摘要：新型柔性电极采集心电(ECG)数据十分便利,但证实电极有效性时缺乏长期稳定性的评估数据,因此提出了一种多维度评价新型柔性电极长期稳定性的方法,包括外观形态、电极-皮肤接触阻抗、三种姿态下ECG采集质量三个方面;其中ECG采集质量的评估由改进的信噪比、设计的汉明距离(HD-RPS-2D)和其他四个常用指标进行量化。通过自制的新型猪皮革电极进行验证,结果表明:在144 h的佩戴过程中,猪皮革电极外观变化小,电极-皮肤接触阻抗在20~50 Hz范围内均低于标准电极,并且在所有测试频段内整体波动小;六个指标能够衡量ECG信号质量,采集ECG的指标值在三种姿态下均与标准电极高度相近,特别是坐姿、站姿状态下长期稳定。

摘要：骨盆区域解剖结构复杂,骨盆肿瘤的起病通常较为隐匿,患者出现症状时肿瘤往往已侵袭较广,给骨盆肿瘤切除后的骨盆环重建带来了诸多挑战。3D打印定制半骨盆假体结合个性化截骨导板的应用,能够实现假体的精准植入,促进假体与骨界面的有效整合,并帮助患者早期下地活动和恢复功能。目前,全球范围内的多个肌肉骨骼肿瘤中心已自主开发用于骨盆重建的3D打印定制半骨盆假体,旨在改善患者的功能预后并降低术后并发症的发生率。然而,关于3D打印定制半骨盆假体的研究大多为单中心、回顾性研究,随访时间相对较短;此外,现有研究主要是基于个体经验的假体设计总结,缺乏统一的设计标准,导致假体设计理念、患者功能预后和并发症发生率之间存在较大差异。本文通过对相关文献的综合分析与比较,总结了3D打印定制半骨盆假体在骨肿瘤领域的应用优势及其局限性。

摘要：随着计算机和数字化技术的发展,运用计算机辅助技术已成为口腔种植领域的新趋势。计算机引导口腔种植手术比传统种植手术具有更安全、更精确等优势,能真正实现以修复为导向的种植理念。但计算机引导口腔种植手术也由于步骤繁多而导致种植偏差步步累积,部分临床医师对其精度仍持有怀疑态度。由于目前尚未形成计算机引导口腔种植精度的量化评价体系,对于各步骤产生的种植偏差仍处于研究和争议阶段,未有定论。本文旨在对计算机引导口腔种植的优势与缺陷、研究进展、精度及其影响因素等进行总结,以期为提升种植精度、指导临床设计和手术提供参考。

摘要：癌症是目前全球范围内引起死亡的主要疾病之一,受到人们的高度重视。然而传统的癌症治疗方法仍存在许多缺陷,严重影响了癌症治疗效果并给患者带来了许多不利影响。随着纳米材料的发展,光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)等新型治疗方法有效弥补了传统治疗方法的不足。其中,将不同成分的纳米半导体材料组合成一个纳米结构的异质结在光动力疗法和光热疗法上有着优异的表现。异质结材料因其特有光学特性和结构设计性,在催化、检测、多模态成像和肿瘤的协同治疗领域中有很大的应用潜力。本文根据结构分类对不同种类异质结的原理进行了大致介绍,并对近年来异质结材料在肿瘤的单重治疗、协同治疗与诊疗一体化中的研究进展进行了系统性的综述,最后对异质结材料在癌症诊断治疗领域的未来发展方向进行了展望。

摘要：生物医学工程(生物医学材料类)专业为多学科交叉融合的典型领域,其独特的医工交叉性、知识综合性和技术前沿性,使其专业教育同时肩负“新医科”和“新工科”(简称“双新”)的改革重任。本文结合世界生物医学材料发展的趋势与前沿,分析了新形势下生物医学工程(生物医学材料类)专业教育面临的机遇与挑战,从国家重大战略和产业发展对生物医学材料人才素质新要求的角度,对“双新”背景下生物医学工程(生物医学材料类)专业教育进行了深刻的反思,提出以生物医学材料与机体不同层次的相互作用及作用效应为主线重塑专业核心知识体系、设置以《材料生物学》为核心的生物医学材料学系列课程、建立“产学研用”多元融合的生物医学工程(生物医学材料类)专业高素质人才培养体系的改革模式,以期有助于解决怎样培养引领新一轮诊疗技术变革和医疗器械产业发展的创新人才与领军人才的重大命题。

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：关节软骨由于无神经、无血管的特性,一旦损伤,其自我修复十分困难。干细胞技术的发展为关节软骨再生提供了新的希望。当前,不同来源的干细胞及多种应用方式在关节软骨修复中展现出不同程度的治疗效果。然而,干细胞对其所处的微环境均有极强的敏感性,这使得越来越多的研究者开始关注通过生物功能性支架构建的仿生微环境来调控干细胞,进而加速软骨再生。本文主要讨论了软骨修复的干细胞来源、其应用手段及其协同仿生细胞微环境在关节软骨修复方面的治疗效果、机制和应用不足。希望对协同干细胞的功能性软骨修复支架的设计和优化提供更加切实的临床化研究思路。

摘要：组织工程生物反应器是在体外造就一个与体内相似的环境,加速培养细胞、组织乃至器官的系统,可广泛应用于如器官缺损患者替代、构建、保持或增强其组织功能,以及生物制药等领域。生物反应器作为组织工程中重要的功能型载体,已成为当前研究的热点。目前,生物反应器主要是从空间三维培养、生物力学、传质、培养环境(pH、PO2等)和物理因素(电场、磁场、超声)等方面开展研究。本文着重从力学环境的角度探讨了各种组织工程生物反应器,并在此基础上介绍了我们从仿生角度所分析、综合、设计的旋转壁式生物反应器,以及优化细胞生长力学环境的思路。

摘要：人体内组织缺损修复补片材料一直是材料工程和生物医学工程的研究重点之一,人工合成高分子补片因具有物理力学性能好、可塑性强、价格低廉等优点在临床上得到了广泛的应用。但人工合成高分子补片材料普遍存在生物相容性较差、诱导组织再生能力不佳、并发症较多等问题,难以达到人体缺损组织理想修复材料的临床要求,因而,人们将研究的触角伸向了生物源性的补片材料。相比于合成高分子补片,生物源性补片具有更好的生物相容性和更低的免疫原性,在应用中能够很好地与宿主组织整合并诱导新生组织的再生,且并发症较少。但单一的生物源性补片材料在实际应用中仍存在力学强度不够、降解速率过快等问题。为了解决这些问题,研究者们或采用物理和化学方法对生物源性补片材料进行改性,如采用化学交联剂对补片进行交联固定;或对补片结构进行仿生学设计,采用不同的补片成型方法,如静电纺丝等方法优化补片结构;或将多种补片材料复合等,以最大限度地提高补片的物理力学性能、耐降解性能和生物学性能,进而获得更为理想的生物源性补片。本文重点综述了生物源性补片的最新研究进展,介绍了近年来生物源性补片在腹部、心肌、盆腔以及尿道缺损等领域的应用现状,并对其发展前景进行了展望。

摘要：背景:肾脏CT图像质量较差且腹腔CT图像中肾脏与周围组织灰度相似,用传统的图像分割方法难以准确分割出肾脏。目的:提出一种改进的测地线活动轮廓模型,辅助肾脏疾病的诊断,提高CT图像中肾脏分割的精度。方法:在对比分析多种传统医学图像分割算法的基础上,设计了基于改进测地线活动轮廓模型的肾脏分割算法,根据先验知识勾画出感兴趣区域,在预处理阶段中获得肾脏的初始轮廓;再以水平集方法中的测地线活动轮廓模型为基础,增强肾脏区域的边界响应并采用改进边缘指示函数,使轮廓曲线的演化结果更接近真实目标边界。结果与结论:在328张二维肾脏CT图像上的平均Dice系数为0.9749,平均重叠度系数为0.9071,相较于其他水平集方法有所提高。实验结果表明,改进的测地线活动轮廓模型可以提高腹腔CT图像中肾脏区域的分割精度及分割效率。