简介：骨表观力学性能参数常被用来评定骨质量,而微观力学性能参数由于难以测得尚未被广泛应用。为从微观水平评判骨质量,本研究提出一种骨微观力学性能参数的预测方法。该方法以大鼠股骨皮质骨为研究对象,预测其在微观水平的失效应变。首先依据扫描影像建立大鼠股骨皮质骨有限元模型,然后以表观压缩实验为研究依据,模仿实验条件,模拟皮质骨有限元模型在压缩载荷作用下的断裂过程,并通过与实验所测表观应力-应变曲线进行对比、反演,预测出大鼠股骨皮质骨在微观水平的失效应变。分析结果显示四只7月龄大鼠股骨皮质骨的微观失效应变数值处于4.53%-4.75%之间。经验证,本方法能够准确预测出骨结构在微观水平的力学性能参数。

简介：表面肌电信号（surfaceEMG,sEMG）是人体产生的一种生物电信号,它蕴含信息丰富并且与肌肉活动和运动状态之间存在着很大的关联,可以用来识别运动意图和利用肌电反馈评估肌肉功能状态。目前,随着虚拟现实技术的发展,研究人员也逐渐将sEMG的应用与虚拟现实相结合。本研究总结了肌电-计算机接口的发展现状及其在虚拟现实中的应用。最后,探讨了基于虚拟现实的肌电-计算机接口目前存在的技术难点,并对其未来发展进行了展望。

简介：针对当前面瘫患者口唇部的功能性恢复不能直接进行定量评价的问题,研制了一种便携式口唇力测量仪。该仪器采用32位STM32嵌入式系统作为控制核心,控制高精度的模数转换器对拉力传感器得到的电压信号进行采样,并进行后续信号调理及前端触摸屏显示。实验表明:仪器获取的口唇力值精确度高(<0.06N),且H-B分级与口唇力测量仪对面瘫分级的评估结果一致,可以为临床疗效评估和治疗提供很好的技术支持。

简介：磁感应热疗计划系统（MHTPS）需要向计划医生提供更加直观的三维病灶属性,以辅助制定最优适形热疗计划。传统方法需手动勾画所有包含目标的片层,而后进行三维重建,分割耗时巨大,无法满足临床实用性和高效性要求。本研究针对手动分割效率较低的问题,探究了新的热疗计划系统中组织器官分割方法,引入并优化基于多方向片层的薄板样条最小能量半自动分割方法。实验结果表明该分割方法能够较好地描述人体组织器官和肿瘤的二维轮廓和三维模型,解决磁感应热疗计划系统中三维治疗靶区的适形确定问题,显著改善了传统手动分割方法的效率,可集成至计划系统使用,减轻医生和物理师负担。

简介：据JainM2018年1月29日（NatureBiotechnology,2018Jan29.doi：10.1038/nbt.4060.）报道,美国诺丁汉大学的研究人员通过研究成功开发出了一种比手机还要小的便携式设备,这种设备能用来测定最完整的人类基因组序列,相关研究或有望未来帮助家庭医生在常规检查和血液检查的过程中对患者进行全基因组扫描检测。

简介：基于水对近红外光的吸收原理,我们选用1300nm波长的近红外光,在一定压强下,测量单位厚度组织对近红外光的透光量,并以此来对组织的水肿状态进行识别。实验结果表明:同一压强下,随着水肿程度增加,单位厚度组织对近红外光的透光量减小;同一水肿状态下,随着压强的增加,单位厚度组织对近红外光的透光量增加;在1g/mm2压强下,不同水肿程度下的透光量之间具有显著性差异。初步研究表明,在适当压强下,使用单位厚度组织对近红外光的透光量,可以对不同水肿状态的组织进行识别,该方法能够为医生提供客观的数据支持,辅助医生在消化道重建手术中做出合理判断。

简介：提出了基于容积脉搏波振幅梯度的血压检测方法,并开发了相应的检测系统,进行了原理测试和对比实验。首先,对三名实验者进行了验证性实验,确认了系统的稳定性;其次,以水银式血压检测法作为对比方法,进行了基于容积脉搏波振幅梯度的血压检测法的对比实验,实验结果表明两种血压检测法具有良好的直线相关性;最后,用Bland-Altman图进行分析,结果表明收缩压和舒张压均有94%以上的实验结果分布在95%置信区间的范围之内,说明两种测量方法具有良好的一致性。基于容积脉搏波振幅梯度的血压检测法与水银式血压检测法具有大致相同的检测精度,本研究提出的新的血压检测法对间歇式血压检测是有效的。

简介：目的研究一种含5%（质量分数）纳米单质银颗粒的-磷酸三钙复合支架（β-TCP-Ag）的细胞毒性及在家兔体内的抗菌性和促成骨性能,从而为临床治疗骨髓炎合并大面积骨缺损提供新的思路。方法体外：以100%-磷酸三钙支架（β-TCP）作为对照组,在体外用CellCountingKit-8（CCK-8）试剂检测支架浸提液对大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的细胞毒性;体内：选取新西兰大白兔28只,以β-TCP为对照,一期在4周内建立兔股骨骨髓炎模型,再二期植入支架后分别饲养4周和12周,然后取支架植入区域骨组织,用平板涂布法检测金黄色葡萄球菌菌落的相对个数;用显微电子计算机断层扫描（Micro-CT）观察支架植入区域骨组织长入情况。结果CCK-8检测显示各组间细胞相对活性未见明显差异,表明β-TCP-Ag在体外未见有明显细胞毒性;细菌平板涂布法显示植入β-TCP-Ag组材料周围骨组织培养金黄色葡萄球菌菌落数远小于β-TCP组;Micro-CT分析表明β-TCP-Ag组骨缺损区域骨量明显高于β-TCP组。结论含5%纳米银颗粒的-磷酸三钙复合支架具有良好的生物相容性和抗菌能力,在体内杀灭细菌后有利于骨缺损的愈合,是一种良好的抗菌和骨缺损植入物材料。在改进骨感染合并骨缺损的治疗中具有重要的潜能。

简介：本研究制作了与组织光学参数相近的硬质仿体作为研究对象,使用漫射光子密度波(diffusephotondensitywaves,DPDW)技术,设计了一个基于DPDW的硬质仿体光学参数测量系统。由网络分析仪在300KHz~1MHz频率范围内对激光器进行交流调制,在与光源间隔1cm处接收漫射光子,经过解调获得幅值与相位的数据。利用光辐射方程对获取的数据进行曲线拟合,进而得到硬质仿体的吸收系数和约化散射系数。实验结果表明,对3种不同吸收系数的硬质仿体的检测中,μa和μ′s的检测最大误差分别为0.282、0.003cm-1,平均相对误差分别为19.8%、23.7%,吸收系数检测结果的相关系数为0.999。测量精度满足常规生物组织光学特性测量要求,本系统将在硬质仿体的检测以及生物组织检测等领域发挥重要作用。

简介：开发了一种基于爬行运动的脊柱康复训练运动控制系统,该系统基于支撑床体机构和上下肢爬行训练支撑机构,控制系统由电机驱动控制电路、运动控制程序等组成。通过2个直流电机为爬行运动训练提供动力,1个步进电机为脊柱侧弯矫正训练提供动力,1个直线导杆电机控制床体旋转和2个步进电机控制腹部支撑上下、左右移动。上位机采用PCI-1240运动控制卡作为控制核心,实现爬行训练的距离、速度和运动时间等的控制;下位机使用单片机实现对训练位置和姿态的控制。试验结果表明,该运动控制系统能很好地控制脊柱康复训练仪各部分的协调动作,以满足脊柱患者康复训练的需求。

简介：目的探讨根据三柱理论原则治疗Pilon骨折的临床疗效;总结三柱理论对于手术治疗的指导意义。方法回顾性分析2013年1月到2016年2月本院41例按照Pilon骨折三柱理论原则指导下行开放手术治疗并有1年以上完整随访资料的病例资料,其中男32例,女9例;年龄22～84岁,平均45.6岁;均为单侧骨折;高处坠落伤19例,交通伤12例,行走摔扭伤10例。按三柱理论分型为单纯外侧柱骨折7例,单纯内侧柱骨折5例,内侧＋外侧柱骨折16例,内、外、后三柱骨折13例。手术切口选择以进入主要力线骨折块的直接入路为主,钢板也按各柱力线方向固定,术后8周采用Burwell-Charnley骨折复位放射学标准评价骨折复位情况,术后6个月采用美国足踝外科协会（AmericanOrthopedicFootandAnkleSociety,AOFAS）踝-后足功能评分评价踝关节功能恢复情况。结果41例病人均获得随访,随访时间为12～26个月（平均15个月）。所有病人均骨折愈合;未出现切口感染、化脓、深静脉血栓形成;2例出现切口周围软组织轻度坏死,1例出现切口脂肪坏死液化等并发症,均换药后痊愈。Burwell-Charnley放射学标准评估：解剖复位30例,复位一般11例,复位差0例;AOFAS踝-后足功能评分为70～91分,平均81.6分。结论Pilon骨折三柱理论指导手术治疗疗效明显,能使骨折获得更佳的愈合和内固定选择,取得更好的疗效,值得临床推广应用。

简介：压缩感知理论的提出,使得小动物三维荧光断层成像中在体肿瘤的稀疏重建成为可能。然而,小动物三维荧光逆向重建过程中系数矩阵的列向量具有高度的相干性,导致了正则化问题不能得到最稀疏的解。本研究提出了基于QR分解的系数矩阵正交变换方法,以降低系数矩阵列向量的高度相干性,并通过求解L1/2正则化问题逆向重建小动物体内光源大小和位置。数值仿真和活体小鼠实验表明,该方法能够有效的降低逆向重建过程中的欠定性,提高肿瘤源重建精度。

简介：设计一款双波长无创血红蛋白浓度监测仪,可实时监测人体血红蛋白浓度。总体设计分为软硬件设计及算法研究。软硬件设计采用STM32F407作为主控芯片,选择MAX30100作为传感器,使用LCD液晶屏显示实时波形,使用SD卡进行数据存储。算法研究主要采用希尔伯特黄变换(HHT)对脉搏波进行滤波处理,采用PCA算法和RELIEF算法相结合对提取的27个时域特征参数筛选筛选出12个特征参数,利用PLS建立血红蛋白模型。本次研究中,选择响应速度快、精度高的艾康生物技术公司生产的MissionHB便携式血红蛋白分析仪作为对照仪器。同时,随机选择31名志愿者在相同的实验条件下进行验证实验,对31组实验数据进行分析,得到相关系数为0.728,均方差为0.9416g/dL。结果表明,本研究建立的双波长血红蛋白检测模型对血红蛋白浓度检测提供了一定的研究依据,对临床研究具有重要的意义。

简介：为提高对婴儿健康监护的质量,本研究提出在育婴箱中增加婴儿哭声识别功能,该系统主要以TI公司的数字信号处理器(DSP)芯片TMS320DM643和多媒体音频编解码芯片TLC320AIC23B为硬件核心,设计一套实时的婴儿哭声识别系统。本系统使用拾音器采集婴儿哭声,音频解码芯片对声音信号进行处理,然后发送给DSP芯片,DSP芯片对声音信号进行预处理,然后用优化的自相关函数算法提取特征参数-线性预测系数(LPC),使用动态时间规整(DTW)识别算法,实现对婴儿的哭声准确识别,并经串口向上位机发送识别结果。该系统在实际测试后表明,婴儿啼哭状态识别准确率可达97.1%,在婴儿护理领域具有重要意义。

简介：磁探测电阻抗成像(magneticdetectionelectricalimpedancetomography,MDEIT)通过体表电极向成像体注入激励电流,利用外部空间磁场分布数据重建成像体内部电导率分布。MDEIT技术应用于肺部肿瘤的动态检测,实现更加贴近实际的仿真计算;应用图像分割在临床CT图像获取胸腔内部结构先验信息,进而构建正常人与肺部肿瘤患者胸腔的三维模型,应用有限元分析分别计算胸腔外部磁场分布,并对其进行特征分析。正常人与肺部肿瘤患者胸腔周围的磁感应强度在空间分布上存在差异,两者对比结果显示,患者比正常人高出10.52%。外部磁感应强度的异常一定程度上反应了胸腔内组织的病理变化,为MDEIT在肺癌检测中的应用提供合理参考。

简介：Ⅰ型胶原广泛存在于脊椎动物的结缔组织中,其提取、分离、纯化和表征方法日趋成熟。文章从原料选取、除杂、提取、纯化、灭菌等方面,比较了Ⅰ型胶原的基本制备原理与常用方法,总结了Ⅰ型胶原的结构表征方法,并提出了目前存在的问题,展望了Ⅰ型胶原的发展前景。

简介：为了满足聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)融合器在高应力环境下的应用,同时提高其与骨组织的接合能力,采用压铸和腐蚀方法制备孔径为0.4mm,多孔层厚度为1.5mm,开孔率达100%的表面多孔PEEK(surfaceporous-PEEK,SP-PEEK),并研究了SP-PEEK的单向压缩行为。结果显示:当SPPEEK孔隙率分别为30%,40%和50%时,其在横向力(平行于多孔层方向)作用下,保留了实体PEEK53.6%~83.6%的弹性模量(分别为9.2、7.9和5.9GPa)及87.1%~90.5%的屈服强度(分别为57、55.8和54.9MPa);在轴向力(垂直于多孔层方向)作用下,SP-PEEK保留了47.1%~49.1%的弹性模量(分别为5.4、5.3和5.2GPa)及64.3%~79%的屈服强度(分别为49.8、48.3和40.5MPa)。制备的SP-PEEK(具有与皮质骨相当的弹性模量(4.9~28GPa),能够满足脊柱融合的刚度要求。

简介：设计了一个液面高度稳定装置。用以减少液体添加过程中,液面高度变化导致夹管阀两端的压力差变化,对液体添加量造成影响。借助于弹簧抗力补偿液面高度变化,使得液面高度维持在一个固定的位置。由此,使得夹管阀入口侧压力恒定,从而稳定夹管阀两端的压力差,保证了液体添加量的准确。此装置可以有效地解决液面高度变化对液体添加量造成的影响,其结构简单、易于实施,具有较强的实用性和推广应用价值。

简介：金属铌具有较低的弹性模量和较好的生物学性能,本研究采用磷酸氢钙溶液对纯铌进行水热钙化表面改性。显微结构和成分分析表明,经过200℃水热处理24h后,铌表面形成了Nb2O5-磷酸钙的纳米颗粒薄膜。水热处理试样具有较好的亲水性和耐蚀性,在模拟体液中浸泡两周后可诱导生成磷灰石层,表现出生物活性。该方法可用于铌、铌合金及其多孔材料的生物活性表面改性。

简介：利用生物超微弱发光检测仪,对经典热性药当归与经典寒性药黄芩中药煎煮液灌胃小鼠体表生物超微弱发光连续16d检测,结果显示:(1)在基于小鼠超微弱发光的中药药性研究实验中灌胃小鼠的最佳检测时间范围为第5d至第10d;(2)当归组与空白组、黄芩组与空白组腹部与背部自发发光强度的比值之间存在显著性差异,提示灌胃小鼠的腹背自发发光强度的比值可作为表征中药寒热药性的指标。本研究结果可以为中药药性的研究提供新的思路。