摘要：医用一氧化氮流量控制仪在缓解肺动脉高压的应用中具有重要作用。本文对医用一氧化氮流量控制仪的设计要求、总体设计方案、输送系统以及硬件电路部分进行了介绍。并着重对输送系统以及硬件电路部分进行研究与设计。本文设计的流量控制仪需要与呼吸机配套使用,对患者所吸入治疗气体中的一氧化氮气体浓度进行监测,具有实时显示浓度、超标声光报警等功能。系统通过与呼吸机联用,将治疗气体通入模拟肺中来模拟病人呼吸,进行了线性度实验、稳定性实验以及系统的综合响应时间实验,对系统的可靠性与稳定性进行了验证,最终得出设计的一氧化氮流量控制仪的精度以及响应时间等参数能够满足设计要求的结论。

摘要：为了解决现有电刺激系统刺激通道数过少和缺乏刺激效果反馈的问题,本文设计了一种带有表面肌电反馈的功能性阵列电极电刺激系统,通过体外实验和人体试验,首先验证了系统的有效性;然后证实了达到相同的刺激阶段所需刺激电流的安培数在个体间存在差异,且男性所需刺激电流的安培数一般大于女性;最后本文验证了如果达到相同的刺激阶段,使用方波刺激比使用微分波刺激所需刺激电流的安培数要小。本文设计的这一系统结合阵列电极和表面肌电反馈系统,提高了电刺激的准确性,实现了对电刺激过程中反馈的表面肌电信号的全程记录,并且电刺激参数可随着反馈的肌电信号变化而变化。电刺激系统与表面肌电反馈系统共同作用形成了一个闭环的电刺激工作系统,可达到提高电刺激康复治疗效率的目的。综上所述,本文开发设计的具有表面肌电反馈的功能性阵列电极电刺激系统操作简单、体积小、功耗低,为今后将电刺激康复治疗设备引入家庭奠定了基础,也可为今后开发同类型产品提供一定的借鉴和参考。

摘要：本电路是用于超短波理疗设备的人体阻抗自动调谐装置。为了判断能量发射电路与加载人体组织后的接收电路之间谐振参数是否达到最佳匹配状态,本文设计了针对高频信号的包络检波电路,配合接收电路中可变电容自动调节装置,完成阻抗匹配与调谐功能。研究通过采样线圈接收到的调幅波信号,将检波处理后的电压信号与能量发射电路中电流信号进行比对。实验显示,本电路检波处理后的电压信号波形稳定,可被低速模拟数字转换芯片(ADC)识别,且与能量发射电路电流信号正相关。检波处理后的电压值可真实表现电路谐振状态,实现人体阻抗信号采集功能。

摘要：目的基于重症监护病房(ICU)内脓毒症数据集,融入临床先验知识,构建ICU内脓毒症早期预警模型,提高模型的准确性,并增加模型的可解释性。方法使用MIMIC-Ⅲ数据库作为内部验证集,选取入住ICU的患者,根据纳入和排除标准确定最终入选病例(n=13737)。然后在集成学习方法的基础上,将临床先验知识与其他生理特征相结合,建立一个ICU内患者发生脓毒症的早期预警集成学习模型,使用十折交叉验证方法,同时设计消融实验和基线对比,并基于平均信息增益和Shapley值对脓毒症早期诊断影响因素进行解释分析。利用内部验证集对模型进行检验,并采用dtchina数据库(n=670)对模型性能进行检验。结果本研究通过使用不同的分类器进行建模,结果显示,融入先验知识后模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC)值能增加2%~3%,而特征融合模型取得的效果优于其他任意模型,在内部验证集中,其AUC为0.879(95%CI 0.859~0.901),在外部验证集中,其AUC为0.793(95%CI 0.713~0.863)。同时,根据可解释性分析得出临床先验知识的权重最高,WBC、收缩压、HCO-3、呼吸频率是影响脓毒症早期诊断的重要因素。结论通过将临床先验知识和生理特征进行结合,构建的特征融合集成模型性能较好,并通过实验设计和分析说明加入临床先验知识的必要性。

摘要：针对药物微粒制备、生物医用材料涂层等生物医学相关领域研究,本文根据模块化设计理念,将压电式微喷技术与机电工程及自动控制技术有机结合,设计了药物微喷射多功能系统,包括喷射支持子系统、XY运动平台、Z轴子系统以及快速安装子系统。然后,对整个药物微喷射多功能系统进行了运行调试,并通过阿莫西林微囊制备、钛合金载药涂层制备及球囊电极涂层制备等应用,验证了该系统的多功能性、合理性及可行性,表明该系统或可作为基础平台应用于生物医学工程、制药工程等多学科交叉技术的实验与研究。

摘要：目的设计并研制壁冠状动脉周向应力体外模拟装置,实现不同程度心肌桥压迫下壁冠状动脉周向应力的体外加载。方法利用心肌桥冠状动脉血液动力学体外模拟装置,实现壁冠状动脉周向应力的体外测量。依托上述实验数据,实现不同程度心肌桥压迫下壁冠状动脉周向应力的体外加载。结果通过体外测量实验发现,壁冠状动脉近心段周向应力最大值、平均值以及波动值都会随着心肌桥压迫程度的增加而显著增大。通过壁冠状动脉周向应力的体外加载实验,验证加载波形与周向应力体外测量实验波形基本吻合。结论该装置可以实现壁冠状动脉周向应力的体外加载,为探究壁冠状动脉近端血液动力学异常对动脉粥样硬化产生及斑块破裂的影响,提供一个尽量接近在体环境、多种参数可调控的体外模拟平台。

摘要：目的对一种体外血管内皮细胞动态培养装置中弹性基底的应力情况进行研究,使装置更接近人体血流动力学环境,实验并观察不同张应力情况下平行平板流动腔中弹性基底切应力的变化。方法采用一系列静态拉伸试验拟合动态拉伸的情况,即将两种不同厚度硅胶片置于装置中,从0%开始,分别以每次间隔10%拉伸率做静态拉伸（0%、10%、20%、30%）,并在保持其拉伸率不变的情况下,计算硅胶片拉伸后的腔体高度。通过计算切应力得到不同拉伸率下的切应力曲线,分析比较切应力随硅胶片厚度变化的规律。结果实验结果与理论分析基本一致。当拉伸率为30%时,0.5 mm厚度硅胶片随拉伸率的变化（腔体高度的变化）,对平行平板流动腔中切应力会产生一定影响,平均和最大切应力分别减小10.1%和10.4%。结论计算平行平板流动腔中切应力必须考虑引入张应力后弹性基底厚度变化所引起的影响因素。研究结果可为体外血管内皮细胞的培养以及设计研制新型平行平板流动腔提供实验技术。

摘要：目的设计一款基于Visual TFT的六氟化硫(SF 6)气体测量系统。方法基于Visual TFT的SF 6气体测量系统包括系统硬件设计和系统软件设计。硬件主要包括气体传感器、Visual TFT显示器、信号处理电路和电源电路。系统软件主要包括数据采集、数据显示、SF 6监控系统和报警程序。通过keil代码控制Visual TFT虚拟串口屏显示气体流量、浓度及波形等其他参数,并计算误差(∆E),通过波形图提取气体流量、浓度数据,得到功能残气量(FRC)数据变化曲线。结果设计了一款基于Visual TFT的SF 6气体测量系统。SF 6浓度∆E算术平均值为8.906%,小于满量程的10%,满足本系统的设计要求。结论基于Visual TFT的SF 6气体测量系统可以实时监测SF 6气体的浓度,有助于控制SF 6气体的释出,降低惰性气体排放对受试人体的影响。同时,该系统具有直观的显示界面和报警功能,帮助医护人员更方便快捷的诊治肺部及呼吸道疾病,提高了医护人员的工作效率和安全性。

摘要：本研究开发了一种基于坐姿的下肢康复运动控制系统,该系统包括下肢外骨骼机构、电机驱动控制电路、运动控制程序等。通过6个电机为髋、膝、踝关节转动提供动力,采用PCI-1240运动控制卡作为控制核心,实现了下肢各关节重复性转动训练和步态康复训练的速度、角度和运动时间的精确控制和调节。本文试验结果表明,该运动控制系统能很好地满足下肢功能障碍患者重复性康复训练运动的需求。本文为康复训练机器人中运动控制系统提供了更多的方法数据,可促进工业自动化设备向医疗领域转变,有利于康复机器人的更进一步研究。

摘要：目的研制一种创新性的体外内皮细胞培养装置,即基于血液动力学环境的血管内皮细胞体外培养装置,介绍内皮细胞体外培养装置的研制与实验研究。方法运用血液动力学理论与方法,在课题组现有研究基础上设计并研制内皮细胞体外动态培养系统,其流动环境中切应力、正应力和张应力同时存在。并从装置的研制背景、结构与组成、设计原理、理论基础以及实验研究5个方面详细描述该装置的研制和实验研究。结果装置能够准确模拟正常生理水平下内皮细胞所处的力学环境,实现切应力、正应力、张应力分别在0~12 Pa、0~15.96 k Pa、0~0.5 MPa范围内的精确调控。结论装置能提供一个更接近人体生理条件的血液动力学环境,为深入探索血管内膜损伤机制提供更理想的实验环境和手段。