用。通過不斷地研究，相信學者們終將會制得合適的生物陶瓷材料來造福人類。
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第6篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
關鍵詞：數(shù)字圖像 圖像處理 數(shù)字技術 應用
一、數(shù)字圖像處理綜述
數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing）又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。
數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀50年代，當時的電子計算機已經發(fā)展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息，數(shù)字圖像處理作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期，早期的圖像處理的目的是改善圖像的質量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中，輸入的是質量低的圖像，輸出的是改善質量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、壓縮等。
首次獲得實際成功應用的是美國噴氣推進實驗室（JPL），他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術，如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進行處理，并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響，由計算機成功地繪制出月球表面地圖，獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進行更為復雜的圖像處理，以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，獲得了非凡的成果，為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎，也推動了數(shù)字圖像處理這門學科的誕生。在以后的宇航空間技術，醫(yī)學技術中數(shù)字圖像處理技術都發(fā)揮了巨大的作用。
從70年代中期開始，隨著計算機技術和人工智能、思維科學研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展，人們已開始研究如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像，實現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家，特別是發(fā)達國家投入更多的人力、物力到這項研究，取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論，這個理論成為計算機視覺領域其后十多年的主導思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進展，但它本身是一個比較難的研究領域，存在不少困難，因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少，因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索的新領域。
二、國內外研究現(xiàn)狀
目前，國內圖像識別的算法研究多是關于數(shù)字、文字、人臉、以及醫(yī)用病理方面的較多，對產品內表圖像進行分析識別、分類的還很少。國內已研制出了具有先進水平的高精度內表檢測系統(tǒng)和裝置，如何對產品零部件的外形，尺寸進行較高精度測量的激光在線檢測系統(tǒng)等，但迄今為止，尚無能對生產出的產品內表面進行自動檢測和識別的系統(tǒng)。應用CCD、電子、計算機技術檢測內表面的實時自動檢測技術在國內正處于剛剛起步的階段，對內表面圖像進行分析識別、分類的軟件系統(tǒng)還沒有十分完善，現(xiàn)在的識別算法對圖像中的疵病部分定位不是很準確，對疵病的范圍、大小、方位不能做定量分析，只能作定性分析，精度低，采用的傳統(tǒng)的最小距離等分類器在圖像復雜且類別多時，很難表示和提取特征，進行圖像識別十分困難。
國外關于圖像識別中的圖像分割，特征信號提取，邊緣檢測，紋理識別等的算法已經取得了一定的成果，提出了一些新方法，如利用直線分割來識別三維人臉，通過子圖匹配法在相鄰區(qū)域間識別不同目標，用雙值微波仿射不變函數(shù)識別二維形形狀等等，近年來，國外基于圖像識別與分類技術的圖像檢索，人臉識別，字體識別發(fā)展十分迅速。
在國外，為提高自動目標識別能力而開發(fā)的算法現(xiàn)在正被引入許多偵測和成像系統(tǒng)之中，圖像分割、特征信號探測和析取、靜止目標的模式識別等方面已取得了很大進步，這一自動目標識別能力大大減輕了操作人員的工作負擔。如美國正在加緊自動檢測能力與自動目標識別的研究工作，并在硬件能力的基礎上開發(fā)多種用于信號圖像處理的算法和開展各種算法軟件的研制，包括相關法（匹配濾波器技術）、自適應多維處理法、基于模型的方法等。
三、數(shù)字圖像處理的應用
圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應用領域必然涉及到人類生活和工作的方方面面，隨著人類活動范圍的不斷擴大，圖像處理的應用領域也將隨之不斷擴大。
1、航天和航空技術方面的應用
數(shù)字圖像處理技術在航天和航空技術方面的應用，除了JPL對月球、火星照片的處理之外，另一方面的應用是在飛機遙感和衛(wèi)星遙感技術中。現(xiàn)在世界各國都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像進行資源調查，災害檢測，資源勘察，農業(yè)規(guī)劃，城市規(guī)劃，我國也陸續(xù)開展了以上諸方面的一些實際應用，并獲得了良好的效果。在氣象預報和對太空其它星球研究方面，數(shù)字圖像處理技術也發(fā)揮了相當大的作用。
2、生物醫(yī)學工程方面的應用
數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學工程方面的應用十分廣泛，而且很有成效。除了一般的CT技術之外，還有一類是對醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如紅細胞、白細胞分類，染色體分析，癌細胞識別等，此外，在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學診斷方面都廣泛地應用圖像處理技術。
3、通信工程方面的應用
當前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計算機以三網合一的方式在數(shù)字通信網上傳輸。其中以圖像通信最為復雜和困難，因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達100Mbit/s以上，要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實時傳送出去，必須采用編碼技術來壓縮信息的比特量。在一定意義上講，編碼壓縮是這些技術成敗的關鍵。除了已應用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外，目前國內外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法，如分行編碼、自適應網絡編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。
4、工業(yè)和工程方面的應用
在工業(yè)和工程領域中圖像處理技術有著廣泛的應用，如自動裝配線中檢測零件的質量、并對零件進行分類，印刷電路板疵病檢查，彈性力學照片的應力分析，流體力學圖片的阻力和升力分析，郵政信件的自動分揀，在一些有毒、放射性環(huán)境內識別工件及物體的形狀和排列狀態(tài)，先進的設計和制造技術中采用工業(yè)視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機器人，將會給工農業(yè)生產帶來新的激勵，目前已在工業(yè)生產中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。
5、軍事公安方面的應用
在軍事方面圖像處理和識別主要用于導彈的精確末制導，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng)，飛機、坦克和軍艦模擬訓練系統(tǒng)等；公安業(yè)務圖片的判讀分析，指紋識別，人臉鑒別，不完整圖片的復原，以及交通監(jiān)控、事故分析等。目前已投入運行的高速公路不停車自動收費系統(tǒng)中的車輛和車牌的自動識別都是圖像處理技術成功應用的例子。
6、文化藝術方面的應用
目前這類應用有電視畫面的數(shù)字編輯，動畫的制作，電子圖像游戲，紡織工藝品設計，服裝設計與制作，發(fā)型設計，文物資料照片的復制和修復，運動員動作分析和評分等等，現(xiàn)在已逐漸形成一門新的藝術——計算機美術。
參考文獻：
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第7篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
[關鍵詞] 超聲彈性成像；常規(guī)超聲；乳腺腫塊
[中圖分類號] R445.1 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2014）31-0055-03
The study on value of ultrasound elastography in diagnosis of breast solid nodules
ZHANG Liping LIU Yan DU Kefeng
Department of Ultrasound， Luohe Central Hospital in Henan Province， Luohe 462000， China
[Abstract] Objective To investigate the clinical value and significance of ultrasound elastography in diagnosis of breast solid nodules. Methods Collected ultrasonic audio-visual materials of 50 cases female pa-tients with breast solid nodules from May 2012 to May 2014 in Luohe central hospital， all of them had pathological findings. Results The accuracy，sensitivity，specificity of diagnosis nature of breast solid nodules by conventional ultrasound was 74.00%，77.42%，68.42%. The accuracy，sensitivity，specificity by ultrasou-nd elastography was 84.00%， 83.87%， 84.21%. Combining the two methods， the accuracy， sensitivity， specificity was 94.00%， 93.55%， 94.74%. Conclusion Ultrasound elastography can improve the diagnostic accuracy， sensitivity， specificity of malignant breast solid nodules，provide important information for determined treatment，it was an useful complement to conventional ultrasound.
[Key words] Conventional ultrasound； Ultrasound elastography； Breast solid nodules
近年來，乳腺疾病發(fā)病率逐年增高趨勢，尤其是乳腺癌，已成為全世界最常見女性惡性腫瘤之一，據(jù)統(tǒng)計，每年約有50萬人死于乳腺癌，歐美國家每4個癌癥患者中就有1人是乳腺癌，嚴重威脅婦女的身心健康[1]。乳腺惡性腫瘤的臨床治療效果及預后與發(fā)現(xiàn)的時間關系密切，早期發(fā)現(xiàn)和診斷具有重要的臨床意義，可以提高患者的生存率和生存質量[2]。超聲彈性成像是一種新的超聲顯像技術，本研究將其應用于乳腺實性結節(jié)性質診斷，取得了一定的診斷經驗，現(xiàn)報道如下。
1 資料與方法
1.1一般資料
選取2012年5月～2014年5月我院收治的乳腺實性腫塊患者50例，均為女性且手術治療，年齡31～63歲，平均（50.11±8.16）歲，腫塊直徑6.00～45.50 mm，平均（23.43±5.46）mm。手術病理結果：浸潤性導管癌26例、導管內癌4例、不典型髓樣癌1例、纖維腺瘤16例、乳腺炎性腫塊3例。
1.2儀器與方法
儀器：采用HITACHI HI VISION Preirus超聲診斷儀，探頭頻率7.5～12.0 MHz，配備實時彩色超聲彈性成像技術軟件。檢查方法：向患者講解檢查目的及配合方法，囑患者取仰臥位或側臥位，兩臂自然外展上舉，充分暴露雙側及腋窩，平靜呼吸。首先，以為中心用常規(guī)超聲對雙側乳腺進行掃查，探頭長軸平行于乳管長軸，從1～12點順時針方向放射狀連續(xù)轉動掃查。觀察并記錄腫塊的大小、位置、形態(tài)、包膜、邊界、內部及后方回聲、有無鈣化、血流、雙側腋窩及鎖骨上窩淋巴結等情況。然后切換到儀器預設的彈性成像技術模式，對病變感興趣區(qū)進一步處理，彈性圖像的取樣框應以病灶的1.5～2倍，探頭方向與皮膚保持垂直，探頭盡可能輕地接觸病灶，壓力始終控制在“3～4”，獲得較穩(wěn)定的彈性圖像后記錄其內顏色。
1.3彈性成像診斷標準[3]
1分：結節(jié)整體形態(tài)都發(fā)生了明顯的變形，結節(jié)與周圍組織都呈均勻綠色；2分：結節(jié)大部分發(fā)生變形，而小部分沒有發(fā)生變形，結節(jié)藍綠相間，以綠色為主，似馬賽克狀；3分：僅結節(jié)邊緣發(fā)生了變形，而中心部位正常，結節(jié)中心為藍色，周邊為綠色；4分：結節(jié)整體未發(fā)生變形，結節(jié)完全被藍色覆蓋，但不包括其周邊區(qū)域；5分：結節(jié)及周邊組織均未發(fā)生變形，結節(jié)及周邊組織均顯示為藍色。彈性評分1～3分診斷為良性，4～5分診斷惡性。
2結果
2.1常規(guī)超聲診斷情況分析
手術病理診斷乳腺實性結節(jié)惡性31例、良性19例，常規(guī)超聲檢查正確診斷37例，診斷正確率74.00%（37/50），敏感度為77.42%（24/31）、特異度為68.42%（13/19），見表1。
表1 常規(guī)超聲診斷與病理結果對照
2.2超聲彈性成像診斷情況分析
超聲彈性成像正確診斷乳腺實性結節(jié)性質42例，診斷正確率84.00%（42/50），敏感度為83.87%（26/31）、特異度為84.21%（16/19），見表2。乳腺纖維腺瘤壓迫時形態(tài)發(fā)生明顯變形，呈均勻綠色，見圖1；乳腺浸潤性導管癌壓迫是變形不明顯，結節(jié)完全被藍色覆蓋，見圖2。
表2 超聲彈性成像診斷與病理結果對照
2.3二者聯(lián)合診斷情況分析
常規(guī)超聲聯(lián)合超聲彈性成像正確診斷乳腺腫塊性質47例，診斷正確率94.00%（47/50），敏感度為93.55%（29/31）、特異度為94.74%（18/19），見表3。
表3 二者聯(lián)合診斷與病理結果對照
圖1 乳腺纖維腺瘤 超聲彈性成像評分1分
圖2 乳腺浸潤性導管癌 超聲彈性成像評分4分
3討論
隨著超聲及計算機技術的發(fā)展，聲像圖的分辨率明顯提高，能清晰顯示乳腺病變的大小、形態(tài)、內部回聲、血流等結構成像參數(shù)，但乳腺疾病超聲聲像圖存在異病同影等現(xiàn)象，且易受檢測部位深淺、聲束夾角的影響，存在一定的假陰性或假陽性情況[4]。超聲彈性成像是近年來發(fā)展起來的一項新技術，其概念最早在1991年由Ophir等[5]提出，其理論基礎是根據(jù)各種生物組織間硬度不同，在同等外力作用下，生物組織產生不同的形變，從而獲得不同的相對彈性信息，然后應用復合互相關技術對聲波信號處理，獲得不同彩色編碼。腫瘤生長速度較快，內部壞死與修復常同時存在，導致纖維成分增多，并與周圍組織相關粘連，從而降低腫瘤活動度，增加腫瘤的整體硬度，其病理學改變?yōu)槌晱椥猿上竦於ɑA。研究發(fā)現(xiàn)[6]，腫瘤的硬度與腫瘤性質之間有一定的關系，如惡性腫瘤中纖維組織大量增生，硬度較高，而良性腫瘤纖維組織分布比較松散，硬度較小。超聲彈性成像正是基于分析不同組織硬度差別并成像，通過反映病變組織的硬度特性以判斷腫瘤良惡性，為鑒別良惡性乳腺腫瘤的提供了新的途徑[7，8]，如McKnight等[9]報道惡性腫瘤要比其周圍實質組織硬4倍。
本研究回顧分析50例乳腺實性腫塊患者的超聲資料，以病理學診斷結果為金標準，常規(guī)超聲診斷正確率76.00%，敏感度為77.42%、特異度為68.42%；超聲彈性成像診斷正確率84.00%，敏感度為83.87%、特異度為84.21%；二者聯(lián)合診斷正確率94.00%，敏感度為93.55%、特異度為94.74%。結果顯示常規(guī)超聲檢查診斷乳腺腫塊良惡性的準確度、敏感度及特異度最低，超聲彈性成像居中，二者聯(lián)合最高。周澤建等[10]報道，超聲彈性成像對乳腺腫塊惡性病變的陽性診斷敏感性為80.00%，特異性為91.89%，準確率為89.36%，本研究結果與之相似。沈建紅等[11]對479個乳腺腫塊，分別用普通超聲及彈性成像用回顧性分析ROC評判診斷價值，綜合評價彈性成像優(yōu)于普通超聲。羅葆明等[12]進一步研究表明超聲彈性成像鑒別乳腺腫塊良惡性的準確性高于常規(guī)超聲、彩色多普勒超聲及鉬靶X線。因此，常規(guī)超聲與彈性成像聯(lián)合，充分發(fā)揮二者優(yōu)勢，為乳腺實性腫塊性質診斷提供更為可靠的依據(jù)，為臨床醫(yī)生提供更加全面地參考信息。
超聲彈性成像診斷的確定受多種因素的影響，在檢查過程中應注意以下事項：①乳腺腫塊要調至感興趣區(qū)的中心位置，并且感興趣區(qū)范圍為腫塊面積的1.5～2倍，盡量包括皮下脂肪和胸大??；②一定需要針對盲區(qū)進行診斷，避免發(fā)生盲區(qū)；③檢查過程中讓患者保持平靜呼吸，不要緊張，減少呼吸、心跳對檢查的影響；④當患者較大，并且實性腫塊位于乳腺外側時，要變化，才能獲得更穩(wěn)定的聲像圖[13]；⑤未檢出病灶，而臨床高度懷疑惡性病變時，建議其它檢查方式，避免發(fā)生誤診或漏診；⑥纖維腺瘤病程較長者，內部容易發(fā)生鈣化，增加硬度，易誤診為惡性，而髓樣癌因其內癌細胞含量較纖維間質豐富，可降低其硬度，易誤診良性[14]。
綜上所述，超聲彈性成像可以彌補常規(guī)超聲檢查的不足，又能利用其優(yōu)勢，從而提高乳腺實性結節(jié)性質的診斷率，為臨床制定治療方案提供理論依據(jù)，是乳腺疾病診斷的新手段，但是超聲彈性成像是基于組織的軟硬程度，診斷時還應充分結合患者病史，降低誤診率及漏診率。
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第8篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
【關鍵詞】 脾動脈栓塞術；肝硬化；脾功能亢進
DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2017.05.071
肝硬化是當前臨床上比較常見的慢性進行性肝臟疾病， 它可以合并多種并發(fā)癥， 比如：脾功能亢進、肝腎綜合征、門靜脈高壓、上消化道出血、各種感染等[1-6]， 其中脾功能亢進可以引起患者血常規(guī)中的白細胞、紅細胞、血小板減低， 從而導致患者抵抗力低下、貧血、凝血時間延長、出血等嚴重并發(fā)證。目前， 對于肝硬化合并脾功能亢進的治療方法主要為手術治療， 包括脾切除術和脾動脈栓塞術[7-10]。其中， 脾切除術為該病的最主要的治療方法， 但對于嚴重肝病致低蛋白血癥、黃疸、凝血功能障礙及合并心肺疾病患者， 就使得該手術難以進行， 風險較大， 并發(fā)癥也較多， 而脾動脈栓塞術創(chuàng)傷小， 減少患者痛苦， 縮短住院時間， 并可重復進行， 從而脾切除術優(yōu)勢不如脾動脈栓塞術[11]。因此， 對于2013年5月～2016年1月入住本院的肝硬化合并脾功能亢進的48例患者， 作者采用脾動脈栓塞術進行治療， 結果取得了較好的治療效果， 現(xiàn)報告如下。
1 資料與方法
1. 1 一般資料 收治的患者為2013年5月～2016年1月進入本院治療的肝硬化合并脾功能亢進患者48例。其中， 男37例， 女11例。年齡35～62歲， 平均年齡（49.4±5.7）歲。病程2～26年， 平均病程（6.3±6.6）年。術前檢驗：WBC為（1.2～3.5）×109/L， 中位WBC 2.3×109/L；PLT為（25～80）×109/L，
中位PLT 56×109/L。納入標準：同時滿足肝硬化和脾功能亢進的診斷標準[12]。排除標準：①肝硬化頑固性腹水伴原發(fā)性腹膜炎的患者；②肝功能極差者， 如嚴重黃疸；③對造影劑過敏者。
1. 2 治療方法 在完善術前準備后， 按Seldinger技術， 首先經皮股動脈穿刺， 進行脾動脈造影， 在X線透視下明確脾動脈主干及分支的分布情況。然后， 將導管超選擇插入脾動脈中下級分支處固定， 使充分混合浸潤后的1 mm×1 mm×1 mm明膠海綿顆粒、25 ml造影劑以及160000 U慶大霉素， 經導管緩慢推入。隨血液循環(huán)流至脾動脈遠端小分支， 在栓塞過程中進行造影檢查， 至脾動脈血流量顯著減慢為止。栓塞脾臟 2/3左右；最多不超過80%[13-15]。栓塞完成后， 拔出導管， 加壓包扎， 沙袋壓迫4 h， 平臥24 h。術后抗菌、止痛治療1～2周。
1. 3 觀察指標 術后住院觀察2周， 進行血常規(guī)（WBC、RBC、Hb、HCT、PLT）檢查。觀察患者發(fā)熱情況及腹痛持續(xù)時間、并發(fā)癥的發(fā)生。出院后每2周門診復診1次， 觀察復況以及進行彩超檢查， 隨訪6個月。
1. 4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±俗疾睿 x-±s）表示， 采用t檢驗。P
2 結果
2. 1 術后一般情況 48例進行脾動脈栓塞術的患者， 其術后的脾臟均有不同程度的縮小， 最終46例有效， 2例無效， 有效率為95.8%（46/48）。所有患者隨訪6個月， 其中1例患者復發(fā)， 復發(fā)率為2.1%（1/48）。彩超結果顯示， 48例患者均無明顯異常情況。另外， 術后出現(xiàn)左上腹疼痛48例（100.0%）；發(fā)熱40例（83.3%）， 其中有2例為高熱（4.2%）；右側腹膜炎3例（6.3%）；脾周膿腫1例（2.1%）。
2. 2 手術前后血常規(guī)指標水平 手術2周后， 患者WBC、RBC、Hb、HCT、PLT水平均顯著高于手術前， 差異具有統(tǒng)計學意義（P
3 討論
本研究中， 48例進行脾動脈栓塞術的患者， 其術后的脾臟均有不同程度的縮小， 最終46例有效， 2例無效， 有效率為95.8%（46/48）。所有患者隨訪6個月， 其中1例患者復發(fā)， 復發(fā)率為2.1%（1/48）。彩超結果顯示， 48例患者均無明顯異常情況。另外， 術后出現(xiàn)左上腹疼痛48例（100.0%）；發(fā)熱40例（83.3%）， 其中有2例為高熱（4.2%）；右側腹膜炎3例
（6.3%）；脾周膿腫1例（2.1%）。另外， 手術2周后， 患者WBC、RBC、Hb、HCT、PLT水平均顯著高于手術前， 差異具有統(tǒng)計學意義（P
綜述所述， 脾動脈栓塞術能夠有效的改善肝硬化合并脾功能亢進引起的血常規(guī)三系減少， 并且該手術具有操作簡單、創(chuàng)傷小、減少患者痛苦， 縮短住院時間， 減輕患者醫(yī)療費用負擔等優(yōu)點， 為預防及減少脾動脈栓塞術后出現(xiàn)嚴重并發(fā)癥， 如胸膜炎、腹膜炎、脾周膿腫等， 要求術前嚴格做好病例的選擇（對于合并肝硬化腹水、腹膜炎、中至重度黃疸患者應作為禁忌證）， 術中掌握好個體栓塞面積、術后密切觀察患者病情變化， 盡早發(fā)現(xiàn)及處理可能出現(xiàn)的并發(fā)癥， 減輕患者痛苦， 提高脾動脈栓塞術治療肝硬化合并脾功能亢進的療效。脾動脈栓塞術可以作為肝硬化合并脾功能亢進理想的治療方法， 值得臨床應用及推廣。
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第9篇：生物醫(yī)學工程文獻綜述范文
[關鍵詞] 放射腫瘤學；研究生教育；精確放療
[中圖分類號] R730.55 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2012）06-0108-02
Impact of the development of radiotherapy technology on radiation oncology postgraduate education
JING Zhao ZOU Changlin
Department of Medicine and Radiation Oncology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College, Wenzhou 325000, China
[Abstract] In recent years, with the radiotherapy technology and equipment development, the radiotherapy has entered the times of precise radiotherapy. Under this circumstances, radiation oncology postgraduate education needs to meet the changing demand for the technological progress. The radiation oncology postgraduate education must change concept, emphasize the characteristics of technology development, and pay attention to the diversification of teaching methods. So we can make radiation oncology postgraduate education do better in improving the quality of scientific research and clinical service.
[Key words] Radiation oncology; Postgraduate education; Precise radiotherapy
放射腫瘤學的特點是內容繁多、跨學科，而且隨著現(xiàn)代計算機技術和醫(yī)學影像技術的發(fā)展及儀器設備的進步，腫瘤的放射治療進入了三維適形放療（3-Dimentional Conformal Radio- therapy）、調強適形放療（Intensity Modulated Radiotherapy IMRT）與圖像引導放療（Image-Guided Radiotherapy，IGRT）新時代?，F(xiàn)代放射治療將定位螺旋CT、移動激光定位系統(tǒng)和三維TPS工作站三者通過網絡連接，形成集影像診斷、圖像傳送、腫瘤定位和治療計劃為一體的高精度腫瘤定位計劃系統(tǒng)[1-2]。放射腫瘤學在技術和設備的發(fā)展推動下，知識更新越來越迅速，學科所涉及的研究領域在深度和廣度上不斷更新拓寬。與此相比，放射腫瘤學的教學內容仍以常規(guī)放療為主，相對陳舊滯后。研究生的培養(yǎng)內容也應改進和拓寬，從而適應新形勢發(fā)展的要求。但在實際工作中，對放療設備和技術更新的培訓未引起足夠重視，繼而成為瓶頸，阻礙了放射腫瘤學研究生的全面培養(yǎng)和提高。新形勢下，如何適應這種變化，突出放射腫瘤學專業(yè)自身發(fā)展的特點，重視教學內容方法的更新是我們亟待探討的新問題。
1 放射腫瘤學的技術設備的發(fā)展
隨著放射物理、放射生物、臨床腫瘤學等理論的發(fā)展，尤其是計算機和影像學技術設備的發(fā)展，放射治療有了飛速發(fā)展，從常規(guī)二維放療發(fā)展到三維適形放療、調強放療及四維放療。在惡性腫瘤進入綜合治療時代時，不斷完善和發(fā)展的精確放射治療作為基本治療手段之一， 其所占地位越來越重要。
調強放療技術（IMRT）是在三維適形放療技術基礎上發(fā)展起來的一種放療新技術，更好地實現(xiàn)了靶區(qū)的適形，同時更好地保護了靶區(qū)周圍的危及器官。近年發(fā)展出的影像引導放射治療（IGRT）技術，在三維放療技術的基礎上加入了時間因數(shù)的概念，充分考慮了解剖組織在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤差。它是一種全新四維的放射治療技術。它在患者進行過程中進行實時監(jiān)控，并根據(jù)器官位置的變化調整治療條件使照射野緊緊“追隨”靶區(qū)，使之能做到真正意義上的精確治療。相對常規(guī)放療實現(xiàn)本質上的飛躍。
2 放射腫瘤學研究生教學的現(xiàn)狀
放射腫瘤學是依賴人體解剖、病理解剖和放射影像學的綜合性學科，需要有從一維到三維的平面及立體概念，以及隨時而變化的四維概念[3]。目前放射腫瘤學研究生的培養(yǎng)更加側重對放射腫瘤治療臨床應用的掌握，忽視了放射物理學、放射生物學及腫瘤影像學等相關學科的專業(yè)基本知識的了解和領會，忽略了對新設備和技術的專門培訓。這種趨勢就勢必造成了研究生整個知識體系失衡，不能建立起放射腫瘤學完整的知識框架體系，難以做到基礎與臨床相結合。此外，目前存在著普遍情況，放療新技術和設備推廣通常更多地面向臨床醫(yī)師，研究生參與機會不多，即使有機會接觸的研究生在沒有足夠的引導下也不會重視這方面的學習，這些現(xiàn)象值得關注和思考。
3 目前研究生培養(yǎng)的弊端
忽視對放射腫瘤學研究生放療技術與設備方面培訓，其所帶來的負面效應應引起重視。精確放療相比常規(guī)放療是放療技術上質的飛躍，是三維圖象處理技術、高精度的劑量計算算法、尖端的直線加速器系列技術、先進的腫瘤診斷技術、放射生物學前沿研究成果相融合的產物，是一種通過精確的腫瘤定位、計劃設計及劑量計算并最終在治療機上精確執(zhí)行的一種全新的放療技術，以達到對腫瘤“精確”治療的目的。
如果研究生本人對設備性能和技術參數(shù)掌握不夠透徹，只知其然而不知其所以然，就不能對“精確定位、精確計劃、精確治療”為特征的精確放療深刻理解，難以系統(tǒng)掌握相關理論和專業(yè)知識，難以把握學科前沿動態(tài)，缺乏綜合分析、發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造的能力，削弱了進行創(chuàng)造性研究工作方法的能力，影響了嚴謹科學作風的培養(yǎng)。從臨床角度，未全面系統(tǒng)的掌握相關專業(yè)知識將必然會阻礙對疾病診療能力的提高，影響病患的臨床治療效果和預后。因此，相應培訓的缺乏勢必會造成研究生知識結構、能力結構和素質結構不合理，突出表現(xiàn)為創(chuàng)新能力較差和學術視野不廣[4]。
4 完善目前研究生教學現(xiàn)狀的措施
4.1 改變觀念
放療科主任和導師作為學科帶頭人，在對整個學科放射治療新技術、新設備應用的培訓開展起主導作用。放射腫瘤學在深度和廣度上的更新發(fā)展，對研究生提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，要求其不僅要掌握臨床疾病的診療，更要更深入探討與此學科相關基礎支撐領域的內容，而放射治療技術設備更新是其中的關鍵。因此，在日常研究生培養(yǎng)工作中要充分認識到新技術、新設備應用的重要性，進而促進放射腫瘤學診療水平的提高。
4.2 突出放療腫瘤學專業(yè)技術設備的革新特色
放療新設備與新技術是放射腫瘤學教學中的重要組成部分。首先，最重要的方面是常規(guī)科室業(yè)務學習時，可請廠商培訓人員對科室成員進行放療新設備、新技術的新進展進行專門培訓，保持科室相關人員的知識體系的更新，作為臨床工作的必要補充?？剖业膶W科建設需要形成規(guī)范化和制度化的培訓體系，不定期進行新知識的培訓，促進研究生業(yè)務水平的提高。其次，醫(yī)院應加大宣傳力度，利用醫(yī)院內部網絡及院報等，突出宣傳新設備的名稱功效，將有利于激發(fā)學生接受新事物的興趣，調動其積極主觀能動性去認識了解新技術設備。在專業(yè)學術會議中增加對新設備和技術的宣講，增加放射腫瘤學研究生接觸、學習的機會。此外，研究生教學中應注重強化外語和放射生物學方面的知識學習，使培養(yǎng)出的學生將來能適應飛躍發(fā)展的腫瘤精確放療新時代。
4.3 注意研究生培養(yǎng)方法的多樣化
采取以病案為中心模式，采用臨床真實病案，進行床邊實踐性教學，結合臨床實例突出放射治療新技術的優(yōu)勢。鼓勵學生課下網絡搜尋相關最新進展，明確常規(guī)放療與精確放療下腫瘤靶區(qū)勾畫的差別，充分發(fā)揮學生的積極性和主動性，對腫瘤放療技術的革新優(yōu)勢產生深刻理解[5]。
放射腫瘤學具有跨學科特點，包括了放射物理學、放射生物學及腫瘤影像學等較為枯燥和難理解的內容。充分利用多媒體圖片教學，通過多媒體課件的播放演示，能很好地彌補放療技術、設備原理教學的抽象性、不直觀性等局限性。多媒體課件能夠提供大量的專業(yè)知識信息，相關背景知識及研究現(xiàn)狀，有助于促進學生理解和掌握知識要點[6]。教學過程中充分利用多媒體手段向學生展示放射治療技術和設備發(fā)展的過程與原理，及其對臨床治療產生的影響，從而使學生對教學內容有直觀深刻的印象，使枯燥的教學變得直觀具體，使復雜的學習內容變得更加形象。此外，科室與導師對研究生進行不定期的培訓后，考核是保證教學工作質量的重要手段。
總之，在放射腫瘤學研究生培養(yǎng)工作中，應當注重目前放療設備革新帶來的技術進步，加強這方面的培訓，使研究生培養(yǎng)工作可以更好的切合臨床，以提高科研和臨床的服務質量。
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