摘要：质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两端等作用,对燃料电池工作性能、寿命起到关键作用。其中铝合金作为一种具有良好导电性能、成本低、轻质的材料,在PEMFC双极板材料方面应用潜力巨大。但铝合金双极板耐腐性不佳,在PEMFC工作环境下极易被腐蚀,且其表面生成的钝化膜,增大了电池的接触电阻,从而对电池性能和寿命产生不利影响,而通过铝合金表面改性是解决该问题的主流方法。首先概述了PEMFC原理、双极板材料类型及内部环境,然后阐述了PEMFC中铝合金双极板的服役问题,并对近年来铝合金双极板的表面改性进行分类。重点概括了铝合金表面金属及其化合物涂层(贵金属、金属氮/碳化物、镍磷金属涂层)与非金属涂层(碳基涂层、高分子聚合物涂层)的结构设计、成分优化、服役性能特点。分析结果表明,选用低成本、具有良好耐蚀性和导电性的金属惨杂的无定型碳、金属碳/氮化物涂层,能降低双极板生产成本,提高双极板工作性能,并对涂层设计出多层复合涂层,能打断涂层中的细长针孔缺陷,提高涂层的完整性和致密性。在铝合金表面进行改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,对推动铝合金双极板在PEMFC电堆中的应用至关重要。

摘要：针对多AGV(Automated Guided Vehicle)进行调度时,使用整数编码的大种群遗传算法收敛速度较慢的问题,提出一种改进适应度函数的遗传算法。该算法定义了一个适应度函数的改进模板,通过静态或动态调节选择压力的方法在模板中设计了三种修正函数,以对算法迭代过程中的选择压力进行控制,使算法的择优能力加强。提出的改进算法在固定节点多AGV调度问题上进行了仿真实验,实验结果表明改进后的遗传算法具有更好的优化结果,收敛代数分布更小,且算法收敛所需的迭代次数约仅为改进前的1/5。

摘要：为解决CT引导下经皮肺穿刺活检(Percutaneous CT-guided Needle Biopsy,PCNB)对操作者要求高、术后并发症风险高等问题,设计了一个肺穿刺活检手术的术前演练系统。首先根据8位肺肿块患者CT图像分割出胸部重要器官,并基于分割结果建立病人各异的三维模型。在此基础上采用基于网格形变的方法实现穿刺过程中肺部软组织的形变模拟,并以Geomagic Touch X为基础,搭建了带有触觉反馈的肺穿刺活检术前演练环境。临床医生在行肺穿刺前使用本系统对这8位患者进行肺穿刺演练,探索合适的穿刺路径。将术前演练结果与临床实际穿刺结果对比发现两者有较好的一致性。主观问卷调查结果表明系统具有较高的真实性和易操作性。系统可用于医生进行术前演练,辅助确定合适的手术方案,提高穿刺效率和手术成功率。

摘要：对传统刮痧、循经刮痧、全息刮痧、铜砭刮痧的理论特点和临床应用优势进行系统总结分析,针对存在的问题提出相应的建议。近年来,刮痧疗法的临床研究获得一定的进展,主要表现在系统研究验证了刮痧疗法的有效性,初步建立了刮痧理论体系。目前还存在研究设计合理性、操作标准统一性、理论与临床关联性等问题,需要在今后的工作中采取相应措施,促进刮痧疗法的临床推广。

摘要：为了解决传统肺穿刺手术路径规划方法手术并发症风险大、受医师熟练度影响大、无法量化分析手术路径风险等特有的临床问题,设计了一套肺穿刺术最优路径规划方案。首先,基于胸部CT图像对胸部重要器官进行图像分割。然后,将手术风险量化为3个约束性条件和6个目标性条件,用于衡量手术路径的优劣与风险。3个约束性条件为穿刺深度、重要器官避障、入刺角度,6个目标性条件为胸壁厚度、肺内穿刺长度、重要器官之间的距离、路径延长线与重要器官之间的距离、皮肤入刺角、胸膜入刺角。最后,设计自适应凝聚层次聚类算法将路径聚类为“簇”,并利用多目标优化方案对聚类中心点进行量化分析,确定肺穿刺最优路径。实验结果表明,自动规划得到的最优路径经医生确认均符合手术要求,且计算得到的最优路径在医生排序中排名均为前3,证明了本文路径规划方法的合理性与有效性,满足肺穿刺手术路径规划临床需求,可以为医生提供有效的3维可视化穿刺路径指导。

摘要：目的对天然生物材料聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)在骨科领域应用的研究进展进行综述。方法查阅近年来PHA在骨缺损、骨修复和骨肿瘤中的相关研究文献并进行综述,从PHA用于骨修复的优势、面向骨修复的PHA医用器件制备及其在骨科的应用等多方面阐述PHA的研究概况。结果PHA具有良好的生物可降解性、生物相容性和潜在的骨诱导能力,是较好的骨组织修复材料;除了传统的PHA医用植入物,利用静电纺丝法、3D打印等技术可设计出多种功能化PHA医用器件,以满足自发诱导骨再生,可注射微创修复骨组织、抗菌协同骨修复、辅助建立三维骨肿瘤模型、干细胞定向成骨分化等多种骨科临床需求。结论PHA在骨科领域的应用是医用转化的研究热点之一,虽然目前还未达到临床使用要求,但其针对骨缺损的组织工程修复优势已经逐步体现,具有较好的骨科应用前景。

摘要：采用EDEM软件数值模拟了在无翅片,以及分别带有直翅片、直角翅片和弯角翅片的六棱柱滚筒冷渣机内灰渣颗粒的换热情况。六棱柱冷渣管内接圆半径为300 mm,长度为500 mm,壁厚为10 mm,滚筒转速为6 r/min,填充率为30%,初始温度为360 K;灰渣颗粒粒径d=4 mm,初始温度为1200 K。通过分析六棱柱滚筒冷渣机内灰渣颗粒的运动轨迹、温度概率密度函数(Temperature Probability Density Function,T-PDF)和平均温度等实验结果,证明了增加翅片结构能够显著提高六棱柱冷渣管的换热效率,相对于无翅片的六棱柱冷渣管,带有直翅片、直角翅片和弯角翅片的六棱柱冷渣管整体换热效率分别提高了43%、57%和64%;设计出内部容积更大、并能将更多灰渣颗粒带到六棱柱冷渣管顶端的翅片,有可能进一步提高六棱柱冷渣管的换热效率。

摘要：目的评估光电导航下个体化单侧穿刺椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporosis vertebral compression fracture,OVCF)的安全性。方法 2015年6月—2017年1月,采用随机对照研究方法,对收治的85例OVCF患者分别采用光电导航引导下个体化单侧穿刺方法(观察组43例)或常规C臂X线机透视下单侧穿刺方法(对照组42例)行PKP治疗。两组患者性别、年龄、病程、累及节段、骨折AO分型、骨密度等级及术前疼痛视觉模拟评分(VAS)等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后CT横断面图像上观察并计算穿刺路径与设计路径的吻合率、椎弓根内壁突破率、骨水泥渗漏率和骨水泥中心分布率;记录两组患者术中X线暴露次数、穿刺次数、手术时间、术前和术后2 d VAS评分及术后血管、神经损伤等相关并发症发生情况。结果观察组术中X线暴露次数及穿刺次数明显少于对照组(P<0.05),但两组手术时间比较差异无统计学意义(t=0.440,P=0.661)。术后2 d两组VAS评分均较术前显著改善(P<0.05);但术后2 d两组间比较差异无统计学意义(t=0.406,P=0.685)。两组患者均获随访,随访时间6~18个月,平均10个月。两组均无血管、神经损伤等相关并发症发生。术后48 h观察组椎弓根内壁突破率、骨水泥渗漏率、穿刺路径吻合率和骨水泥中心分布率分别为2.33%(1/43)、2.33%(1/43)、86.05%(37/43)、88.37%(38/43),与对照组[分别为19.05%(8/42)、21.43%(9/42)、45.24%(19/42)、50.00%(21/42)]比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论术中光电导航下个体化单侧穿刺PKP能提高靶点穿刺成功率,有效减少椎弓根内壁穿破,能够获得更好的骨水泥分布,具有更高的安全性。

摘要：取样监测分析了望佳人工湿地系统各组成单元对COD、TN、NH3-N、TP和SS的去除效果。在水力负荷为0.18 m3/m·d、温度为8~19℃、p H为6~8的条件下,分析结果表明,各单元COD、TN、NH3-N、TP和SS的系统去除率满足:人工快渗池>厌氧调节池>1号表流湿地>潜流湿地>氧化塘>2号表流湿地>1号水平潜流湿地>2号水平潜流湿地,其中人工快渗池单元的系统去除率平均值分别为21.21%、22.74%、22.49%、25.58%和30.85%。监测期间COD、TN、NH3-N、TP和SS的总去除率平均值分别为89.41%、90.27%、89.89%、89.89%和92.28%,系统出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准的B标准。监测表明,该湿地设计偏于保守,还可以优化设计单元以减少建设和运行成本。

摘要：针对环形电感生产过程中出现的生产效率低等问题,应用虚拟样机技术设计一款能够实现磁环上料、铜线上料、磁环绕线、铜线断料、成品下料、不合格铜线下料的验证平台。采用SolidWorks软件对各个部分进行三维建模、虚拟装配,再采用SolidWorks Motion插件中运动学算法对绕线机关键部件锥形轮安装座、磁环推杆上料和铜线断料进行运动学分析。结果表明:各个部分加速度为线性变化,位移与速度无突变发生,机构的运动曲线无大幅变动。整体机构在运行过程中平稳,设计合理,满足工厂对自动绕线机的需求。