摘要：目的设计一种非穿戴式阻塞性睡眠呼吸暂停检测并缓解的智能枕头。方法使用生物雷达对患者呼吸信号进行实时采集,经单片机A/D转换后由蓝牙模块发送至手机端APP进行数据处理。系统检测到患者发生呼吸暂停后,通过蓝牙下发充气指令至缓解装置。缓解装置通过调整枕头高度和斜度改变患者头部位置,进而缓解呼吸暂停。结果本系统可以实现呼吸暂停检测并进行缓解,响应速度快,准确性可达90%。结论本装置可监测患者睡眠呼吸障碍信息,对呼吸暂停进行及时缓解。在健康管理设备及临床辅助诊断领域有较大的发展潜力。

摘要：目的:开发一套无创、有效和便捷的虚拟膀胱镜系统,实现膀胱内部的三维显示与观测。方法:基于磁共振成像(MRI)和医学影像处理平台(MITK)类库,建立患者影像信息数据库,并在水平集算法Fast Marching Segmentation及live-wire算法基础上设计图像半自动分割方法,用于实现感兴趣区域提取与三维重建等功能,得到重建后的膀胱腔三维模型,利用模拟内窥镜功能进行多视角观察,实现医生对膀胱腔内病变检测。结果:膀胱腔内三维显示与漫游观测,能够获取肿瘤位置、数量及尺寸等疾病诊断相关的重要信息,实现膀胱肿瘤的术前检测。结论:虚拟膀胱镜的开发,可实现膀胱癌的无创检测与三维可视化观测,为易感人群的临床早期筛查与患者的术后复查提供新的辅助手段。

摘要：目的:研发骨科手术机械臂控制系统,为临床骨科手术提供可视化操作平台。方法:利用可视化开发包(VTK)类库,对机械臂控制系统进行软件设计,并进行可视化编程,控制机械臂按照设定运动轨迹移动。结果:通过体模测试,骨科手术机械臂控制系统可有效控制机械臂操作,引导机械臂完成直线、曲线等的切割,且精度较高。结论:骨科手术机械臂控制系统可有效控制UR5机械臂,实现临床骨科术中的精细操作。

摘要：目的:设计一种基于LabVIEW的闭环反馈控制的小动物长骨轴向压缩应力载荷加载系统,实现对小动物长骨应力加载装置的程序控制。方法:该系统基于课题组前期设计的小动物长骨应力加载装置进行设计,增加闭环反馈模块和应变测量模块,并将步进电动机替换为伺服电动机,上位机发送的电动机运行控制指令经RS485串行通信接口发送至电动机控制器。结果:该系统可对小动物长骨施加频率可控、强度精准、模式一致的周期载荷;增加闭环反馈模块后可有效消除偏差、自动调整峰值载荷,提高了稳定性;应变测量模块可实时监测骨骼表面的应变变化情况。结论:该系统保证了加载载荷的有效性及精确性,解决了因骨组织蠕变效应造成的加载初期应力下降的问题,能够有效建立动物长骨载荷模型,为探索骨质疏松、应力性骨折等骨骼疾病的发病机制及预防治疗措施提供了实验平台。

摘要：目的:设计一套程控式振动载荷系统,探究全身振动(whole-body vibration,WBV)刺激对放疗造成的大鼠骨小梁骨量和微结构的改善效果。方法:使用振动控制器和振动平台建立一套基于LabVIEW的WBV载荷加载系统,实现强度、频率可控的振动波输出。随后将32只SD大鼠随机均分为对照组(Ctrl组)和全身振动组(WBV组),每组均包含放射(R)和未放射(NR)2种处理方式(分别为R组和NR组)。对R组大鼠右侧股骨远端施加10 Gy的局部X射线放射损伤,左侧股骨作为对照,WBV组均连续接受45 Hz、0.5g的振动刺激45 d(每天1 h)。取每组大鼠双侧股骨样本行Micro CT扫描,经重建后观察骨小梁微结构,并对相关参数进行统计分析。结果:经X射线照射后,Ctrl组中R组骨小梁相对体积(bone volume per tissue volume,BV/TV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,***)和骨小梁数量(trabecular number,Tb.N)均显著低于Ctrl组中NR组,而骨小梁分离度(trabecular separation,***)和结构模型指数(structure model index,SMI)显著高于Ctrl组中NR组(P<0.05)。经WBV刺激后,WBV组中NR组骨小梁的BV/TV和Tb.N显著高于Ctrl组中NR组,SMI显著低于Ctrl组中NR组(P<0.05)。此外,WBV组中R组骨小梁的BV/TV和Tb.N显著高于Ctrl组中R组(P<0.05),***和SMI显著低于Ctrl组中R组(P<0.05)。结论:低强度WBV载荷作为一种经济、无创、安全的物理因子,能够显著增加和改善放疗骨损伤大鼠的骨小梁数量和微结构,有望在未来临床治疗放疗骨损伤的应用中发挥重要作用。