中国生物医学工程学报杂志
Chinese Journal of Biomedical Engineering 중국생물의학공정학보
- 主管单位： 中国科学技术协会
- 主办单位： 中国生物医学工程学会
- 影响因子： 0.61
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 0258-8021
- 国内刊号： 11-2057/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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高精度原子力显微镜用于超顺磁性氧化铁纳米粒子的表征
目的:将高精度原子力显微镜用于葡聚糖包被的超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米粒子表征,探讨它作为载体用于磁共振成像的可能性.方法:通过共沉淀法合成SPIO,分别采用透射电镜和高精度原子力显微镜对粒子进行观察.结果:透射电镜显示葡聚糖包被的SPIO核心部分即铁粒子外形主要为球形,分布比较均匀,粒径不超过5nm,不能显示葡聚糖包被后的整个粒径;而高精度原子力显微镜显示葡聚糖包被的SPIO呈立方体形,颗粒均匀,核心铁粒子直径在5nm内,葡聚糖包被后的实际粒径在20～35nm之间.结论:对于葡聚糖包被的SPIO表征检测,高精度原子力显微镜大有可为.
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胎儿超声图像分割及自动径线测量
为从超声图像中准确估计胎儿股骨长度、头围、双顶径和枕额径,提出一种新的胎儿超声图像分割和径线自动测量方法.首先使用结合空间邻域信息的二维模糊聚类,在抑制斑点噪声的同时提取胎儿超声图像中的骨骼部分;接着将骨骼提取的结果细化作为霍夫变换的输入;然后根据股骨和头部不同的形态特征,分别设计了直线霍夫变换加二次曲线拟合的股骨参数提取方法,以及椭圆二次迭代霍夫变换的头部参数提取方法.本研究对60组胎儿超声图像自动计算所得的股骨长度和头围与手动测量间的差异分别为(0.069±0.066)cm和(-0.508±0.458)cm.结果显示本方法所得结果基本与手动测量的结果吻合,可以提高测量的客观性,有望应用于临床的产前监护.
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适于脑功能活动检测的便携式近红外光谱仪的研制
研制一种新型的可用于研究脑功能活动的16通道便携式近红外光谱仪(MIRS).系统探头柔软性强,与待测部位有良好贴附性,可探测面积为4.4cm× 15cm的前额叶区域.选用集成化探测器、光源及其驱动芯片和基于USB接口的掌上型数据采集卡,使整机重量控制在1kg以内.用Visual C++6.0平台开发配套软件,系统的时间分辨率可通过软件设置,高达100ms.监测Valsalva手法诱导脑血流调节过程的结果表明,系统能够实时测量人脑前额叶皮层血氧和血容量变化情况,从而反映出待测区域功能活动的强弱,为研究大脑认知神经活动提供了条件.
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一种基于互信息量的并行磁共振图像重建新算法
平方和算法是多线圈采集技术与并行成像中常用的一种图像重建方法.但是,在数据采集过程中,某些类型的运动常常会使个别位置上的线圈数据发生异常,采用平方和算法会对终的重建图像质量产生很大影响.本研究提出一种新的并行磁共振图像重建算法--加权平方和方法.算法以线圈图像间大互信息量作为判据来统计破坏数据,在之后的图像结合过程中赋予不同的权值,大限度地降低破坏数据对终结合图像造成的影响,有效解决运动对原有算法造成的破坏.本算法分别对多线圈并行采集的体模数据与真实脑部数据进行了实验,结果显示:相比于现有方法,新算法可以有效地抑制破坏数据在重建图像中产生的伪影,重建图像在细节分辨率上也有更好的表现.
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BSA-PLGA微球的制备条件优化及不同添加剂对包封率的影响
目的探讨不同优化条件及添加剂对BSA-PLGA微球包封率的影响.方法采用水/油/水(W1/O/W2)的双乳化技术制备了BSA-PLGA微球,对影响其包封率的工艺进行了研究并考察了蔗糖、聚乙二醇和甘油对包封率的影响.结果采用优化条件制备的微球包封率为89.1%;BSA溶液中加入添加剂后,包封率可以提高到97.5%.结论采用水/油/水(W1/O/W2)的双乳化制备的BSA-PLGA微球可用于运载生物大分子药物,同时,提高内水相的粘度能够提高蛋白的包封率.
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一种新型内窥镜自动消毒系统的研制
为解决现有内窥镜消毒技术中存在的不足,设计一种新的内窥镜消毒的有效方法.选用高电位氧化还原水作为消毒剂,设计特殊的超声清洗槽.采用单片机对高电位氧化还原水的制水时间和系统的消毒时间进行控制,实现对内窥镜的清洗消毒.实验表明,所研制的新型内窥镜消毒系统将超声技术和高电位氧化还原水有效结合,在提高内窥镜使用效率的基础上,使得对内窥镜的消毒更为彻底,而且可以同时对2条～3条内窥镜进行消毒.因此该内窥镜消毒系统可成为内窥镜消毒的有效手段之一.
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眼部血流多普勒信号的检测研究
研制以超声波为载体的电路系统,探测眼部血流多普勒信号,并进行频谱分析.硬件设计包括:信号控制、超声波发射/接收、高频放大、正交检波以及距离选通等电路;将检测信号数字化后,进行数字信号处理并绘制频谱分析图.同时,构建物理仿真模型验证系统功能;对人体正常眼组织的检测,获得眼动脉中血流信号的频谱分析图.结果表明,系统有效实现了血流流速的检测、血流方向的辨别和距离选通等功能;对人体正常眼组织检测所获得的频谱分析图中三峰双切迹状明显,与正常人体眼动脉血流参数吻合.作为专用眼科超声多普勒诊断仪的前期探索性研究,本设计能够准确的提取被测血流的多普勒频移信号,具有很好的应用前景.
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基于Wolff定律的各向异性骨再造模型
建立符合各向异性骨再造生理过程的骨再造数值理论模型.基于Wolff定律及骨各向异性的力学性质,在仔细研究了当前各向同性骨结构再造数值模拟预测技术的基础上,将材料方向和主应力方向趋于一致做为骨再造平衡条件,提出一新型各向异性骨再造数值模型.以二维悬臂梁结构为例进行了模拟,得到了二维悬臂梁结构的密度分布图.新型各向异性骨再造数值模型,量化了骨再造过程和骨力学性质的各向异性,实现了骨再造过程数值模拟的各向异性.应用该模型可进行更为准确的骨结构再造数值预测.
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深度运动认知的脑电研究——速度因素的影响
对深度运动过程的研究是视运动知觉研究中非常重要的课题.本研究采用一种接近人真实视觉经验的实验范式,通过改变逼近物体的速度参数,采集正常人在直接深度运动过程中的128道脑电数据.通过主成分分析,发现速度对N220、P140和P300成分有显著的影响,然后应用归一化小模解研究有关主要成分的皮层电流源密度图,得到深度运动激活的主要脑区及其时空动力学响应.综合这些时-空信息,本研究提出:人类对持续的深度运动过程的感知很可能是在额区的持续调控下多脑区间相互协同作用的结果.
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曲安耐德缓释膜的制备及其在兔眼穿通伤中的应用研究
以曲安奈德(TA)作为模型药物,壳聚糖和明胶作为基体,制备治疗眼穿通伤用的复合药膜(GICS-TA).溶剂挥发法制膜,采用红外光谱,X-射线衍射、扫描电镜分析药膜的结构与组成,并植入青紫蓝兔眼脉络膜上腔观察其对眼穿通伤治疗效果.TA与载体有良好的相容性,活性完好.药膜与眼组织生物相容性好,药物可持续释放,通过脉络膜到达视网膜和玻璃体内,抑制眼穿通伤术后创伤性炎症和玻璃体增殖反应,治疗效果优于传统给药方式,可望成为治疗眼穿通伤的新方法.
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扇形束CT局部成像的Lambda优质重建
在CT扫描过程中,由于电离辐射作用会导致病人产生癌症或者基因损伤,所以发展低剂量的成像算法正成为热点研究.作为局部成像算法之一的Lambda成像技术,具有减少剂量与快速成像的优点,但由于奇异值的必然存在,从而降低了成像质量.基于Wang Ge局部成像算法框架,提出利用高斯核函数及卷积性质来构建新的Lambda精确成像技术,并对高斯函数的参数选择进行分析.实验结果表明,应用新算法可确保得到高质量的重建图像,其特点是消除了图像中奇异点处微分不存在的现象,使得重建图像更加连续和光滑,尤其是在重建结果中加入了抑制灰度值平均的调节项,使得图像的分辨率和对比度大大提高,更加有利于临床的诊断.
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心室复极微小变化的小波域维纳滤波分析
心室复极微小变化与恶性室性心律失常的关系已引起国内外学者的广泛关注,对心脏性猝死预测有重要的临床意义.为达到对心室复极微小变化逐搏观察、分析,用小波域维纳滤波方法去除体表心电图中的肌电干扰,提取心室复极过程的微伏级高频信号.研究结果表明:小波域维纳滤波器可有效抑制人体肌电干扰,满足心室复极微小变化分析的需求;健康人和无室早患者的心室复极微小变化一般由6个可辨识的微伏级高频波构成,而室早患者心室复极微小变化的微伏级高频波则有可能少于6个.这些微伏级高频波的波宽、相互的时间间隔等特征参数与心脏疾病、心脏猝死的关系值得进一步研究.
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基于X-ray造影图像的主要冠状动脉血管直径测量的研究
冠脉血管直径的测量是冠心病诊断的基础.利用图像处理的方法实现冠脉直径的测量,并在此基础上给出了冠脉的正常直径,比传统意义上的百分比狭窄率更具有应用价值.采用103个病例进行统计研究.其中男病例51个,女病例52个.按照美国心脏病协会分段准则,把冠脉树分成了27段,利用已知导管直径计算真实冠脉段直径.结果给出了冠脉平均直径、中点直径、冠脉长度和弯曲率四个参数的均值和标准差.其结果与尸检结果比较接近.在处理冠脉直径狭窄时,这些参数可作为参考值,在冠状动脉病变分析中具有非常重要的应用价值.
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帕金森病人苍白球神经元放电的自适应阈值检测
自动选取合适的阈值以适应不同信噪比的信号,达到检测神经元放电的目的.依据微电极记录的信号,采用闭环方式自动递归调整阈值,逐次检测神经元放电.对合成的模拟神经放电信号及临床手术中微电极记录的112个病人的神经元放电信号处理,检测出了不同信噪比信号中的神经元放电脉冲,这些放电脉冲反映了神经核团的电生理特征.根据检测的神经元放电,可以对不同神经核团放电特征进行客观定量的分析,准确识别手术中微电极所在的神经核团,对于指导靶点定位具有重要的意义.
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下颌前突的三维非线性有限元应力分析
下颌前突是常见的颌面畸形,其下颌骨的力学环境不同于正常人.基于一位下颌前突患者的头部CT片,建立下颌骨的三维有限元模型,关节盘和关节软骨层间考虑接触,对其施加模拟正中咬合的载荷,分析下颌骨不同部位的应力分布特点,为下颌前突的治疗提供参考.结果表明:下颌骨的高应力区出现在乙状切迹和下颌角,分别为13.337MPa和13.850MPa;下颌骨的大变形发生在颞下颌关节(TMJ)区域.通过与正常人下颌骨的比较,发现下颌骨大部分区域的应力分布较为吻合,但TMJ内的应力分布存在较大的差异,表明下颌前突可能导致TMJ内紊乱症,甚至髁突吸收、关节盘穿孔.可见,除了必要的矫形或手术治疗外,有时还需要针对TMJ进行治疗.
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基于多分辨率分析的短时高频心电图近似熵估计
对原始的短时高频心电图(SHFECG)作近似熵计算难以得到稳定、可信的估计值.本研究从小波变换的多分辨率分析出发,对SHFECG信号先作分解,再作近似熵估计,发现含有较高频率成份的心电图细节信号,其近似熵值稳定可靠.并且,对心脏病患者、不同年龄的健康人的SHFECG分析发现不同频率层次的细节信号有着不同的近似熵值分布,显示出该分析方法在心脏疾病的早期诊断中潜在的应用价值.
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PEG化PAMAM树状大分子的合成及其作为药物载体的研究
研究经聚乙二醇(PEG)进行表面修饰的聚酰胺-胺树枝状大分子作为药物载体时对药物的包裹及释放能力.用经三氟乙基磺酸单甲氧基(Tresylate)活化的相对分子质量为5000的单甲氧基聚乙二醇(Tresylated MPEG-5000)对聚酰胺-胺G4.0-PAMAM树状大分子修饰,目标产物PEG化树状大分子用FT-IR、1H NMR进行结构表征.MTT研究其细胞毒性.通过包裹与释放实验研究该药物载体对抗癌药物甲氨蝶呤(MTX)的包裹及释放能力.每个修饰后的树状大分子可包裹33个抗癌药物甲氨蝶呤分子,细胞毒指数较低,释药速度减慢.修饰后的树状大分子与未PEG化的树状大分子载体相比具有更强的包裹能力,并具有一定的药物缓释功能;细胞毒性试验表明,其胞毒性与未PEG化的树状大分子相比明显偏低.
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工频均匀强磁场促进体外培养SNU细胞凋亡及其相关机理的研究
观察50Hz工频均匀强磁场(0.097T)对人低分化胃腺癌细胞株-SNU细胞凋亡的影响,并通过检测Bax、Bcl-2和Caspase-3三种蛋白表达的变化探讨其可能机制.体外培养SNU细胞,给予50Hz工频均匀强磁场(0.097T)处理后应用流式细胞定量检测和透射电镜超微结构观察,研究该磁场对SNU细胞凋亡的影响,并应用流式细胞定量检测、免疫细胞化学染色和蛋白免疫印迹相结合的方法,检测三种凋亡相关蛋白的表达.给予工频均匀强磁场处理后SNU细胞的凋亡率明显升高,此外,SNU细胞内Bax和Caspase-3蛋白的表达量随处理时间延长逐渐增加,而给予磁场处理后Bcl-2蛋白的表达量随处理时间延长逐渐下降.工频均匀强磁场处理可以促进体外培养SNU细胞凋亡,其可能机理为上调Bax和Caspase-3蛋白的表达,下调Bcl-2蛋白的表达.
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聚丙烯纤维水刺法无纺布化学及阻菌性能的实验研究
为研制新型阻菌材料,对3种不同单位面积质量的聚丙烯纤维水刺法无纺布进行了化学性能实验,并以创面感染的常见致病菌金黄色葡萄球菌和黏质沙雷菌为模型疡菌,通过一系列实验、分析,客观地评价了材料在低水分、半潮湿、潮湿条件下的阻菌性能.结果表明:3种材料具有较好的化学性能;随着单位面积质量的增加,3种材料的阻菌性能略有提高;且在低水分条件下的阻菌性能较好,在半潮湿、潮湿条件下基本无阻菌性能.
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一种韧性的胃电信号传导速率估计方法
由于棘波和/或动作伪迹等因素的影响,实际测得的胃电信号常常具有脉冲性.根据分数低阶统计量理论,本研究提出一种基于小平均p范数盲信道辨识的韧性时间延迟估计算法(BCILMP),对胃电信号传导速率进行估计.与小均方误差时间延迟估计算法(LMSTDE)比较,该算法在高斯和脉冲噪声环境下,均可以较好地估计出时间延迟,计算机仿真验证了其性能.运用该方法对四位胃轻瘫病人的胃电信号进行了传导速率的估计.结果表明:虽然胃轻瘫病人的胃慢波也由胃体大弯侧上1/3处向下端幽门处传播,但是其胃慢波的平均传导速率均比正常人的慢,速率的变化也不都是单调增加的.传导是胃电活动重要的空间特征之一,时间延迟估计方法可以定量地评价胃慢波传导的速率和模式.
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记忆合金平面螺旋微波热疗天线的设计与仿真
本研究采用单程形状记忆合金制作了背腔式阿基米德平面螺旋热疗天线,该天线束缚在导管内,进人腔体后,在体内37℃环境展开为平面螺旋状天线对肿瘤实施微波热疗.针对人体肌肉组织微波热疗模型,采用有限元数值分析方法,对该天线在肌肉组织中产生的电磁场分布及单位质量电磁能量吸收率(SAR)进行了模拟计算.结果显示:由于采用单程形状记忆合金制作,背腔式阿基米德平面螺旋天线的形状及大小可不受身体结构的限制进入腔体,微波热疗的范围可通过调节天线来实现.
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基于CT图像的活体人颅骨几何特征的研究
本研究利用活体人头颅CT图像,通过自编程序对图像进行分割与二值化、图像去噪、图像纠偏、边缘提取等处理后,实现了对颅骨几何特征的自动、准确测量.在对3000例(男女各1500)活体人头颅CT图像进行测量后,得到前额骨、顶骨和枕骨厚度以及颅骨宽度和前后长度均值.统计分析表明,男性的颅骨厚度均值小于女性,而颅骨宽度和长度的均值则大于女性;且对于不同的年龄,颅骨厚度、宽度及长度的差异性是显著的.该测量结果在解剖学、临床医学、生物力学和头部损伤分析等领域有着广泛的应用价值.
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基于图像块匹配和测地线活动轮廓模型的肿瘤自动检测算法
提出一种基于图像块匹配和测地线活动轮廓模型的肿瘤自动检测算法.给定肿瘤区域的术前图像和术后(或术中)图像,首先通过刚性配准得到全局配准参数,然后将术前图像分割成大小适合的正方形区域,在术后(或术中)图像中寻找与之匹配好的区域,并得到各个分块对应的配准参数.根据分块配准和全局配准之间关系的判决比较,得到肿瘤所在的区域,后在此区域内利用测地线活动轮廓模型,获得较为准确的肿瘤初始轮廓.
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运动意识脑电的动态独立分量分析
研究了用独立分量分析方法进行运动意识脑电信号特征分析的可行性.提出了用峭度极大动态独立分量分析方法进行μ节律提取的新思想.通过对批处理ICA算法和动态ICA算法在运动意识脑电特征分析的结果比较,得出了动态ICA算法更适合于运动意识脑电特征分析和提取.研究中发现,动态ICA混合矩阵系数的时间波形能准确即时地反映受试者进行左右手运动想象时运动神经皮层的μ节律变化,这一结果对脑认知和脑-机接口研究具有较大的实际意义,为独立分量分析方法在事件相关电位(ERP)特征提取中的应用提供了新的思路.
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浅谈脑-机接口的发展现状与挑战
脑-机接口是在大脑与外部设备之间建立的直接的交流通道.文中简单叙述了脑-机接口的发展现状,并探讨了未来发展中面临的挑战.
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大鼠遥控导航及其行为训练系统的研究
本研究开发了一套大鼠遥控导航及行为训练系统,通过无线微刺激器刺激大鼠特定脑区,实现对动物运动行为的控制.系统的主要部分有:集成的PC机控制程序(包括通讯、参数设置和数据文件管理等功能)、采用蓝牙模块制作的发射器和接收器、基于C8051微处理器控制的刺激器、无线摄像系统,用于压杆实验的操作箱和用于行为训练的八臂迷宫.刺激器有恒压或恒流两种工作模式,具有幅值可调的特性,可以方便地设置刺激参数以适应不同的训练目的.系统经过了多种行为学实验的测试:监视和记录大鼠在操作箱的压杆过程、控制大鼠走八臂迷宫、以及遥控引导大鼠按三维障碍路线行走.测试结果表明该系统工作稳定,产生的刺激信号可以有效地控制大鼠不同的转向行为.此外,对大鼠的训练结果表明作用于大鼠体感皮层桶状区(Barrel Field,BF)的刺激可给予大鼠"虚拟的"提示,该提示刺激与内侧前脑束的奖赏刺激联合作用可以训练并引导大鼠完成不同的转向动作.
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基于小波分解和支持向量机的P300识别算法
针对支持向量机方法在P300识别中训练和识别速度相对较慢的不足,本研究提出了一种将小波分解与支持向量机相结合的P300识别方法.该方法通过小波分解实现脑电信号的特征提取,同时利用Span估计方法实现支持向量机优参数的快速选择;然后借助支持向量机良好的分类性能实现P300的识别.本研究在BCICompetition 2003的P300实验数据集上对该方法进行了验证,结果表明,与传统支持向量机算法相比,本算法具有更高的训练和识别速度,并且在5次重复实验时达到了100%的识别准确率.
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基于多通道线性描述符的脑-机接口分类算法的研究
脑电信号的特征提取是脑-机接口(BCI)中的一个关键部分,对提高分类正确率和信息传输率起着决定性的作用.本研究利用多通道线性描述符提取脑电信号的分类特征信息,将三个描述符单独和联合地施加于三个感兴趣的电极子集,导出12个特征矢量.五个受试参加了一个在线反馈BCI实验.实验期间他们被要求想象左手或右手运动,记录的脑电图数据用于离线分析.对来自7导和11导两个电极子集的8个特征矢量,五个受试平均的分类精度在89%和93.5%之间,而好的分类精度在85%与99.9%之间.比较基于描述符的特征与基于自回归(AR)模型的特征分类性能,结果表明多通道线性描述符是一种有效的特征提取方法.使用该方法提取特征时,理想的电极数应在7与11之间.
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基于时频分析的个性化脑-机接口设计
为了提高脑-机接口的分类正确率和实时性,本研究提出基于时频分析的个性化脑-机接口设计方案.通过对多导联EEG数据进行离线谱图分析,量化不同导联EEG信号在想象左右手运动时,其各个频带能量随时间的变化规律.然后将各导联EEG信号不同频带能量变化特征在左右手运动想象时的差异进行脑地形图成像.进而根据特征差异在大脑皮层的分布为不同用户的佳电极位置选择和特征频带的确定提供直接依据.实验结果证明,该方法有效减少了特征提取的盲目性,用少的导联,少的特征向量,较简单的特征提取和分类算法,取得很好的分类效果,具有较高实用价值.
| 年 | 期数 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2017 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2016 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2015 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2014 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2013 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2012 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2011 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2010 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2009 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2008 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2006 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2003 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2002 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2001 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 01 02 |
| 1998 | 01 02 |
| 1994 | 04 |
