生物芯片及其在生物医学工程中的应用

通过微细加工技术制成的生物芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应 ,探测基因表达方式 ,检测基因突变和多态性 ,以及研究基因功能 ,然后借助于计算机技术将这些信息综合处理 ,从而可实现疾病的检测、诊断、治疗 ,新药的开发 ,食品卫生的检测 ,法医学的鉴定等功能。

医学院校生物医学工程专业人才培养模式探讨

本论文简要介绍了我国生物医学工程学科的发展和目前高等院校开设生物医学工程专业面临的问题,并从优化课程设置和创新实践体系两个方面着重对医学院校生物医学工程专业的人才培养模式进行探索与创新,为培养复合型应用型人才提供一种新的思路。

生物医学信号的近无损压缩

生物医学信号的压缩在临床中具有广泛的应用 ,但在实际应用中 ,医生们普遍认为有损压缩技术会使诊断信息丢失 ,只有无损压缩才能不失真地保留所有信息 ,因而临床诊断必须使用无损压缩。然而 ,事实并非如此 ,首先 ,在信号的采集和数字化的过程中就会引入量化误差和其他各种误差 ,即使用无损压缩 ,实际也是有损的 ;其次 ,无损压缩的压缩比很低 ,其压缩性能远不能与有损压缩相比 ,所以 ,在医学领域真正具有广泛应用需求的还是有损压缩技术 ,关键是如何控制好误差以确保信号的可信度。而一般的有损压缩技术 ,由于其对信号失真度缺乏严格的控制 ,因而不适合应用于医学领域 ,所以有必要研究特殊的有损压缩技术 ,这就是近无损压缩技术。为此 ,我们提出了一个能有效表征信号可信度的指标 ,在此基础上 ,结合生物医学信号非线性、非平稳性的特点 ,设计了一个基于上下文的生物医学信号近无损压缩算法 ,实验结果表明近无损压缩在保证信号可信度的前提下获得了比无损压缩更好的压缩结果。最后 ,我们还就近无损压缩技术的研究方向作了有益的探讨。

一个生物医学信号的无损压缩算法

当前生物医学领带压缩技术主要偏重于有损压缩技术的研究，较少研究无损压缩技术，然后由于在临床和科研应用中首先要求的是生物医学信号必须具有高可信度，而一般的有损压缩技术很难满意其需要，因此特别期望使用无损的压缩技术，本文给出了一个低复杂性的基于上下文的生物医学信号无损压缩算法，它在确保信号不失真的前提下，给出了较高的压缩比。

基于DSP的实时Holter系统

介绍了基于DSP(TMS320VC5509)和MMC(MultiMediaCard)存储卡的一种可连续记录24小时心电信号和进行实时分析,并对猝死性心律失常能作报警的Holter系统。

基于轮廓曲率和谱系聚类的大鼠体态自动识别

为了对行为实验中大鼠的体态进行自动识别分析,提出了一种基于轮廓曲率和谱系聚类的识别算法.应用图像处理技术从序列实验图像中分别提取出大鼠轮廓曲线,计算大鼠轮廓曲线的曲率函数及其频谱,并以频谱作为体态聚类和识别的特征矢量.应用谱系聚类方法构建每种大鼠体态特征矢量的子类聚类中心特征矢量.应用1319幅样本图像和10629幅测试图像对本算法进行了实验.结果表明对样本图像和测试图像的识别正确率分别为94.16%和89.58%,该算法可用于大鼠体态的自动识别及后续的行为分析.

医学图像序列的直接体绘制算法研究

提出了一种基于体素模型的直接体绘制算法，该算法结合了面绘制及直接体绘制的优点，可以利用ＯｐｅｎＧＬ图形标准及硬件加速对图像序列进行三维重建，重建效果逼真，重建速度较快，具有算法简单。

基于碳纳米管修饰丝网印刷碳糊电极的葡萄糖和尿酸生物传感器

在丝网印刷碳糊电极上利用吸附法固定葡萄糖氧化酶或尿酸酶，并用碳纳米管进行修饰，铁氰化钾作为电子传递剂，制作用于测量人体血浆中葡萄糖和尿酸浓度的生物传感器．葡萄糖传感器的响应时间仅为5s，响应电流范围为1．2～30μA，线性测量范围为1～33．3mM，尿酸传感器响应时间为和电流范围分别为50s，0．7～14μA，线形测量范围是2～20mg／dL．用碳纳米管修饰酶电极，改善了电极表面条件，加快了电极反应速度，并提高了传感器的灵敏度．通过碳纳米管修饰电极，葡萄糖传感器的灵敏度从0．3338μA／mM提高到0．8432μA／mM，尿酸传感器的灵敏度从0．4028μA／（mg／dL）提高到0．7138μA／（mg／dL）．

人体电流感觉阈值客观测试系统的研制

介绍了一种新型的人体电流感觉阈值测试系统。当向被试施加特定频率、幅度的电流刺激时,被试的皮肤电流响应信号由一个放大仪客观地记录下来。被试的电流感觉阈值定义为被试无皮肤电流响应时所接受的最大刺激强度和有响应时所接受的最小刺激强度的平均值。相对现有的定量感觉测试方法,作者介绍的方法在理论上更加客观地评价被试的感觉程度。测试结果表明用新系统测试人体电流感觉阈值可重复性好,相对传统的测试系统更易操作。

一种新型生物化学图象传感器的研究

本文介绍了一种新型的光寻址生物和化学图象传感器的基本原理、结构及特点 ,并着重介绍了我们开发研制的生物化学图象传感器和有关的测试实验结果。完成了半导体硅器件的制作、生物化学敏感膜的制备、以激光器为主的光学扫描和机械定位系统以及基于微机系统的测量控制系统的设计制作。该传感器可以检测不同的生物和化学物质的静态及动态响应图象。实验结果表明 :该光寻址生物化学传感器系统具有较高灵敏度和分辨率以及较好的光寻址成象能力。利用该传感器可望开发出新一代的集成生物化学图象传感器。

功能碳黑修饰的丝网印刷碳糊电极葡萄糖生物传感器的特性与机理

从碳黑表面引发苯乙烯磺酸钠的原子转移自由基聚合制备了聚（苯乙烯磺酸钠）改性碳黑（CB-g-PSS），并分别以掺杂和沉积两种不同方式修饰电极的生物敏感膜，再在生物敏感膜上吸附固定葡萄糖氧化酶，制作了两种葡萄糖氧化酶传感器，得到了不同的效果。实验结果表明，将CB-g-PSS与成膜材料掺杂制作的生物传感器与无修饰传感器相比，响应灵敏度下降了1／3；将CB-g-PSS沉积修饰丝网印刷碳糊电极制作的传感器与无修饰传感器相比，响应灵敏度提高了2倍，且对1．1～33．3mmoL／L的葡萄糖待测样本，RSD均〈7％，稳定性良好，有较高的应用价值。通过实验分析了CB-g-PSS以不同方式修饰电极的T作机理，结果表明，选择正确的修饰方式，能够发挥CB-g-PSS的导电效应及纳米效应，使其有利于酶的固定，提高响应灵敏度并改善酶促反应动力学特性。

通过耦合混沌测量系统抑制噪声

混沌系统对初值有很高的敏感性,用这种特性来测量小信号是很好的有应用前景的方法.因混沌系统对噪声也有很高的敏感性,在较强的噪声环境中,是否也能实现对小信号的测量,抑制噪声对测量系统混沌轨道的干扰是关键.可以认为将多个混沌测量电路耦合起来同时进行测量是一种可以抑制噪声的全新方法,这里对两个混沌测量系统的耦合进行了分析和数值实验,基于符号动力学理论,以及借鉴混沌同步的研究方法,数值结果表明,在合适的耦合条件下,该方法确能有效抑制噪声.

琴弦振动理论在工程中柔索求拉力的应用

琴弦横向振动时 ,振动固有频率主要与三个因素有关 ;张紧力 ;弦密度 ;弦长。它的逆问题 ,柔索的张紧力与索的密度、索横向振动的固有频率、索的长度有关 ,应用这个理论可以对大型斜拉桥的索力、体育馆的吊索力以及特大型水坝的起吊闸门的索力等进行检测 ,并可以识别吊索故障。本文提供理论及应用技术 。

超声成像系统中自适应动态滤波器的设计

在传统超声成像的动态滤波器设计中,需首先按线性声场模型计算出近场及远场回波的中心频率,据此确定出动态滤波器在接收过程中各段的滤波器系数。但这种方式有许多与实际不符的假设,这造成了动态滤波器并不能很好的匹配真实回波,降低了图像的分辨率及灵敏度。为了解决这个问题,文章设计了一种自适应的动态滤波器,利用FFT变换,实时的分析各小段真实回波的频率特性,根据真实回波的频率特性选择不同的动态滤波器系数。实验证明,此种方法能够在保持图像的分辨率的同时提高图像的灵敏度。

一种面向医疗安全的智能清单系统

安全清单是一种规范化诊疗行为的有效工具,在临床上日益受到重视。安全清单要求医务工作者在诊疗流程中的关键环节对任务的准备情况或完成情况按临床规范进行核对,从而保证医疗安全。但传统的安全清单难与临床工作流程集成,对病人缺乏针对性,并且缺乏信息系统支持,因而临床应用效果不佳。通过研究清单的计算机化表达方法,将安全清单分解为诊疗流程、清单表格、医学算法和辅助信息等4个层次的知识;设计一套执行机制,利用工作流引擎和规则引擎对这些知识进行执行,并在此基础上开发一套智能清单系统来实现此机制。通过一个心内科经皮冠状动脉介入治疗清单案例,对系统进行评估。该系统将清单细化成11个对应于流程中关键场景的清单,在恰当时机将清单推送给预定义的医护人员,从而使清单融入他们的诊疗工作。每个场景的清单都是由预定义的医学算法结合病人实际情况动态生成,从而确保清单的针对性。结果表明,这种方法可以有效支持智能清单的表达和执行,提供能够与诊疗流程集成的病人个体化清单,方便医护人员的使用。

人体神经定量电流感觉检测系统的研制

电流感觉阈值测试是人体神经感觉功能的定量感觉测试方法的一种,它采用特定频率的正弦恒电流刺激人体神经末梢感受器,检测人体对电流刺激的最小感受量,用于定量评估神经功能。本文回顾了国际上电流感觉阈值测试技术的发展与现状,介绍了我们开发的人体神经定量电流感觉检测系统。该系统采用生理心理统计算法过滤人体主观感受的影响.具有双盲全自动测量功能,测量结果具有很好的重复性。

家蚕生物反应器表达传染性法氏囊病病毒多聚蛋白的免疫原性研究

将传染性法氏囊病病毒(IBDV)浙江分离株JD1的多聚蛋白(VP2/4/3)基因克隆到家蚕杆状病毒转移载体pBacPAK8中,重组载体与杆状病毒Bm-BacPAK6的线性化基因组DNA共转染家蚕细胞后,将获得的重组病毒BacPAK-A感染家蚕5龄起幼虫进行虫体内表达.用感染后第5日的蚕血淋巴作抗原制备油佐剂苗免疫14日龄非免疫鸡,安全性试验表明,接种1倍和5倍免疫剂量的试验鸡在临床反应和剖检中均无异常变化;在免疫-攻毒试验中设杆状病毒表达的IBDVVP2蛋白和正常蚕血淋巴免疫对照组,并于28日龄加强免疫,25d后用IBDV强毒BC6/85攻击.通过临床保护率、病理保护率及血清学试验表明,基于多聚蛋白制备的疫苗更成功地诱导了体液免疫应答,比VP2蛋白对IBDV强毒的攻击具有更高的保护力,更适于作为IBD基因工程亚单位疫苗的抗原成分.

基于注意计算模型的医学图像模糊连接度分割

用模糊连接度分割图像时,种子点多以聚类分析方法自动给定,本文分析了传统聚类法存在的问题,在人类视觉活动机制的启发下,提出新的完全不同于聚类方法的视觉显著点注意引导下的图像分割方法。将图像特征显著点的定位转化为概率密度估计问题,引入新的注意计算模型并结合Mean-Shift处理得到关键特征点。注意模型的特征地图采用图像灰度的对比度构成,迭代计算高斯邻域显著度。从密度估计的角度定位显著点,克服以往偏生理注意模型对定量描述的能力不足,尤其适用医学模糊图像。新的方法能完全自动地定位种子点,有效地分割模糊医学图像,提高准确率。

混沌测量系统耦合的噪声抑制效应

利用混沌系统的初值、参数敏感性来进行小信号测量已取得了较好的成功 ,这种技术进一步发展的主要任务之一是降低测量过程中的噪声 ,提出一种可以抑制噪声影响的新方法 ,即将多个混沌测量电路耦合起来同时进行互相关的测量 ,根据符号动力学理论 ,数值实验表明 ,在一定条件下 。

基于．NET的远程医疗系统中病历管理子系统的设计与实现

介绍了在一个远程医疗系统的开发过程中,病历管理子系统设计与实现方面的工作。首先,阐述了远程医疗、电子病历和,NET的一些基本概念,分析了远程医疗与电子病历的关系,并提出病历管理子系统的设计目标。然后,分析了纸质病历和电子病历的组成和结构,介绍了XML、HL7CDA和MML等结构化电子病历的相关标准,阐述了远程会诊所需要的病历资料、病历资料的组织方式及其在数据库中的实现,并提出通过数据库与XML相结合的方式实现会诊资料数据粒度的灵活选择。随后,介绍了课题实现阶段所作的工作,包括：系统分析与设计、数据库设计和系统实现。