数据驱动儿童专科医院大型医疗设备运行评价体系建设

目的探索通过数据采集及分析评价儿童专科医院大型医疗设备运行水平的方法,提出大型医疗设备使用及配置建议。方法通过物联网终端采集设备运行数据,结合医院HIS、RIS、HRP等系统数据,建立儿童专科医院大型医疗设备评价指标体系,运用CRITIC法对单类、单台设备数据进行量化评价。结果医院大数据平台实现了对单台大型设备运行数据纵向分析并形成可视化图表,通过PC端及移动端展示。申康市级平台数据分析,实现对儿童专科医院大型设备运行水平的综合量化评价及使用配置建议。结论通过数据采集及分析,实现儿童专科医院大型设备运行评价体系建设,提升大型设备管理水平。

3D打印不同骨密度的椎间融合器优化设计

依据颈椎的原始数据,通过医学图像处理和逆向建模操作分别重建了颈椎C6段和C7段的模型,并将其装配形成颈椎C6~C7节段,得到椎间融合器基本数据。依据基本数据分别建立了矩形多孔、梯度多孔、八面体多孔椎间融合器模型。对融合器施加成年男性颈部所受到的最大力,通过有限元分析求解应力、应变以及最大变形量。计算设计的椎间融合器的弹性模量下降情况,对不同孔隙率的矩形多孔结构椎间融合器进行分析,并优化设计。结果可知,3种结构的融合器均有不同程度的弹性模量下降,而矩形结构椎间融合器的孔隙率在60%左右时,弹性模量下降得最多。

动物源性补片产品的研究现状和安全性思考

随着经济发展和技术进步,越来越多的动物源性补片产品应用于组织和器官修复替代的医学领域。动物源性补片由于结构组成和生产工艺的复杂性,其在实际应用中仍存在力学强度不足、降解速率快、有害可沥滤物检出等问题。其中,产品生产工艺是影响产品质量的关键要素。该文重点综述了目前国内动物源性补片的生产工艺和质量控制的关键点,以期为该类产品的质量控制和监督管理提供新思路。

静息态功能磁共振成像在血管性认知障碍患者默认网络研究中的应用进展

血管性认知障碍是由脑血管疾病导致的一种从轻度认知功能障碍至痴呆的综合征,由于缺乏敏感性和特异性生物标志物,早期不易鉴别和诊断。血管性认知障碍患者脑网络连接异常的脑区多位于默认网络,其异常变化的功能连接与患者的认知障碍程度相关。静息态功能磁共振成像技术是一种常用的检测静息态大脑内在活动的方法,应用静息态磁共振不同分析技术探索血管性认知障碍患者默认网络异常变化有助于深入研究血管性认知障碍的发病机制,并提供客观的影像依据。该文主要综述静息态功能磁共振成像技术在血管性认知障碍患者默认网络研究中的应用成果,为血管性认知障碍的精准诊断和评估提供新思路。

机械通气人机不同步自动检测算法综述

该研究总结了患者与呼吸机非同步性(patient-ventilator asynchrony,PVA)自动识别技术在机械通气过程中的应用。在早期阶段,规则及阈值的设定方法依赖于呼吸机参数及波形的人为解析,虽然这类方法直观并易于操作,但在阈值设定和规则选择上相对敏感,不能很好地适应患者状态的微小变动。随后,机器学习和深度学习的技术开始出现并发展。这些技术通过算法自动提炼和学习数据特性,使PVA的检测更具鲁棒性和通用性。其中,逻辑回归、支持向量机、随机森林、隐马尔可夫模型、卷积自编码器、长短期记忆网络、一维卷积神经网络等方法都被成功地用于PVA的识别。尽管深度学习方法在特性提取上取得了显著进步,但是它们对标签数据的需求较大,可能会消耗大量医疗资源。因此,强化学习与自监督学习的结合可能是一个实际可行的解决方案。此外,算法的验证大多基于单一的数据集,未来对于跨数据集验证的需求将是一个重要且充满挑战性的发展方向。

智能无创妊娠期血糖监测仪样机的临床验证

该研究旨在通过临床验证,评估一款智能无创妊娠期血糖监测仪样机的有效性。该监测仪基于近红外光谱法,利用AI大数据分析光电容积脉搏波数据,实现对妊娠期妇女血糖的无创监测。研究团队开发了一种利用感测芯片的监测仪,有效克服了无创血糖监测中的信号弱和个体差异问题。通过智能无创妊娠期血糖监测仪配套手机APP(application)上直观显示检测结果,提升了用户体验。临床验证显示,20~30岁孕妇的无创监测数据与传统血糖测量方法存在显著差异(P<0.05),而31~42岁孕妇则无显著差异。研究指出,该监测仪需进一步校准和扩大样本量,以提高与有创血糖监测结果的一致性。

便携式膝关节康复智能轮椅结构设计与分析

目的 为解决目前膝关节康复设备便捷性差、医疗成本高、普适性不强等问题,该文设计了一种便携式膝关节康复智能轮椅。方法 通过对膝关节结构与康复机理分析,设计电推杆驱动式康复机构,采用模块化思想设计多功能模块,搭配STM32单片机,实现车体与各功能模块的控制,利用SolidWorks软件建立三维模型,结合Adams和Ansys仿真软件对膝关节康复机构及核心零部件进行运动学与静力学分析。最后,搭建实物样机对实际使用性能进行验证。结果 经实物样机测试得出,膝关节摆杆实际角度为15.1°~88.9°,摆杆角速度为-7.9~8.1°/s,摆杆角加速度为-4.2~1.6°/s~2,电动推杆推力范围为-82.6~153.1 N,载荷踏板最大形变量约为1.7 mm,腿托最大形变约为1.5 mm。结论 膝关节康复式智能轮椅能够满足各项设计功能,实际性能符合设计准则,验证了结构设计的合理性与可行性。

飞弧刀:一种新型放射外科系统

该文介绍了一种创新的直线加速器图像引导放射外科装置的设计,该装置基于复合双重旋转机架结构。该文从创新装置的整体构成特征、加速器辐射头绕人体纵轴旋转的安全净空间、准4π投照射束入射角方向的非共面球面覆盖度、复合双重旋转机架的构造特点以及治疗计划过程与治疗实施过程等5个方面,分别阐述了该创新装置的制造可行性、安全性、有效性、精确性和高效性。该创新装置设计具有较大的开发价值和市场推广价值。

穿戴式无线胸贴监护终端的设计与实现

目的设计一种穿戴式无线胸贴监护终端,实现心电、呼吸、体温信号的采集、处理和无线传输。方法采用集成呼吸阻抗和ECG前端的模拟前端ADS1292R来采集人体心电和呼吸信号,使用低功耗、高精度数字温度传感器MAX30208来采集体温。并通过带有Arm Cortex-M4F内核的低功耗nRF52840蓝牙SoC,设计滤波算法进行信号处理和无线传输。结果实验结果表明,所设计的监护终端能实时监测人体的心电、呼吸和体温参数,并通过蓝牙将监测结果发送出来,连续工作时间超过13 h。结论穿戴式无线胸贴监护终端便携性好、待机时间长,测量精度高,在家庭健康监护、移动医疗、智慧医疗领域具有较好的应用前景。

下肢康复机器人机构研究现状及临床应用初探

人体下肢康复机器人作为一种恢复下肢运动能力的辅助设备,在康复领域和临床应用上的作用日益显著。随着科技的进步,国内外在该领域均有较大的发展,本研究对下肢康复机器人的发展脉络进行了较为细致地梳理,对临床应用的现状进行了综述,以机构研究为重点,从自由度,工作空间,奇异性,步态模拟,运动学仿真及人机交互等角度对其进行分析辨识,结果表明,国内对下肢康复机器人的研究重点在机构构型的设计与优化,国外的研究重点则是基于人机交互的控制系统与训练模式的提升与创新。最后结合研究现状对未来的发展趋势进行了展望。

基于互联网心电图机与智能平台的心源性猝死预警系统

该文设计了一种心源性猝死预警系统,以便及时发现心源性猝死信号,挽救生命。该系统主要由互联网心电图机、移动终端、智能平台、120急救中心4部分组成。经过验证,所研制的基于互联网心电图机与智能平台的心源性猝死预警系统运行可靠,适用于心源性猝死风险人群的远程心电监护,能提供诊断和早期预警。该系统实现了心电监测设备的小型化,具有诊断智能、预警快速等优点,可应用于心源性猝死高危人群院前监护,具有很好的应用价值。

肺结节定位方式研究进展

随着低剂量螺旋CT的普及和CT分辨率的提高,肺结节尤其是较小的肺结节的检出率明显提高。罹患恶性肿瘤的风险随着肺结节的增大而增加,对此,临床常选择手术切除,而电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery,VATS)是首选的外科手术方式。肺结节精准定位是VATS成功的关键,也是当前胸外科医生面临的重要问题。目前,较为常用的定位手段有CT引导下经皮穿刺定位、支气管镜引导下定位、术中超声定位、增强现实和3D打印辅助定位等。该文综述近年肺结节定位方法的研究进展、优缺点等,以期为临床应用和后续发展提供借鉴。

增材制造个性化植入物技术发展与挑战

增材制造(3D打印)技术与未来医疗行业精准化和定制化的发展方向相契合,是我国高端医疗器械领域创新发展的重要机遇。目前3D打印医疗器械的研究和产业化主要分为不可降解植入物和可降解植入物,逐渐形成了金属3D打印骨植入物、聚醚醚酮骨植入物和可降解植入物等主要临床应用和产业发展领域。该文列举近年来上述领域的研究成果,论述个性化植入物的增材制造技术和应用,从技术、应用和监管角度分析不同植入物面临的挑战,并对未来发展提出展望和建议。

单通道/少通道脑电信号生理伪迹处理方法

脑电图是一种非侵入式的脑电活动测量方式,近年来单通道/少通道的脑电应用越来越多,而多种类型的生理伪迹信号严重影响单通道/少通道脑电的分析和广泛应用。该文针对单通道/少通道脑电中存在的多种生理伪迹,综述了涉及的回归和滤波方法、分解方法、盲源分离方法和机器学习方法。针对单通道/少通道脑电信号的特点,分析总结了用于不同场景的脑电生理伪迹去除的混合方法,主要包括单伪迹/多伪迹场景和在线/离线场景。另外,该文还回顾了在半模拟和真实脑电数据下的验证算法性能的方法和指标。最后,简述了单通道/少通道脑电应用及生理伪迹处理的发展趋势。

基于惯性导航的髓内钉进钉点定位装置研究

目的介绍一种基于惯性导航技术的髓内钉进钉点定位装置,利用多维角度信息辅助实现股骨顺行髓内钉理想进钉方向的快速精准定位,并通过临床试验验证其临床价值。方法将定位装置的定位模块与显影板2个组件组配后放置于患侧股骨近端体表,进行正位透视,基于X线片选择理想进钉方向对应的显影角度后将定位模块的偏航角归零。归零后将定位模块与手术器械组配,实现导针进钉角度的指引,基于角度指引完成理想进钉方向的精准定位。通过设置试验组和对照组进行临床手术试用,分别记录有无定位装置使用时的导针打入次数、手术时间、透视次数和术中出血量。结果相比于对照组,试验组在导针打入次数、手术时间、透视次数及术中出血量等方面均有明显的改善,差异有统计学意义(P<0.01)。结论定位装置可辅助医生快速完成髓内钉进钉点的定位,通过提高导针打入一次到位的成功率,可有效减少透视次数和手术时间,提高手术效率,具备一定的临床价值。

基于残差神经网络、双向长短期记忆网络和注意力机制的肠鸣音检测方法研究

肠鸣音可以反映胃肠道的运动和健康状况,然而,传统的人工听诊方式存在主观性偏差且耗时耗力。为了更好地辅助医生对肠鸣音的诊断,提高肠鸣音检测的可靠性和高效性,该研究提出了一种结合残差神经网络(ResNet)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力机制的深度神经网络模型。首先使用自主研发的多通道肠鸣音采集系统采集了大量带标签的临床数据,采用多尺度小波分解和重构方法对肠鸣音信号进行预处理,然后提取对数梅尔谱图特征送入网络进行训练,最后通过10折交叉验证和消融实验来评估模型的性能和验证其有效性。实验结果表明,该模型在精确率、召回率和F1分数方面分别达到了83%、76%和79%,能够有效地检测出肠鸣音片段并定位其起止时间,表现优于以往的算法。该算法不仅可以为医生在临床实践中提供辅助信息,还为肠鸣音的进一步分析和研究提供了技术支撑。

基于电子射野影像系统的光栅位置和剂量验证研究

目的 使用基于电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)的质控系统,在Primus和VenusX加速器上实现光栅位置及剂量验证。方法 通过灰度值最大梯度方法计算光栅位置,评估偏差。使用剂量标定和剂量计算相结合的算法对EPID采集的图像进行剂量重建,将EPID和MapCheck/PTW得到的数据,分别与计划系统剂量进行γ通过率分析。结果 VenusX加速器光栅误差小于1 mm,Primus重新标定后误差明显减小。重建的剂量,在3%/3 mm,阈值10%和2%/2 mm,阈值10%的2种标准下,Primus加速器γ平均通过率分别为98.86%和91.39%;VenusX加速器γ平均通过率分别为98.49%和91.11%。结论 基于EPID的质控系统,可提高加速器质控效率,减轻物理师工作负担。

脉搏与呼吸信号检测系统设计

设计了脉搏和呼吸同步检测系统,用于探究不同情形下生理信号的变化情况。系统通过STM32控制脉搏和呼吸采集电路获取相应信号,测算后实时显示心率、呼吸频率等参数,将数据传输至上位机,并保存到数据库。实验测试结果表明,该系统可监测不同情形下的脉搏和呼吸波形,波形状态良好;与医用脉搏血氧仪相比,测算出的心率、血氧饱和度误差在3%以内,呼吸频率与实际数值相比误差在5%以内,验证了系统信号采集的准确性。该系统体积小、成本低、穿戴舒适,可应用于与脉搏和呼吸信号相关的实验研究。

基于物联网技术的远程裂隙灯诊断平台设计

为实现跨区域患者的裂隙灯诊断,提高诊断的实时性和便利性,基于物联网技术设计了远程裂隙灯诊断平台。首先分析了远程裂隙灯的可行性,其次提出了医师/服务器/设备(doctor/server/facility,D/S/F)的物联网平台架构,设计了远程裂隙灯,最后测试了远程裂隙灯诊断平台的性能。该平台解决了分布式裂隙灯的通信问题,实现了多眼科专家对多区域裂隙灯的分别数控。测试结果表明,该平台远程控制延时低于20 ms,支持多位专家分别诊断多位患者。

裸眼三维显示技术在医学领域中的应用

裸眼三维显示技术有良好的三维视觉效果且无需可穿戴设备辅助,能呈现三维医学图像的深度、位置及复杂结构等信息,可使观看者多角度获得组织器官的信息,减少认知负荷,有助于医学教学并开辟了规划和诊断的创新方法。裸眼三维增强现实显示能将医学图像显示在真实三维空间中,实现虚实融合,对医学研究有很大助力。该文综述了裸眼三维显示技术在医学诊断、临床手术和康复训练三大方面的应用研究,为裸眼三维显示技术在医学领域的后续研发提供方向,从而辅助医学研究,改善医疗实践。