多电极射频美容仪的温度场仿真实验研究

射频美容仪是国内家用美容仪市场中很受欢迎的保健产品。然而,市面上的射频美容仪产品质量参差不齐,相关参数也缺乏统一的标准规范。该研究基于有限元仿真方法和COMSOL仿真软件,构建了具有隔膜的三维皮肤模型,仿真分析、研究了不同射频美容仪的射频电压有效值、射频频率、电极高度、电极直径、电极间距、电极数量及排布等参数条件对皮肤及皮下组织温度场分布的影响,并进行了对比分析。仿真结果表明:提高电压有效值或射频频率能提高模型温度场的最大值;提高电极高度相比紧贴皮肤会降低温度场最大值并使射频美容仪下的温度分布更加均匀;增加电极直径或缩小电极间距能提高电极间的温度;不同的正负极数量会使热量集中在数量较少的电极下方。最后,该研究还完成了温度场分布随时间的实验测量及与仿真结果的比较分析。该研究较为系统、全面地仿真探讨了射频美容仪产品的各项参数条件变化对皮肤温度分布的影响规律,为溶脂技术的安全与疗效提供参考,也为射频美容仪的临床应用及产业化提供参考。

基于生物信息学探讨支气管哮喘与溃疡性结肠炎“异病同治”机制

目的:通过生物信息学分析确定支气管哮喘(哮喘)和溃疡性结肠炎(UC)共有的潜在生物标志物,并探讨这两种疾病的共同发病机制。方法:从GEO数据库下载包含529例哮喘患者、637例UC患者和147例健康对照者样本的数据集GSE76262、GSE206285、GSE69683和GSE87466,其中GSE76262和GSE206285用作训练数据集,GSE69683和GSE87466作为独立验证数据集。通过limmaR软件包筛选哮喘、UC患者和健康对照者样本的差异表达基因(DEGs),将两种疾病相关DEGs取交集得到哮喘和UC共同DEGs。构建蛋白质-蛋白质互作(PPI)网络,利用cytoHubba筛选出PPI网络的核心生物标志物,并对其进行功能注释、富集分析和表达验证。结果:共筛选出209个哮喘和UC共同DEGs,其中112个基因上调,97个基因下调。MMP9、CCL2、SELL、CCR7、ICAM1、ITGAX、NFKBIA、CXCR4、AGPS和TLR2被鉴定为哮喘和UC共同的核心生物标志物,RELA和NFKB1是关键转录因子。功能富集分析显示,核心DEGs主要参与趋化因子和细胞因子活性和脂质与动脉粥样硬化。结论:MMP9、CCL2、SELL、CCR7、ICAM1、ITGAX、NFKBIA、CXCR4、AGPS和TLR2是哮喘和UC的潜在核心基因;哮喘和UC共病机制可能涉及趋化因子和细胞因子活性、NF-κB信号通路以及脂质与动脉粥样硬化。

石墨烯及其衍生物纳米复合材料应用于脊髓损伤治疗的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是导致高致残率的重要原因之一,其治疗仍然是国际上亟待解决的一大难题[1、2].SCI可分为原发性和继发性损伤两种[3、4].其中,原发性损伤为机械力对神经元细胞和胶质细胞的直接损伤,破坏轴突导致瓦勒变性[2、5].继发性损伤主要是源于创伤后的一系列的病理改变引起轴索变性及脱髓鞘等[1、6].

基于CiteSpace软件的医用红外热成像研究与趋势分析

目的:运用可视化分析方法探索国内外医用红外热成像(IRT)的研究与发展趋势。方法:检索2010-2022年收录于中国知网(CNKI)、万方数据库、维普中文科技期刊数据库和科学网(WebofScience)核心合集数据库医用IRT的研究文献,中文数据库检索关键词为“红外热成像”“红外热像”“红外热图”,WebofScience核心合集检索关键词为“thermography(热成像)”“infraredthermalimaging(红外热成像)”“infraredthermography(红外热像图)”,使用Cite Space 6.1.R6软件对检索的文献作者、机构、关键词等要素进行可视化分析。结果:共纳入中英文文献2 314篇,其中中文文献1 017篇,英文文献1 297篇,发文量总体呈现上升趋势。中文文献核心作者共105名,英文文献核心作者共161名,核心作者带领团队开展研究及机构间合作,国际间交流有待进一步推进。中文文献关键词包括红外热成像、红外热像图、皮肤温度、腰椎间盘突出症及膝骨关节炎等,英文文献关键词包括blood flow(血流)、diagnosis(诊断)、skin(皮肤)、pain(疼痛)及temperature(温度)等,研究内容多与医用IRT结合生理病理基础的体表热像观察、应用原理探讨、疾病诊疗价值及中医药诊疗可视化相关。结论:医用IRT研究国内外关注持续增高,稳步开展,未来研究可在医工结合技术发展下,将有望在生理温度探测、疾病诊疗评估及中医药客观评价方面进一步突破。

生物组织电导率磁感应测量原理及系统研究

生物组织电导率磁感应测量是一种无接触式的测量技术,主要应用在医学磁感应成像领域。本文回顾了磁感应测量技术的发展历史及现状,指出了其研究意义。介绍了磁感应测量技术的原理,通过仿真绘出了场域内的涡流流向和涡流密度幅值分布图。结果显示当场域内有异物存在时,涡流的流向会发生改变,且异物存在区域的涡流幅值明显区别于周围区域的涡流幅值。最后给出了仿真实验结果,通过模拟水槽及生物组织实验,证明通过磁感应的方法测量生物组织电导率是可行的,并指出了磁感应测量技术在医学成像领域的发展前景。

微波体模

用水、盐,聚氯乙烯粉和羧甲基纤维钠四种材料配制成一种适用的微波体模(模拟肌肉组织)。该体模的复介电系数在300～2500MHz范围内与实际人体肌肉组织的误差≤5％。这种体模的优点是材料立足国内,价廉,室温下配制,使用方便。本文也给出这种体模的温度特性,稳定性和热学特性,供电磁场生物效应和微波热疗等研究使用。

肿瘤热疗用Fe_3O_4磁性纳米粒子的生物相容性研究

研究用于肿瘤热疗的自制Fe3O4磁性纳米粒子的生物相容性．采用MTT试验评价其浸提液体外细胞毒性；溶血试验评价其有无溶血作用；小鼠腹腔注射Fe3O4磁性纳米粒子无菌生理盐水混悬液以测定其LD50；微核试验评价其有无致畸、致突变作用等．MTT结果显示该材料对L-929细胞毒性为0～1级，均属对细胞无毒性范畴；溶血试验中Fe3O4磁性纳米粒子的溶血率为0．514％，远小于5％，表明实验用Fe3O4磁性纳米粒子无溶血作用；昆明小鼠腹腔注射该材料混悬液，其LD50为7．57g／kg体重，其95％的可信区间为6．18～9．27g／kg体重，属实际无毒范畴，且具有较广的安全值范围．微核试验结果表明该材料对小鼠骨髓微核形成率与阴性对照组相比无显著差异，而与阳性对照CTX组相比有显著差异，可以认为该材料无致畸或致突变作用．从实验目前的研究结果来看，自制的Fe3O4磁性纳米粒子具有良好的生物相容性，在肿瘤磁流体热疗方面具有良好的应用前景.

生物组织光传播特性的研究

光在组织中传播与组织的光学性质有关。折射率是组织光学性质最基本的参数,用来评价组织改变光线行进方向的参量。本文以菲涅耳公式为理论依据,尝试用空气—组织界面的反射率、生物组织薄膜的反射率和生物组织反射光的偏振分量,推算生物组织的折射率。 本文还探测了组织的前向散射和后向漫射分布。

热水膜烫伤皮肤的传热分析与预测(英文)

目的建立描述热水膜烫伤皮肤组织的数学模型 ,分析其传热过程规律 ,对烫伤程度进行预测并对比吹气和拭薄水膜两种反应的效果。方法基于Pennes生物传热方程建立热水膜与皮肤组织相互作用的一维多层结构模型。结果利用有限差分方法数值求解得到皮肤组织内的温度分布 ,根据Arrhenius假设预测组织的烫伤程度。结论该模型可用于热水膜烫伤皮肤的传热分析和烫伤预测。计算结果表明 ,拭薄水膜比吹气更能有效地减轻对皮肤的损伤。

提升小波和平滑滤波在心电信号快速滤波中的研究

利用提升小波将原始心电信号(ECG)按频率特性分解为低频的逼近信号和高频的细节信号,舍弃前几层细节信号,采用自适应平滑滤波器选择合适的阈值对逼近信号进行滤波,从而避免平滑滤波对QRS波的损伤,再用提升小波逆变换重建保留的逼近信号,进而实现对心电信号中三种主要噪声的抑制。实验表明该方法计算量小,实时性强。

脉冲磁场对细胞缝隙连接通讯功能影响的研究

本文用细胞内微注射法对不同强度的脉冲磁场对细胞缝隙连接通讯 (GJIC)功能的效应进行了研究 ,并与正弦磁场的作用以及脉冲磁场所感生的不同电场的作用进行了比较和探索。研究发现 0 .41mT以上强度的脉冲磁场具有抑制GJIC的作用 ,这种作用与磁场强度有关。其抑制GJIC的效应比正弦磁场为强。经相同磁场不同强度感应电场作用的比较 ,得出 ,GJIC的抑制主要由磁场引起 ,而与感应电场关系不大。

水冷式微波偶极子辐射器在生物介质中的温度分布研究

偶极子辐射天线在生物介质中近场辐射及温度特性对腔道微波热疗有重要实用意义。本文在腔内水冷式微波偶极子辐射器近场辐射模型和比吸收率计算工作基础上［１］，求解相应的生物介质热传导方程，得到了水冷式腔道辐射器在生物介质中的温度分布。计算表明，水冷可改善热区温度分布，主要使径向最高温度点由无水冷时贴近辐射器壁向组织深部迁移（本文示例达６ｍｍ以远）；径向治疗深度比无水冷时向组织内部延伸；相应的治疗体积则比无水冷时增加（约３９％）。若采取先用小功率、无水冷加热，后用大功率、有循环水冷的二步加热程序，则总有效治疗体积可比完全无水冷时扩大１．２４倍。本文计算结果与相应的等效肌肉体模实验及热疗临床经验相符，为腔道水冷式微波辐射器的研制设计和临床应用提供了参考依据。

基于Walsh函数的多频率同步信号合成方法

多频率同步(MFS)激励信号源是实现生物电阻抗频谱多频率快速测量的关键,但目前尚无理想解决方案。通过研究提出了一种基于Walsh函数的MFS信号合成方法,论述了MFS信号的合成原理及合成步骤,并给出了5频率同步信号f(5,t)的合成实例及其FPGA实现方法。傅里叶级数分析表明,f(5,t)在其5个主谐波分量上的幅值较大,其功率之和占据信号平均总功率的73.91%,且具有相同的零初始相位。合成的MFS信号的主谐波个数可根据需要进行选择,且主谐波的频率也可以通过改变FPGA的工作时钟来调整,信号易于调节和实现,是一种理想的、可用于BIS快速测量的多频率同步激励信号源。

基于EEG模糊相似性的癫痫发作预测

本研究提出基于EEG序列模糊相似性指数方法预测癫痫发作。首先,结合复自相关法和Cao法对EEG序列进行了相空间重构;然后,计算相关积分时用Gaussian函数代替Heavyside函数,克服了Heavyside函数的刚性边界问题,使得计算相似性指数更加准确和可靠;最后,分析大鼠癫痫EEG信号,检测癫痫发作前期状态。分析结果表明模糊相似性指数方法能够比动态相似性指数方法获得更长的预测时间和更低的错误预测率。

二次微分小波在心电图QRS波检测中的应用

叙述将小波变换应用于ECG信号检测QRS波。利用二进Marr小波对信号按Mallat算法进行变换 ;从等效滤波器的角度分析了信号奇异点 (R波峰值点 )与其小波变换模极大值的关系 ;探讨了二次微分小波与一次微分小波在奇异点分析时性能上的差异。在检测中运用了一系列策略以增强算法的抗干扰能力 ,提高QRS波的正确检测率。经MIT/BIH标准心律失常数据库验证 ,QRS波的正确检测率高达 99.8%。

锦州汉族成人体成分与血脂的关系

目的：了解锦州地区健康体检人群血脂水平与其体成分的关系，为预防诊断心血管疾病、糖尿病等代谢性疾病提供参考数据。方法：利用生物电阻体成分分析仪对本院232例（男性133人，女性99人）30～50岁健康成年人体成分进行测量，并对其甘油三酯（TC）、总胆固醇（TG）、高密度胆固醇（HDL）、低密度胆固醇（LDL）4项血脂指标进行检测。结果：男性除身高、体质量高于女性外，其余各项指标均低于女性，尤其是全身的体脂率和四肢的脂肪分布，其次为脂肪量和躯干的脂肪。男性与女性在体成分和血脂分析上存在一定差异性。男性TC、TG及LDL-C均明显高于女性，但是女性的HDL-C要高于男性。结论：正常人的体成分与血脂4项具有相关性，了解正常人的体成分和血脂的关系可以进一步为心血管性疾病、糖尿病等相关性疾病提供参考数据。

基于神经网络学习算法的胃电信号时频分析

本文提出了基于神经网络学习算法的一种新的胃电信号自适应时频分析方法。与传统的短时富里叶变换（ＳＴＦＴ）和Ｗｉｇｎｅｒ分布相比，本方法有如下优点：１、为更好地跟踪胃电信号的变化，提取其时频特征，我们首先引入调制性基函数作为窗口函数。这种窗口函数包含位移参量、尺度参量和中心频率参量，通过调节这些参量可改变窗口函数的中心位置。窗口形状和中心频率大小，因而保证与分析信号保持最佳匹配；２、由于胃电信号的非稳态和非线性，胃电信号时频参量的变化是非线性的。我们应用神经网络这种最佳非线性估计器来学习这些参量，既可获得较高的估计精度，又有较高的自适应性；３、所提出的方法不仅比ＳＴＦＴ和Ｗｉｇｎｅｒ分布有更高的分辨率，而且其时频能量分布图是清晰的，没有交叉项干扰。

一种新的成形微波体模

本文提出一种新的成形微波体模，本体模具备以下几个优点：１）能成形且有弹性；２）透明；３）易于加工成各种形状；４）配制简便，使用期较长。本体模与实际人体肌肉组织在微波段ＩＳＭ频率上其介电特性的差别小于９％。

EEG信号的径向基函数神经网络预测

基于混沌动力学系统相空间的延迟坐标重构及人工神经网络的非线性特性。研究了采用基于自适应投影学习算法的径向基函数网络对实测的EEG信号进行预测。通过对径向基函数引入一宽度调节系数α ,使网络的预测性能有较大提高。理论分析和研究结果表明 :α的取值由EEG信号的关联维数D2 决定 ,α在最佳区间内取值能够更有效地对EEG信号进行预测。

直接接触加热治疗皮肤疾病的温度场仿真分析

目的研究加热治疗皮肤疾病时的温度场分布情况,从而为实验研究提供一定参考。方法本文在假设直接接触皮肤加热的情况下,从皮肤的结构出发建立起物理模型,根据生物传热学的理论,建立传热方程,采用有限差分方法对各种情况进行仿真。结果仿真得到了加热时皮肤的稳态温度场和动态温度场分布情况,结果证实直接接触加热治疗皮肤疾病这一技术具有可行性。结论本文的研究结果对进一步研究和利用精确控温下直接接触加热治疗皮肤病技术有一定参考意义。