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利用快速偏振分辨二次谐波成像监测皮肤拉伸过程中胶原的动态重排
摘要： 生物组织的力学特性与其胶原纤维的特定分布密切相关。然而监测机械拉伸过程中胶原网络的动态重组是一项技术挑战，因为这需要在厚且形变的样本中绘制胶原纤维的取向图谱。本研究采用快速偏振分辨二次谐波显微镜来实现力学测试中的胶原取向测绘。该系统基于电光调制器实现逐行偏振切换，并采用表向检测几何构型。经过适当校准后，该系统成功突出了离体小鼠皮肤真皮层中胶原沿牵引方向的动态排列。通过胶原取向分布熵随拉伸比的变化，可量化这种微观结构重组过程，其呈现线性特征且斜率测量精度良好。该方法可推广用于探测厚组织中的多种动态过程。
关键词： 生物力学、多光子显微镜、皮肤、偏振、胶原蛋白
更新于2025-09-23 15:23:52
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影像学与生物力学
摘要： 过去三十年间，我们通过无创成像技术观察肌肉骨骼系统结构的能力，不仅促进了临床诊断，还为评估各类治疗干预的效果提供了依据。随着成像技术的精进与新方法的引入，这些技术能提供客观指标，帮助我们更好地理解疾病的自然进程与发病机制，从而优化治疗方案并评估疗效。传统X线摄影和计算机断层扫描常用于评估骨结构的完整性，而最新进展包括双平面X线透视技术——该技术如今能以高精度直接追踪体内三维关节运动?；诖耍矫鎄线透视已被应用于研究前交叉韧带（ACL）损伤后关节退变的进展过程。超声技术也因近期突破被用于测量软骨厚度，以研究ACL损伤后体内关节退变的演变。同样，磁共振成像（MRI）在评估损伤关节各结构间的解剖学、生物力学及成分相互作用方面得到广泛应用：例如通过分析步态载荷变化与损伤关节关节软骨成分改变的关联来研究病变进程，这类研究为理解关节损伤后创伤性骨关节炎的机制提供了新视角。此外，MRI还被用于探究ACL损伤机制——通过将韧带断裂时产生的骨挫伤投影映射到三维MRI扫描建立的膝关节双室关节面模型上，可确定受伤时胫骨相对于股骨的位置。MRI也被应用于评估术后半月板与ACL移植物结构及力学完整性的研究。
关键词： 生物力学、膝关节、磁共振成像、影像学
更新于2025-09-23 15:23:52
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圆锥角膜诊断的最新进展
摘要： 引言：圆锥角膜和扩张性角膜疾病是当前研究的热点领域。由于屈光手术的开展以及治疗扩张性角膜疾病新疗法的发展，加强诊断以识别疾病早期形式并评估角膜扩张进展的内在易感性变得尤为重要。本文讨论了用于表征圆锥角膜和扩张性角膜疾病的诊断试验相关术语，并对这些疾病的诊断和随访最新进展进行前瞻性探讨，包括影像学检查、生物力学评估以及遗传学和分子生物学方面的展望。 内容范围：我们通过广泛的PubMed文献检索，梳理了圆锥角膜及其他扩张性角膜疾病诊断领域的最新进展。 专家评论：角膜扩张的特征是生物力学失效和基质层变薄，导致角膜膨隆并因不规则散光引发视力障碍。中晚期病例易于识别，但轻度或亚临床形式的诊断仍具挑战。圆锥角膜是最常见的扩张性角膜疾病，属于双侧性（通常不对称）、进行性角膜营养不良。环境因素（如揉眼）也可能导致单侧角膜扩张。屈光手术的兴起及新疗法的开发，增强了对早期角膜扩张病变的诊断需求及对扩张进展的监测要求。基于Placido盘原理的角膜地形图能敏感检测相对正常裸眼视力和裂隙灯检查下的轻微扩张模式，但其局限性在于：部分患者虽前表面曲率图正常仍发生后发性角膜扩张；另一些具有可疑地形图模式的患者根据高级角膜成像结果接受激光角膜手术（LCV）后，却证实获得稳定疗效。角膜断层扫描、生物力学评估和眼波前分析等诊断工具，提升了我们诊断圆锥角膜早期阶段甚至评估扩张易感性的能力。人工智能与机器学习算法已成功整合数据，开发出灵敏度和特异性更高的新型精准指标。本文探讨了圆锥角膜诊断的最新进展，包括影像学检查、生物力学评估以及遗传学和分子生物学方面的展望。
关键词： 扩张、断层扫描、生物力学、圆锥角膜、地形图
更新于2025-09-23 15:19:57
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核黄素/紫外线A诱导的兔角膜瘢痕胶原交联
摘要： ● 目的：评估核黄素联合紫外线A（UVA）治疗角膜瘢痕的生物力学稳定性。 ● 方法：将86只新西兰兔分为对照组（A组，n=8）和创伤组[B组（n=27）、C组（n=24）和D组（n=27）]。B、C、D组按处死时间点再分亚组：Ba、Ca、Da组（4周，n=8）；Bb、Cb、Db组（6周，n=8）；Bc（n=11）、Cc（n=8）和Dc组（8周，n=11）。创伤组78只兔右眼角膜穿孔，B组仅缝合，C组缝合后立即行角膜交联术（CXL），D组缝合后7天行CXL。切取4.0×10.0 mm2角膜瘢痕条带，检测10%应变下的应力和杨氏模量。取Bc组和Dc组各3只兔样本测定α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达。 ● 结果：角膜瘢痕力学强度随时间增强，伤后8周达峰值。D组角膜瘢痕极限应力分别为4周2.17±0.52 MPa、6周2.92±0.63 MPa、8周4.21±0.68 MPa；杨氏模量为10.94±1.57 MPa、11.16±2.50 MPa和13.36±2.10 MPa，除正常对照外均高于其他组。B组与D组α-SMA表达分别为0.28±0.11和0.65±0.20，差异有统计学意义（P=0.048）。 ● 结论：本研究显示缝合后7天行核黄素/UVA交联术最有效改善角膜瘢痕生物力学特性。
关键词： 角膜穿透伤、生物力学、交联术、角膜、兔子
更新于2025-09-22 17:54:35
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健康眼与药物控制青光眼眼的动态Scheimpflug眼部生物力学参数
摘要： 采用动态Scheimpflug分析仪测量的生物力学参数与青光眼的关系评估?；毓诵匝芯苛?7例药物控制良好的原发性开角型青光眼患者（47眼）和75例健康受试者（75眼）的动态Scheimpflug分析仪（Corvis ST）检查结果。通过校正眼压(IOP)、中央角膜厚度、年龄和眼轴长度的多变量模型，比较青光眼与非青光眼眼的8项生物力学参数。多变量模型显示，青光眼与A1时间(P<0.001,系数=-0.5535)、A2时间(P=0.008,系数=-0.1509)、曲率半径(P=0.011,系数=-0.4034)及全眼运动(P<0.001,系数=-0.0622)呈负相关。青光眼与三项参数(A1时间、A2时间及曲率半径)的负相关持续提示青光眼眼角膜变形性更大，而与全眼运动的负相关则表明其眼球运动幅度更小。多项生物力学参数与其他基线因素存在显著关联（8项与IOP相关，2项与中央角膜厚度相关，4项与年龄相关，7项与眼轴长度相关）。药物控制下的青光眼眼比健康眼具有更大变形性，这可能通过低估IOP及眼球生物力学脆弱性增加视神经损伤风险。多项参数与基线因素显著相关，提示评估生物力学参数与眼病关联时校正这些混杂因素的重要性。结果表明测量青光眼眼的生物力学特性对准确眼压测量和风险评估具有临床意义。
关键词： 眼内压、青光眼、角膜、生物力学、Scheimpflug摄影术
更新于2025-09-12 10:27:22
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借助红外光学传感器研究马的站立阶段
摘要： 本研究旨在利用基于光学传感器的OptoGait系统检测马匹行走阶段。本试点研究共使用52匹健康马匹，每匹马平均检测45步。记录了马匹的站立相、摆动相、步幅及行走速度。每个步态的站立相细分为接触相、足平放期和推进相三个阶段进行单独分析。前肢与后肢的接触相和推进相存在显著差异：前肢推进相明显短于后肢，而接触相则显著长于后肢。值得注意的是，本研究中欧洲温血马的推进相时长显著长于英国马和阿拉伯马?；诮】德砥ナ萁⒌牟慰疾饬恐?，该技术未来或可用于马匹跛行诊断。
关键词： 马匹行走分析、兽医解剖学、生物力学、站立期
更新于2025-09-11 14:15:04
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放射学、激光、纳米粒子与假肢 || 15. 假肢
摘要： 当身体部位和功能出现衰竭时，有两种补救可能：再生或替换。再生永远是更优选择。但若因故无法实现，采用供体器官或人工部件进行替换则是次优方案。本章我们将探讨被称为假体的人工替代方案。假体可替代肢体或器官，旨在尽可能完好地接管健康器官的功能。我们区分两种假体类型：外置假体（位于身体外部）；内置假体（位于身体内部，亦称植入物）。
关键词： 计算机技术、电子学、植入物、外置假肢、假肢、生物力学、生物医学、内置假体、材料科学、仿生学
更新于2025-09-11 14:15:04
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全场光学相干断层扫描作为诊断工具：多模态成像的最新进展
摘要： 全场光学相干断层扫描（FF-OCT）是OCT的一种变体，能够在给定深度记录散射样本的二维面视图。凭借其卓越的分辨率，它无需物理切片即可快速呈现与组织学相似的信息。FF-OCT诊断的灵敏度和特异性水平达到等效组织学诊断性能的80%至95%，因此仍有提升空间。为此，人们设计了多模态系统来提高FF-OCT的诊断性能。本文将探讨此类多模态系统在离体生物组织检查中可测量的对比度类型，特别重点介绍分别用于测量组织力学、动力学和分子成分的三种多模态组合。
关键词： 动力学、多模态性、细胞代谢、荧光显微镜技术、生物力学、机械特性、全场光学相干断层扫描
更新于2025-09-04 15:30:14