摘要：重症监护病房(ICU)医疗设备密集,设备种类繁多,医疗设备数据采集的准确性和时效性要求高,因此ICU医疗设备物联对于提高医疗和护理质量、发展数字化和智能化ICU具有重要意义。本文围绕ICU医疗设备物联网开展系统性研究,提出了创新性的解决方案,包括整体架构设计、设备物联与数据采集方法、数据标准化方法、平台建设及应用实现等。整体架构按照感知层-网络层-平台层-应用层设计,提出了3种设备物联与数据采集模式,提出了基于患者监护设备医疗健康信息集成规范(IHE-PCD)的数据标准化方法。本研究在解放军总医院进行了实践验证,共实现4个ICU病区122台设备物联,接入存储数据217.6亿条,数据量12.5 TB,解决了在ICU难以系统性进行医疗设备数据采集和数据整合的问题,取得的显著效果证明了本研究的可行性与可靠性。本文的研究成果为医院ICU物联网建设提供了解决方案参考,为医疗大数据分析研究提供了更加丰富的数据支撑,可以支撑改善ICU医疗服务,推进ICU向数字化、智能化发展。

摘要：The global demand for effective skin injury treatments has prompted the exploration of tissue engineering *** three-dimensional(3D)bioprinting has shown promise,challenges persist with respect to achieving timely and compatible solutions to treat diverse skin *** situ bioprinting has emerged as a key new technology,since it reduces risks during the implantation of printed scaffolds and demonstrates superior therapeutic ***,maintaining printing fidelity during in situ bioprinting remains a critical challenge,particularly with respect to model layering and path *** study proposes a novel optimization-based conformal path planning strategy for in situ bioprinting-based repair of complex skin *** strategy employs constrained optimization to identify optimal waypoints on a point cloud-approximated curved surface,thereby ensuring a high degree of similarity between predesigned planar and surface-mapped 3D ***,this method is applicable for skin wound treatments,since it generates 3D-equidistant zigzag curves along surface tangents and enables multi-layer conformal path planning to facilitate the treatment of volumetric ***,the proposed algorithm was found to be a feasible and effective treatment in a murine back injury model as well as in other complex models,thereby showcasing its potential to guide in situ bioprinting,enhance bioprinting fidelity,and facilitate improvement of clinical outcomes.

摘要：背景:现阶段骨软骨一体化支架的弹性模量与天然骨软骨相差较大,植入人体后会引起应力遮蔽现象,从而导致植入物松动变形,影响骨软骨组织修复。轴向三周期极小曲面晶胞梯度支架可与人体骨软骨组织孔隙率及弹性模量相匹配,为骨软骨支架设计提供一种新的思路。目的:研究不同晶胞种类和孔径结构对晶胞梯度支架力学性能的影响。方法:使用Gyroid(G)型、Diamond(D)型Primitive(P)型3种基础晶胞,通过三周期极小曲面数学建模,在梯度区域使用不同尺寸、不同种类晶胞,共计构建6种晶胞梯度支架(G-2P-4D、P-2D-4G、D-2P-4D、G-2D-4P、P-2G-4D、D-2G-4P),进行力学实验及仿真模拟实验,评估支架的力学性能,通过计算流体动力学仿真得到了支架内流体的流动性能参数。结果与结论:有限元力学仿真和轴向压缩实验表明,P-2G-4D型与P-2D-4G型梯度支架的弹性模量相较高,分别为148.67 MPa和152.1 MPa,能够承受较高的轴向载荷,提高植入物的力学稳态;D-2P-4G型梯度支架应力分布最为均匀,可有效减少应力集中,使得连接函数区域均能够有效传递应力,减少应力遮蔽;G-2D-4P型梯度支架流动速率变化最小,为0.10-0.48 mm/s,渗透率较高,有利于植入后体液在支架内部流动。基于三周期极小曲面的晶胞梯度支架设计为骨软骨支架设计提供了新思路,仿真分析结果也为支架植入人体后的骨整合预测提供了参考。

摘要：背景:随着干细胞研究的发展,成体干细胞如内皮祖细胞和间充质干细胞在动脉粥样硬化、血管支架植入损伤并发症中的治疗效能逐渐被发现,由于静脉输注成体干细胞治疗疾病存在靶向性差、治疗效率低等问题,近年来对血管支架表面改性以实现内皮祖细胞或间充质干细胞的局部聚集与功能调节一直是研究的焦点。目的:论述内皮祖细胞、间充质干细胞在血管支架相关疾病中的治疗进展,以及基于内皮祖细胞、间充质干细胞的血管支架设计方面的研究现状。方法:在CNKI、万方、PubMed、Web of Science数据库检索建库以来发表的相关文献。中文检索词“内皮损伤,支架植入术,血栓,内膜增生,动脉粥样硬化,内皮修复,内皮祖细胞,间充质干细胞,血管支架”;英文检索词“endothelial injury,stenting,thrombosis,intimal hyperplasia,atherosclerosis,endothelial repair,endothelial regeneration,endothelial progenitor cell,mesenchymal stem cell,vascular stent,vascular scaffold”。根据纳入和排除标准,最终对127篇文献进行综述。结果与结论:内皮祖细胞、间充质干细胞能够通过分化以及旁分泌作用治疗动脉粥样硬化及支架植入损伤并发症,其作用机制主要包括保护内皮细胞、调节炎症细胞与炎症因子表达、调节平滑肌细胞增殖和表型等。间充质干细胞在治疗应用中可能伴有血栓、血管钙化等不良反应,使用细胞外囊泡、联合使用肝素进行表面设计是解决这一问题的可行方案。目前基于内皮祖细胞的支架研究较多,主要从内皮祖细胞的募集、捕获、增殖、分化与活性等方面进行支架表面改性;血管领域基于间充质干细胞捕获的支架研究较少,但间充质干细胞来源外泌体洗脱支架被发现具有极高的治疗效能。此外一些基础疾病如糖尿病可能会对成体干细胞活性造成影响,导致基于干细胞设计的支架失去效能,因而未来在设计相应的支架时,应注意考虑这方面的影响因素。

摘要：为满足核电站一二回路给水管道超声检测需要,本文设计了一种轻量化的半自动超声扫查器。利用PROE对扫查器进行结构设计,并使用ABAQUS对轻量化设计前后的支撑臂进行有限元分析。对比应力-应变及应力-变形结果,分析出轻量化设计减轻了设备27%的重量,未造成设备结构强度的降低。

摘要：目的 通过设计6种不同蜗壳结构,探究蜗壳断面面积变化对离心式血泵流动特性和溶血性能的影响。方法 采用计算流体力学及拉格朗日法对不同蜗壳结构的血泵进行流动特性研究及溶血预测。结果 在流动特性方面,环型蜗壳血泵水力性能最差,S型蜗壳水力性能最佳,比环型蜗壳提升35.29%。部分蜗壳在螺旋起始段(0°~90°)出现了滞止区;出口处(270°~360°)较大的滞止区中存在回流。在溶血方面,下凹型蜗壳血泵的溶血指数(hemolysis index, HI)最高,为9.59×10^(-4);而环型蜗壳血泵的HI最低,比下凹型蜗壳减少了71.85%。结论 减小蜗壳螺旋起始段和出口处的面积变化梯度可以避免流动滞止区和回流出现。造成HI较高的原因是红细胞暴露在高剪切应力下的时间较长。研究结果为离心式血泵蜗壳结构设计及优化提供了理论基础。

摘要：目的构建适应中国人群的乳腺钼靶图像分类辅助系统,探讨人工智能技术在国内辅助乳腺癌早期筛查的潜力。方法为复现当前文献中的主流深度学习方法,利用乳腺X线筛查数字数据库子集(curated breast imaging subset of digital database for screening mammography,CBIS-DDSM)、乳房X线图像分析学会数据库(mammographic image analysis society database,MIAS)等国际公开数据集分别进行模型训练,并在华教科技有限公司提供的中国人群乳腺钼靶图像数据集(Chinese breast mammography dataset,CBMD)上进行测试和模型性能比较;针对中国人群数据在公开数据集训练模型性能测试不理想的问题,结合中国人群数据特点,提出基于滑动窗口调窗机制的优化策略,设计二阶段迁移学习方法,以提升模型的整体性能,并进行系统研发。结果使用滑动窗口调窗机制及二阶段迁移学习后的CBMD训练模型,以中国人群数据集为测试集,其准确度从默认窗口下公开数据集训练模型的0.50提升至0.80,精度从0.54提升至0.82,灵敏度从0.52提升至0.80,F1值从0.52提升至0.80,AUC值从0.51提升至0.89。结论本研究引入滑动窗口调窗机制和二阶段迁移学习策略,显著提升了乳腺钼靶图像分类模型在中国人群数据集上的性能,初步达到适应中国人群的乳腺钼靶图像辅助分类的目的。

摘要：人工智能的飞速发展给生物学研究带来了深远影响,其中,AlphaFold2在蛋白质结构预测领域引发了革命性的突破。评估了AlphaFold2对G蛋白偶联受体(GPCR),结构预测的可靠性,凭借其对蛋白质三维结构的高度准确预测。然而,在实际应用中,AlphaFold2的预测结果并非在所有场景下都足够精确。以GPCR为例,这类重要的药物靶点参与了广泛的生理过程,其结构研究对理解功能机制和药物开发具有重要意义。结果表明,尽管AlphaFold2能够准确捕捉GPCR整体骨架的主要特征,但其预测模型在胞外域与跨膜域的组装、配体结合口袋的形状,以及信号传导界面的构象等方面,与实验解析的高分辨率结构存在显著差异。这些差异限制了AlphaFold2模型在GPCR功能研究和基于结构的药物设计中的应用能力。因此,尽管AlphaFold2为结构预测提供了强大的工具,但其在特定场景下的局限性表明,AI结构预测作为一种辅助工具,尚不能完全取代实验结构生物学,需要联合使用以辅助药理学研究和药物设计。

摘要：基于聚焦性能对经颅磁线圈的影响,针对聚焦型线圈商用不足的问题,设计一种具有高聚焦性的单通道双梯形双层线圈。首先使用球头模型分析不同尺寸、相同结构的线圈性能,得到较优的线圈尺寸;为进一步提升聚焦度,再以中尺寸线圈为研究目标,探讨五种不同结构的双层线圈与两种商用8字形线圈的性能差异,得到最优线圈的结构;最后使用50组存在个体差异性的真实脑模型进行仿真验证,分析球头模型结果的可靠性。仿真结果表明:使用球头模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了69.48%,刺激深度减少了27.18%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了44.78%,刺激深度减少了8.5%;使用50组真实脑模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了62.07%,刺激深度减少了25.71%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了39.49%,刺激深度减少了9.5%。两种模型仿真数据结果趋于一致,证实了仿真可靠性的同时也证明了新型线圈具有更强的刺激强度和聚焦度,能大大提升TMS治疗的安全性,减少不适感,同时单通道设计易于实现,具有较高的性能优势。

摘要：本研究旨在设计猫传染性腹膜炎病毒(feline infectious peritonitis virus,FIPV)mRNA疫苗体外转录载体,并评估其转录出的FIPV mRNA疫苗的免疫原性。选取FIPV的核衣壳(nucleocapsid,N)蛋白,通过序列优化,结合CureVac mRNA技术平台,选择合适的非编码序列、信号肽序列和poly A尾部。将构建完成的目的序列克隆到pBluescript II KS(+)载体上,经过载体的线性化单酶切后,在体外进行转录,合成编码FIPV N基因的mRNA,并经过加帽、纯化和琼脂糖凝胶电泳分析。通过体外转染试验验证抗原蛋白在细胞内的表达情况。在小鼠体内接种FIPV N-mRNA疫苗后,检测其体液免疫和细胞免疫反应。琼脂糖凝胶试验表明,设计的mRNA体外转录载体成功制备出稳定单一的mRNA序列。转染进细胞后,可在12~24 h内稳定表达目标抗原蛋白。ELISA试验结果显示FIPV N-mRNA疫苗在小鼠体内引起了强烈的体液免疫反应,其特异性抗体、IL-4、TNF-α水平明显高于对照组。Elispot试验结果显示FIPV N-mRNA组脾细胞分泌的IFN-γ的含量显著高于对照组。以FIPV N蛋白为抗原的体外转录载体所转录的mRNA疫苗,在细胞内能够高效表达目的蛋白,具有良好的免疫原性,有效引起小鼠的体液免疫和细胞免疫反应。FIPV N-mRNA疫苗有望成为猫传染性腹膜炎的潜在候选疫苗,mRNA体外转录载体的制备为传染性疾病mRNA疫苗的设计与研发提供了重要的参考价值。