摘要：作为一项新兴的神经调控技术,经颅聚焦超声技术目前广泛应用于脑深部的神经调控与治疗中。颅骨的异形和声参数的极大差异性是导致聚焦超声穿透颅骨后实际焦点的偏移和焦域散焦的主要原因。本研究以合成孔径技术为基础,由相控阵发射超声信号并接收于颅骨内外轮廓反射的回波信号,同时计算得到颅骨轮廓点坐标,实现对颅骨轮廓的快速测量。建立仿真模型,并利用颅骨仿体对算法进行仿真与实验验证。仿真结果表明,颅骨模型外轮廓中心区域的最大探测误差为0.15 mm,边缘区域为0.4 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.3 mm,边缘区域为0.5 mm。实验结果表明:颅骨仿体外轮廓中心区域的最大探测误差为0.4 mm,边缘区域为0.8 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.6 mm,边缘区域为0.9 mm。所设计的颅骨轮廓快速测量算法能够实现在2 min内完成颅骨内外轮廓的精确测量,并控制最大测量误差在1 mm以内。与核磁共振扫描(MRI)以及电子计算机断层成像(CT)相比,降低了治疗成本和治疗时间,同时为下一步调整相控阵阵元发射延时,实现在颅内的实时精确聚焦,提供了新的方法和思路。

摘要：人体包含了一个由真核生物、古细菌、细菌和噬菌体等组成的庞大微生物群落。细菌是其中最主要的成员,其数量与人体细胞的数量级相同。许多共生或致病的细菌都会通过生化信号与宿主相互作用。基于这些细菌特性,共生和减毒病原菌已被设计用于递送治疗分子以靶向性治疗特定疾病。介绍了近5年发展的工程微生物或微生物衍生颗粒及其封装、分泌、表达表面治疗分子,综述了其在炎症性肠病及胃病、肿瘤和心血管疾病治疗中的应用进展,并探讨了微生物药物递送系统的临床转化潜力。

摘要：科技期刊的学术影响力和竞争力受多因素的综合影响,主要包括文章质量、审稿和编辑团队、作者群、学术交流和合作、新媒体、广告发行和出版融合等,结合《国际生物医学工程杂志》的办刊实践,为提升科技期刊影响力与竞争力提出对策和具体措施,以供参考借鉴。

摘要：背景:与传统的缝合方式相比,采用补片修复腹壁缺陷的无张力疝修补手术能有效减少术后疼痛和疝气复发率,已经成为近年来治疗腹疝的首选方法。目的:归纳总结不同疝修复补片在应用过程中的优缺点。方法:以“腹壁缺损,疝气补片,疝气治疗”为中文检索词,以“abdominal wall defect,hernia patches,hernia treatment”为英文检索词,分别检索中国知网、谷歌学术和PubMed数据库,检索时限主要为2018年1月至2024年2月,同时采用少数经典的早期文献以概述疝修复补片的发展历程,通过阅读题目和摘要进行初步筛选,排除与疝修复材料相关性较低的文献,最终纳入90篇文献进行归纳总结。结果与结论:根据制备材料的不同可以将疝修复补片分为不可吸收人工合成补片、可吸收人工合成补片、天然高分子补片和复合补片。不可吸收补片具有较高的机械强度,有益于疝气区域的组织愈合,但体内长期存在的补片可能会引发身体的免疫反应,导致炎症和疼痛。可吸收人工合成补片与天然高分子补片具有良好的组织相容性、降解性,但机械强度不稳定。复合材料补片继承了传统不可吸收补片优良的机械性能,同时通过可吸收部分的设计降低了一些并发症发生的风险。在疝修复补片的后续研究中,科研人员应重点关注如何将新技术与复合补片结合起来,形成多功能的疝修复补片。

摘要：脑机接口(BCI)能够在大脑与外部环境之间建立一种不依赖于外周神经或肌肉的交流与控制通道,有助于恢复运动障碍者的生活自理能力,是当前神经工程领域最活跃的研究方向之一。其中,稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口因信息传输率(ITR)高、所需训练少而备受关注。现有的无创高通讯速率脑机接口系统主要是来自于或基于SSVEP。近年来,为进一步提高脑机接口性能,整合SSVEP与其他类型输入信号的多模态脑机接口逐渐成为脑机接口研究的新趋势。从输入信号类型、实验范式和信号融合等方面,综述结合SSVEP的多模态脑机接口研究进展,帮助相关研究者理解该领域研究动态,以启发高通讯速率脑机接口系统的设计与实现。同时探讨目前结合SSVEP的多模态脑机接口存在的问题和未来可能的发展趋势,以期推动结合SSVEP的多模态脑机接口技术的发展。

摘要：磁声成像技术是一种利用电磁场及超声场耦合成像的技术,能以超声分辨率来显示生物组织电特性分布参数。为具体分析一些检测条件对磁声成像系统重建的影响,获取高分辨率电导率图像,对磁声成像系统矩阵特征值差异性进行仿真研究。从磁声成像声源产生原理出发,分析磁声声源的特性,并分别针对不同声换能器个数、不同磁声信号接收采样角度及不同带宽换能器的条件,建立磁声成像系统矩阵模型;以矩阵模型为基础,分别计算系统矩阵的特征值,利用截断奇异值方法对各条件下获取的磁声信号进行图像重建。结果表明,换能器个数及换能器带宽特性对电导率信息的重建影响很大,而接收角度对接收电导率信息影响不大,但接收角度会影响求解域,从而造成磁声信号接收不全,重建的电导率图像失真。本研究将对磁声成像实验设计和后续应用提供研究基础。

摘要：生物医学工程是一门交叉学科,主要研究生命科学、机械工程、电子工程和人工智能等方面的基本知识和技能,包括生物材料、人工器官、生物医学信号处理方法、医学成像和图像处理方法、机械工程设计等。生物医学工程是医疗器械产品设计、制造以及医疗器械产业发展的基础学科。

摘要：目的近年来,外骨骼机器人正逐渐走入临床康复实践,自由度、运动模式和力反馈评价是影响外骨骼机器人康复效果的重要因素,实验设计并实现了多抗阻训练模式的上肢外骨骼康复系统,该系统具备6个自由度并可全程跟踪用户与外骨骼间的接触力。方法通过人体上肢运动学分析,对上肢外骨骼康复系统的关节和自由度进行设计,主要由配重箱体、升降台、横梁、外骨骼机械臂组成;考虑不同体型患者要求,配置可调节长度导轨;硬件系统采用主控板、节点板的分层控制方法;软件系统使用模块化设计。在上肢外骨骼康复系统与人体接触处设置多个三维力传感器。使用角度和力传感器对上肢外骨骼康复系统的运动角度空间、疲劳测试下控制稳定度及主、被动模式下的接触力分布进行分析。最终征募17例受试者进行肩关节的伸展运动,采集不同阻抗等级下的力传感器数据,并进行主观体验问卷调查。结果上肢外骨骼康复系统工作空间角度幅值与设计要求相同,误差小于5%;连续工作4 h情况下,运动角速度变化率不超过1%。主动运动模式下,17例受试者人机接触力男性测量值(23.63±5.26)N,女性(21.54±5.16)N;人机接触力较小,其中15例受试者给出了舒适度较高及以上的评价,表明该系统具有良好的佩戴舒适度。人机接触力与阻抗等级的提升呈正相关,提示了抗阻模式在康复肌力训练中的应用价值。结论实验设计并实现了一款基于直接力控制的6个自由度上肢外骨骼康复系统,能够实现主动、被动、抗阻、运动处方等多种模式,该系统可连续监测运动过程中的接触力,有助于避免运动伤害,结合脑机接口和功能电刺激技术时可形成感觉运动的闭环训练,为上肢外骨骼康复系统的临床应用提供了新研究工具。

摘要：目的:针对磁声信号强度微弱、易受噪声干扰的问题,设计一种锁相放大检测系统。方法:该系统基于电流激励磁声成像设计,由空间定位模块、信号测量处理模块和电磁声屏蔽装置3个部分组成。在不同激励电流下,采用该系统对圆柱形仿体样本进行检测,验证该系统的总体性能;采用该系统对圆柱形仿体样本和新鲜离体猪肉组织样本上的一维和二维磁声信号进行测量,并使用平行双通道电极获得样本表面的电流密度分布和电场分布,验证该系统测量结果的可靠性。结果:实验结果表明,该系统可实现0.01 A量级激励电流下的微弱磁声信号检测,测量磁声信号的精度达到10-7 Pa,成像分辨力达到5 mm,而且该系统测得的声压分布与平行双通道电极测得的电流密度分布趋势基本一致。结论:该系统可实现组织内电流分布与电特性的无创检测,能够提高磁声信号检测的灵敏度,对于推进医用磁声成像设备的临床应用研究具有积极意义。

摘要：目的设计一款运动障碍康复监测辅助装置,对没有或很难独立行走的患者进行运动损伤评估。方法设计了辅具车,配备加速度计和六维力传感器。设置正常行走(NW)组和异常行走组,其中异常行走组包括中度异常行走(MA)组、借助辅具车行走的中度异常行走(MA-V)组、重度异常行走(SA)组和借助辅具车行走的重度异常行走(SA-V)组。NW组不穿戴膝关节固定装置行走,异常行走组受试者的右腿用膝关节固定装置固定,MA-V组膝关节活动角度范围调节为0~30°,SA组膝关节完全无法弯曲,每组包含50个样本量。通过加速度计评估受试者步态周期、左右腿峰值加速度和平均加速度值,并通过六维力传感器评估受试者上肢力的变化。结果对于中度损伤组,MA组和MA-V组的步态周期差异无统计学意义(P>0.05),MA-V组的步态周期略大于MA组。对于严重损伤组,SA-V组的步态周期低于SA组,其差异有统计学意义(P<0.01)。对于所有异常组,左腿的平均加速度和峰值加速度均大于右腿,左腿与右腿的峰值加速度比较差异有统计学意义(P<0.05)。在异常行走模式中,左手力的平均值(绝对值)大于右手,尤其是Z轴。NW、MA-V和SA-V组左侧合力的标准差分别为2.759、8.297、13.118 N。SA-V组的力散点图离散度最高,NW组则有较好的集中度。结论设计了一款配备了加速度计和六维力传感器的辅助车,有助于医生对运动障碍康复进行评估。