肝脏FDG代谢模型的参数估计

利用房室模型进行肝脏[18F]氟代脱氧葡萄糖([18F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose,FDG)代谢的动力学研究是进行人体功能信息的建模和研究肝脏葡萄糖代谢率的重要手段。动力学研究需要得到血液中的示踪剂浓度随时间变化曲线,将其作为模型的输入,估计出肝脏FDG代谢模型的动力学参数。然而,肝脏存在肝动脉输入和肝门静脉输入。研究分别采用动脉和门静脉的双输入方式和动脉的单输入方式作为血液输入曲线,用这两个输入函数分别进行了肝脏FDG代谢的动力学研究,比较了用两种方法所得到的结果。结果显示,在人体肝脏的FDG代谢研究中,用两种输入曲线得到的结果存在明显的不同,并且用双输入曲线得到的结果更加准确。     

[18F]氟代脱氧葡萄糖(FDG)动力学研究中的输入曲线

为了利用正电子发射断层成像来研究[18F]氟代脱氧葡萄糖在体内代谢节,用血池感兴趣区法与标准输入函数法相结合的方法,无损确定代谢模型的输入曲线。在三维动态图像中,选择主动脉在远离主要代谢器官的部分作为感兴趣区,提取时间活度曲线,再利用基于人群得到的标准输入曲线进行部分拟合来减小噪声,得到输入曲线。通过仿真实验对200套带有不同噪声和污染影响的输入曲线进行处理,验证了该方法的可行性和有效性。该方法已应用于临床数据处理,可以用于临床动态成像中无损确定输入曲线。     

基于可视人计划的计算医学研究进展

从生理系统建模与仿真的角度回顾了基于可视人计划(visible human project,VHP)的计算医学研究进展。以18F氟代脱氧葡萄糖(FDG)代谢为例介绍了物质代谢的房室模型,以及基于VHP的FDG代谢的可视化实现方法。讨论了基于VHP的有限元分析在生物力学和生物电传导的应用研究。概述了基于VHP的人体辐射计算模型和辐射剂量评估的研究。因此,数字人是源于VHP的新研究领域,而计算医学是完成数字人研究的重要方法。     

FDG-PET定量指标可靠性和判别准确性仿真

正电子发射断层成像中内在的随机噪声导致基于其图像的定量指标具有波动性.通过计算机模拟逼真的肺癌和炎症组织的氟代脱氧葡萄糖([ 18F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose, FDG)代谢动力学曲线,研究不同定量指标的可靠性和判别准确性.结果表明,对动态成像运用Patlak方法求得的净摄入率具有最高的可靠性;双时成像求得的保留指数可靠性最低,但相对于标准摄入值依然能更有效地判别肿瘤的良恶性;通过增加双时成像中第二帧扫描时间,可提高保留指数的可靠性和判别准确率.     

术前超声评估肝癌术后复发的应用价值

目的探讨术前超声在预测肝癌术后复发中的价值.方法选择82例肝癌患者作为研究对象,术前采用彩色多普勒超声诊断仪测定门静脉及肝动脉内径、血流量及肝动脉搏动指数(PI)、阻力指数(RI),收集患者临床参数及术后复发情况,采用ROC曲线分析各参数对复发的预测价值.结果肝癌患者癌栓情况、临床分期与肝动脉、门静脉血流动力学相关(P0.05),有癌栓的患者门静脉内径、门静脉血流速度大于无癌栓的患者(P0.05),RI值明显高于无癌栓的患者(P0.05);巴塞罗那临床肝癌分期(BCLC期) B期患者门静脉流量、内径、RI值均明显高于BCLC分期A期的患者(P0.05);肝癌术后复发的患者RI、PI值明显高于无复发的患者,差异具有统计学意义(P0.05); ROC曲线显示术前肝动脉PI值预测肝癌术后复发的曲线下面积为0.658,截点值为1.01; RI值预测肝癌术后复发的曲线下面积为0.715,截点值为0.65.结论术前早期检测门静脉、肝动脉血流参数对肝癌术后复发具有一定预测价值.     

青春双歧杆菌和乳链球菌混合培养的动力学模型

研究了青春双歧杆菌和乳链球菌混合培养的生长动力学模型。培养基中作为碳源的葡萄糖对双菌生长有重要作用，以葡萄糖为速率控制底物，且根据这两菌对底物的竞争关系和代谢产物可以互相利用，互相促进生长的共生关系，从而异出其动力学方程，并进行参数估计和模型预测。     

南方鲶循环系统结构的研究

应用循环灌注和血管铸型技术对南方鲶循环系统的结构进行了研究 ,结果表明 :南方鲶鳃部动脉中入鳃动脉由鳃弓腹侧中部距前端约 1 / 3处入鳃 ,出鳃动脉在鳃弓的前 1 / 2到 2 / 3处分别由两条合并为一条 ;躯干部至尾部具特有的背上动脉和背上静脉 ;静脉系统中有两条肝门静脉 ,尾静脉分为 3支 ,左右两支形成肾门静脉 ,中间一分支形成左肝门静脉 .     

血小板/脾脏体积比:一种新的无创模型预测病毒性乙型肝炎脾功能亢进患者的肝纤维化程度的研究

比较和评价血小板/脾脏体积比预测脾功能亢进患者肝纤维化及肝硬化的临床价值。连续收集兰州市第二人民医院普外科2014-2016年因脾功能亢进、门静脉高压患者共28例,所有患者均行脾脏切除术+胃底食道静脉高位结扎术,术中取肝脏活检标本,术前所有患者行Fibroscan肝脏弹性图检查。利用受试者工作特征曲线下面积(AUROC)方法评价血小板/脾脏体积诊断肝纤维化指标与Fibroscan肝脏弹性图检查诊断进展期肝纤维化及肝硬化的价值。28例患者术后病理均证实为重度肝纤维化及肝硬化患者,患者术前行Fibroscan肝脏弹性图检查,根据Fibroscan测量结果将F3F4认定为重度肝脏纤维化,F4以上认为肝硬化。Fibro Scan测量脏硬度与血小板/脾脏体积(PSVR)比值各项评分的ROC曲线的灵敏度、特异度分别为0.78、0.92,与纤维化程度明显相关。血小板/脾脏体积比可作为一种新型的无创模型来预测病毒性乙型肝炎合并脾脏功能亢进患者的肝纤维化及肝硬化的评估方法,有助于外科医生术前进行病毒性乙型肝炎合并脾脏功能亢进患者的评估。     

动脉壁的动力响应特性

基于纤维加强各向异性不可压超弹性复合材料两层厚壁圆筒模型,应用连续介质力学有限变形理论和非线性动力学理论,建立脉动压作用下动脉壁的动力学模型,考虑动脉壁中残余应力、平滑肌主动作用以及纤维分散的影响,通过数值计算得到动脉壁的时程曲线、频谱图、相图和庞加莱截面图及应力分布曲线,利用非线性动力学理论分析了动脉壁的动力学响应特性,讨论了脉动压大小和频率的影响.     

复杂形状血管中血液两相流动研究

从液固两相流的角度出发,针对人体心脑动脉血管中典型的血管形状,利用计算流体力学的方法和血流动力学的基本原理,考虑血液两相流动的影响,进行了相关的血流动力学分析,获得了血液两相流动的有关动力学参数,并揭示了考虑两相流动影响造成的血液动力学特性的差异,为进一步研究复杂形状血管中血流动力学提供了理论参考。     

Parameter estimation for whole-body kinetic model of FDG metabolism

Based on the radioactive tracer ［¹⁸F］2-fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG), positron emission tomography (PET), and compartment model, the tracer kinetic study has become an important method to investigate the glucose metabolic kinetics in human body. In this work, the kinetic parameters of three-compartment and four-parameter model for the FDG metabolism in the tissues of myocardium, lung, liver, stomach, spleen, pancreas, and marrow were estimated through some dynamic FDG-PET experiments. Together with published brain and skeletal muscle parameters, a relatively complete whole-body model was presented. In the liver model, the dual blood supply from the hepatic artery and the portal vein to the liver was considered for parameter estimation, and the more accurate results were obtained using the dual-input rather than the single arterial-input. The established whole-body model provides the functional information of FDG metabolism in human body. It can be used to further investigate the glucose metabolism, and also be used for the simulation and visualization of FDG metabolic process in human body.     

造纸过程控制系统的数学模型

造纸过程控制系统是一个双输入-双输出系统.在系统的输入端加入伪随机信号,并测量系统的响应.应用最小二乘参数估计方法和F检验方法,辩识出系统的传递函数矩阵,进而计算其状态空间表达式。     

双输入样条神经网络权值与结构确定算法

基于样条函数逼近理论构建了以样条函数乘积为隐层神经元激励函数的三层双输入样条神经网络。该网络依据输入变量的空间结构,实现了训练数据的网格化划分,网络结构可随训练数据和网格划分数的变化进行相应调整,生成的权值矩阵做到了一步直接确定。仿真实验表明,双输入样条神经网络具有较高的建模精度,较短的运行时间,有效确定了训练数据网格划分数与网络结构的关系。     

不同时期肝硬化大鼠门静脉血与下腔静脉血中内源性硫化氢的比较

为观察H2S在不同时期肝硬化大鼠门静脉与下腔静脉血中浓度的变化,探索其在肝硬化发生发展过程中的作用.制备四氯化碳诱导的肝硬化大鼠模型,在第15d、第30d、第52d取大鼠门静脉及下腔静脉血检测H2S浓度.肝硬化早、中、晚期大鼠门静脉血和下腔静脉血中H2S的含量均显著低于正常对照组,且H2S浓度随着肝脏病变的加重而逐渐降低;在肝硬化中期及晚期,门静脉血中H2S的浓度明显低于下腔静脉.结果显示,实验性肝硬化大鼠门静脉血和下腔静脉血中H2S在肝硬化门脉高压高动力循环发生发展中起着重要作用.     

具有Rao的简单协方差结构的生长曲线模型的局部影响判断

利用矩阵的广义影响函数和广义Ｃｏｏｋ统计量研究了具有Ｒａｏ的简单协方差结构的生长曲线模型的局部影响问题．得出了各种扰动形式下参数估计的局部影响度量．并通过实例，说明了该方法有效可行，有一定的实用价值．     

具有均匀协方差结构的曲线增长模型的局部影响分析

利用广义影响函数和广义Cook统计量来研究具有均匀协方差结构的曲线增长模型的局部影响问题 .得到了不同扰动形式下 ,参数矩阵B及协方差阵∑的极大似然估计的局部影响度量 ,并利用实例说明了该方法的有效性     

银杏叶提取物对实验性肝纤维化大鼠COX-2、TNF-α等表达的影响

研究银杏叶提取物(EGb)对CCl_4诱导的大鼠肝纤维化肝组织COX-2、TNF-α及TLR4mRNA表达的影响。采用皮下注射40%CCl_4植物油溶液制备大鼠肝纤维化模型。造模第4周后,开始给药。以高低两个剂量的EGb进行干预,同时设计正常组、秋水仙碱组。每天给药1次,给药期间大鼠仍皮下注射40%CCl_4植物油溶液。给药6周后处死大鼠,通过RT-PCR技术观察大鼠肝组织中COX-2、TNF-α及TLR4 mRNA的表达。RT-PCR结果显示,与正常组相比,模型组大鼠肝组织的COX-2、TNF-α及TLR4mRNA表达明显增加(P0.01);银杏叶提取物(EGb)干预组(100,50 mg/kg)较模型组大鼠肝组织的COX-2、TNF-α及TLR4 mRNA表达明显下降(P0.05)。结论银杏叶提取物(EGb)能够抑制大鼠肝纤维化肝组织COX-2、TNF-α及TLR4的表达。     

影响肝功能衰竭患者短期预后的多因素分析及其与年龄的交互作用对预后影响

为探究肝功能衰竭患者短期预后的影响因素并初步探讨年龄与相关因素交互作用对预后的影响。通过回顾南京中医药大学附属南京医院2020年6月-2022年5月收治的肝功能衰竭患者作为研究对象，采集患者入院时人口学特征、并发症、住院期间实验室检查指标，采用单因素、二元Logistic回顾分析研究影响肝衰患者预后的相关因素，采用受试者工作特征曲线（ROC）评估模型效能，采用R语言分析年龄与独立危险因素的交互作用对预后影响。结果表明：共纳入371例患者，治疗2周预后良好组257（69.27%），预后不良组114（30.73%），单因素筛选可能的影响因素有并发症数量、肝性脑病、胆汁酸最低值、胆汁酸变化率、直接胆红素最低和最高值、直接胆红素变化率、肌酐、尿素氮（P＜0.1），二元Logistic回归分析结果发现并发症数量[1.287(95%CI:1.049-1.58), P=0.016]、胆汁酸最低值[1.007(95%CI:1-1.013), P=0.007]及直接胆红素最小值[1.008(95%CI:1.001-1.014), P=0.015]、肌酐[1.008(95%CI:1.001-1.016), P=0.028]、CRP[1.012(95%CI:1-1.025), P=0.047]以及肝性脑病[4.509(95%CI:2.469-8233), P<0.001]为肝衰患者的独立影响因素（P＜0.05），ROC曲线显示并发症数量临界值2.5个，AUC 0.713(95%CI：0.656~0.771)、胆汁酸最低值临界值57.8 μmol·L-1，AUC 0.607(95%CI：0.546~0.668)、直接胆红素最低值临界值71.05 μmol·L-1，AUC 0.705 (95%CI：0.648~0.762)、肌酐临界值77.5 μmol·L-1，AUC 0.585(95%CI：0.522~0.649)、CRP临界值22.99 mg·L-1，AUC 0.550 (95%CI：0.484~0.615)，联合预测因子ROC曲线下面积AUC 0.809，敏感性：66.7%，特异性：83.7%，年龄与胆汁酸最低值、直接胆红素最低值及肝性脑病对预后影响存在协同作用。可见基于肝衰竭患者并发症数量、胆汁酸最低值、直接胆红素最低值，肌酐及肝性脑病构建的logistic回归模型具有较好的预测分类能力，具备高龄和高胆汁酸、高直接胆红素最低值、高肌酐及肝性脑病阳性因素的患者不良预后风险的概率可能更高。