车载型膜分离制氧机高原实地应用效果评价

目的:测试高原车载型膜分离制氧机在高原低氧环境下的性能指标,并评价其抗缺氧效果。方法:在海拔3 866 m,分别对4台车载型膜分离制氧机的富氧浓度、流量以及产出气体的温湿度进行连续测试,并征集26名受试者,在静息状态下分别检测使用制氧机前后的血氧饱和度(SpO_2)和心率(HR),并进行对照。结果:制氧机的产氧体积分数为(26.7±0.8)%,富氧流量为(5.4±0.4)L/min,与环境空气温湿度比较,产出气体温度升高了(4.3±1.4)℃、湿度增加了(15.5±2.1)%。静息状态下,使用制氧机后,受试者SpO_2明显升高(P<0.01),HR明显降低(P<0.05)。结论:车载型膜分离制氧机性能稳定、抗缺氧效果显著,同时使用方便、舒适性好。

高原弥散富氧机的研制及高原实地应用效果评价

目的：针对高原低压低氧环境,研制一种可依托部队营房/帐篷快速构建富氧室的新型制供氧设备,并进行实地实验测试。方法：采用膜法空分富氧技术研制高原弥散富氧机,结合野战工作帐篷在海拔3 866 m搭建富氧室,对富氧室4个弥散口的富氧体积分数、富氧流量以及帐篷内外的温湿度进行12 h连续观测,并征集20名受试者,在静息状态下分别检测进入富氧室前后的脉搏血氧饱和度（SpO_2）和心率（heart rate,HR）,并进行统计学分析。结果：富氧室弥散口富氧体积分数为26.3%~28.6%、富氧流量为125.1~164.0 L/min,富氧后帐篷内部温湿度较外部均有明显升高,温度分别为（27.6±3.9）、（18.2±3.2）℃（P〈0.01）,湿度分别为（42.9±7.1）%RH、（38.9±7.1）%RH（P〈0.01）。静息状态下,进入富氧室1 h后,受试者SpO_2明显升高（P〈0.01）,HR显著降低（P〈0.01）。结论：该膜分离高原弥散富氧机性能稳定、操作简单、使用方便,抗缺氧效果显著,有望改善高原官兵生活环境,提升作战能力。

WCDMA系统中区分业务类型的动态公平分组调度算法研究

在WCDMA系统中设计分组调度算法不仅需要关注信道条件,还需要关注功率问题。由此,提出了基于功率指数和名义容量概念的WCDMA系统区分业务类型码分通用处理器共享调度算法(SD-CDGPS),通过引入业务区分模型、动态名义容量分配模型和补偿模型,在提供时延上限的同时确保了各类型业务流之间的短期和长期公平性,并有较高的系统吞吐量。

轴向压缩载荷作用下大鼠胫骨表面应变分布的三维有限元分析

目的:构建基于Micro CT的大鼠胫骨三维有限元模型,通过有限元分析计算得到在轴向压缩载荷作用下的胫骨表面应变的空间分布。方法:将Micro CT扫描得到的断层图像通过Mimics、Geomagic Studio和Solidworks软件建立大鼠胫骨的三维实体模型,导入ABAQUS 6.14中,将胫骨简化成各向同性材料,采用四面体单元划分网格,边界条件定义为胫骨远端固定、近端施加轴向载荷,经有限元分析计算得到胫骨表面应变的空间分布及"应变-载荷"关系曲线,并基于此确定胫骨表面最大张应变和压应变的解剖位置。结果:对大鼠胫骨的有限元分析计算发现,施加载荷与应变之间存在着显著的线性正相关关系;通过对不同载荷下大鼠胫骨表面应变空间分布的分析显示,最大张应变发生在胫骨近中下1/3处,最大压应变发生在胫骨中段。结论:基于Micro CT的三维有限元分析方法可以成功建立大鼠胫骨轴向的应力载荷加载模型,并可通过该方法精确定量不同压缩载荷作用下的胫骨表面张应变和压应变的空间分布,为预测骨微损伤发生的空间位置分布提供理论支撑。胫骨骨微损伤发生风险最高部位为胫骨中段及近中下1/3处。该模型可为课题组骨微损伤的动物和临床实验研究奠定重要基础。

一种应力性骨折动物模型构建新装置的研制

目的:设计一种载荷定量、精确、可控的应力性骨折动物模型构建新装置。方法:采用轴向周期性压缩加载的方法设计,整个装置由应力加载装置、线性促动器控制模块和数据实时采集与处理模块组成,其中应力加载装置主要由线性促动器、应力传感器、线性导轨、组织固定模块(包括动夹头和定夹头)和位移传感器组成。采用峰值压力为50 N的周期性压缩加载实验来检验该装置工作的可靠性,并使用该装置和Electro Force 3220万能材料试验机测量超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)小圆柱体标准材料的杨氏模量,通过对比来进行标定。结果:该装置可施加强度可控、时间可控、模式一致的周期性载荷,能够建立大鼠尺骨和胫骨2种应力性骨折动物模型,且工作准确性高。结论:该装置具有精确、科学和可靠的特点,所构建模型接近真实应力性骨折发生的情况,可为研究应力性骨折的发病机制、探索有价值的预防和治疗方法提供重要的动物模型平台支持。

基于信息化技术的“体温计计量检定”单元对比分析式教学设计

为提高“体温计计量检定”教学单元教学效果,采用信息化技术和对比分析教学手段,引导学员思考三种体温计测量原理、通用指标和检定项目的异同及意义,加深其理解。学员课前通过智慧校园云平台预习,实验课利用信息化教学管理系统实现发布计划、线上预约、上传报告和辅导答疑等功能。该教学单元不仅丰富了《医学计量学》课程教学手段,提升了课堂教学效果,而且能显著提升学员的学习热情。

脉冲电磁场对大鼠骨量和骨微结构的改善作用

目的 研究脉冲电磁场(PEMF)刺激下大鼠骨量和骨微结构的变化,阐明PEMF对大鼠骨骼的改善作用。方法 将16只12周龄的SD大鼠随机分为两组(每组8只),不施加PEMF刺激的大鼠为正常组,施加PEMF刺激的大鼠为PEMF组。将PEMF组大鼠放入PEMF加载装置线圈的中央接受6周的PEMF刺激(强度为2 mT,频率为15 Hz),每日6 h;对照组SD大鼠同样放入线圈但不进行磁场刺激。在实验过程中连续观察并记录大鼠的体质量和进食量。通过旷场实验监测大鼠垂直或水平行为活动次数,使用Micro-CT扫描大鼠股骨干骺端小梁骨和皮质骨,并分析股骨骨量和骨微结构的相关参数,包括骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)和皮质骨厚度(Ct.Th)。结果 施加PEMF刺激的实验过程中,正常组和PEMF组大鼠的体质量和进食量无显著差异(P>0.05)。旷场实验结果表明PEMF刺激对大鼠垂直或水平行为活动度无显著影响(P>0.05)。Micro-CT分析结果揭示,PEMF组大鼠的BV/TV、BMD、Tb.N、Tb.Th和Ct.Th均显著大于正常组(P<0.01),Tb.Sp显著小于正常组(P<0.01)。结论 PEMF刺激在不影响大鼠进食、体质量及自由活动度的情况下,能显著改善大鼠骨量及骨微结构,对于骨骼发育具有明显改善作用。

“体温-血压-血氧”一体化计量标准装置的研制

目的针对飞行员飞行前“三查”医疗设备长期处于漏检或不检的问题,以伴随计量保障思想为指导,设计研发一种便携、集成、高效的“体温-血压-血氧”一体化计量标准装置。方法标准装置总体采用一体化、便携化和模块化设计思路,设计标准黑体、脉动血压模拟发生器和光电模拟指等核心部件,分别实现体温、血压/心率、血氧/心率三大指标的快速、便捷、准确的计量检测。结果标准装置技术指标符合《JJF 1107-2003测量人体温度的红外温度计校准规范》《JJG 692-2010无创自动测量血压计检定规程》和《JJG 1163-2019多参数监护仪检定规程》等国家计量规程要求,可实现红外体温计、电子血压计和指夹式血氧仪设备的全流程、便携化计量检测操作。结论本装置可实现伴随式计量保障,提升飞行前“三查”医疗设备的准确性和可靠性,从而有效保障飞行安全。

国内外“三防”野战医院技术与装备发展现状及展望

为应对核化生攻击,野战医院发展"三防"技术与装备已成为亟待解决的重大课题,用于野战医学救援的"三防"野战医院逐渐得到发展。为此,以核化生防控关键技术与装备为主线,结合帐篷式野战医院及野战医疗方舱,对近年来国内"三防"野战医院技术与装备的发展现状与特点进行剖析,同时以美军核化生防护技术与装备为例,分析国外"三防"装备状况并进行对比;在此基础上,展望我国野战医院"三防"技术发展。

低强度振动载荷在缓解放疗骨损伤中的作用研究

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,Tb.Th)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,Tb.Sp)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),Tb.Th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。

基于LabVIEW的细胞剪切力加载系统的设计及其实验验证

目的:设计一套细胞剪切力加载系统,可通过计算机对应力模式及参数进行控制,并验证系统设计的有效性和可行性。方法:使用蠕动泵和自行设计研制的多通道流体腔室进行细胞剪切力加载系统的硬件部分设计,同时设计一套基于LabVIEW软件的剪切力模式控制程序,通过RS485接口技术和Modbus协议实现计算机对细胞剪切力加载系统的程控。同时,对剪切力与系统参数进行标定和有限元仿真分析,并通过细胞实验验证该系统设计的可行性。结果:该系统能够利用蠕动泵或计算机控制选择不同模式和不同大小的剪切力,并可完成对细胞长期效应的观察。系统标定显示,蠕动泵转速与剪切力大小呈高度线性正相关关系(P<0.001)。有限元仿真分析显示,流体剪切力大小在载玻片上分布均匀且仿真结果与标定结果相符。细胞骨架染色结果表明,骨细胞在接受流体剪切力刺激后,细胞形态改变,且微丝数量增多,排列方向沿流场分布。结论:该系统具有科学、稳定、可靠的特点,可针对不同实验要求提供不同类型的细胞剪切力加载模式,能够为不同细胞流体力学信号转导机制的探讨提供有力的平台支持。

甲状旁腺激素Ⅰ型受体在预防应力性骨折中的研究进展

甲状旁腺激素Ⅰ型受体(PTH1R)是广泛表达于成骨细胞和骨细胞中的基本细胞因子,在维持骨骼完整、维持骨内平衡、调节钙磷代谢等方面发挥重要作用。PTH1R可通过多种途径调节骨重塑,进而预防应力性骨折的发生。有效预防应力性骨折的发生,对于士兵、运动员等具有重要意义。在此,我们简要综述与预防应力性骨折密切相关的PTH1R的研究进展,以期为应力性骨折的临床预防提供参考。

脉冲电磁场协同周期载荷对正常和老年性骨质疏松的作用及机制研究

目的脉冲电磁场(PEMF)和周期载荷能一定程度改善机体骨健康状态,但却均无法对骨质疏松骨丢失实现充分逆转。以钙信号为切入点,前期研究发现,PEMF和周期载荷对于骨组织作用靶细胞不同,周期载荷主要作用靶点是骨细胞,能够诱发骨细胞产生多尖峰钙响应,而PEMF主要于成骨细胞,由于作用靶标的差异,推测二者可能产生协同效应。

外源性的脉冲电磁场刺激对于糖尿病皮肤创伤愈合作用的实验研究

目的:阐明通过外源性施加脉冲电磁场刺激对于糖尿病大鼠皮肤创伤修复的作用效果,为其未来的更科学临床应用提供实验依据。方法:使用腹腔注射链脲佐菌素对4月龄雄性大鼠构建糖尿病动物模型,取48只糖尿病大鼠随机等分为糖尿病组(DM)和糖尿病协同脉冲电磁场刺激组(DM+PEMF),另取24只作为对照组(Control)。随后在3组大鼠背部通过手术构建皮肤损伤模型(直径2 cm的圆形损伤),随后对DM+PEMF组大鼠施加脉冲电磁场刺激,分别在手术后的第5、12、19天每组处死6只大鼠,进行血糖、伤口闭合率、伤口愈合时间、组织抗张强度的检测分析。结果:脉冲电磁场在术后的第5、12、19天糖尿病伤口的闭合率显著增加,糖尿病创伤的愈合时间缩短,并且在术后的第5、12、19天糖尿病伤口外周组织的力学抗张强度均提升,差异均具有统计学意义(P<0.01)。结论:低强度脉冲电磁场刺激能够显著加速糖尿病伤口的愈合进程,提高糖尿病软组织的损伤修复能力。本研究有望为脉冲电磁场对糖尿病创伤的更科学、合理的临床应用提供有力的实验依据。

基于闭环反馈控制的小动物长骨轴向压缩应力载荷加载系统的研制

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。

轴向压缩载荷下老年和青年大鼠尺骨表面应变仿真及测量的实验研究

目的:采用基于Micro-CT三维重建的有限元分析和应变片测量相结合的方法探究轴向压缩载荷下老年和青年大鼠尺骨表面的应变分布情况。方法:选取老年(22月龄)和青年(3月龄)SPF级雄性SD大鼠,依次使用Mimics Research 19.0、Geomagic Studio 2014和SolidWorks 2019软件对大鼠右前肢的Micro-CT图像数据进行处理,建立尺骨和桡骨三维有限元模型,然后使用Abaqus 6.14-4软件进行有限元分析计算。使用课题组前期研制的小动物长骨轴向压缩应力载荷加载系统的应变测量模块对老年和青年大鼠的尺骨表面进行应变片测量,比较有限元分析和应变片测量的结果。结果:有限元分析结果显示,老年和青年大鼠应变最大处均位于尺骨远端骨干,为使尺骨表面相同位置(远端1/3处)的最大压缩应变达到3500με,分别需要对老年大鼠和青年大鼠施加约20和38 N的轴向压缩载荷。应变片测量结果显示,为使尺骨远端1/3处表面应变达到-3500με,应分别对老年和青年大鼠施加约19和35 N的轴向压缩载荷。应变片测得数据与有限元分析结果的偏差维持在10%以内,进一步证实了有限元分析的有效性和可靠性。结论:轴向压缩载荷下老年和青年大鼠尺骨表面的应变趋势一致,为在尺骨表面达到相同应变老年大鼠相比青年大鼠需施加更高的载荷强度。

基于信息化技术的“呼吸机计量检定”单元教学设计与实践

目的:设计基于信息化技术的“呼吸机计量检定”教学单元,以提升医学计量教学水平。方法:以“互联网+”为背景,在“呼吸机计量检定”传统教学单元基础上,融入多媒体幻灯视频、虚拟仿真软件、手机微信学习平台以及实验室设备与教学管理系统等多种信息化教学手段,充分利用“线上+线下”混合式教学,将信息化教学手段贯穿医学计量教学单元全过程。结果:基于信息化技术的“呼吸机计量检定”教学单元能激发学员的学习兴趣和主观能动性,加深学员对“呼吸机计量检定”单元教学重点和难点的理解;96.3%的学员通过“呼吸机计量检定”单元的信息化教学上课已能复述该单元的重难点知识,100%的学员认为学到了实在的知识和技能。结论:“呼吸机计量检定”单元信息化教学设计与实践,能丰富教学手段和方法,提升教学水平,为院校更好地开展医学计量教学设计提供参考。

基于虚拟现实技术的方舱医院训练系统设计与实现

目的针对方舱医院这类大型卫生装备难以开展实践训练的难题,基于先进的虚拟现实技术,设计开发方舱医院虚拟现实训练系统。方法系统采用C/S架构设计,按照教学功能需求设计示范教学、模拟训练、考核评估三大功能模块,按照方舱医院装备训练科目设计结构布局、舱室装卸、连接展开、舱内展收四大训练单元。结果该系统实现了方舱医院全部舱室的系统建模,画面品质达AAA级标准,能够真实还原90%以上装备细节,关键部位进行交互设计,可沉浸式实景重现方舱医院的功能和结构。结论本系统为方舱医院装备展收训练提供了一种简便易行、成本低廉的新手段,能够有效提升部队卫勤保障训练水平。

体外细胞周期拉伸力加载系统的研制及工作性能测试

目的由于拉伸应力是一种重要的机械应力刺激形式,为了研究拉伸应力对骨组织形成和骨细胞功能的影响,构建了一套体外细胞周期拉伸力加载系统。方法首先,自主设计并构建加载系统,通过真空吸附柔性硅胶膜的方式,系统能够产生可控大小和频率的机械牵张应力;其次,分析不同减压阀设定值下膜应变值与梯度拉伸应力间的关系,并对膜应变的线性进行测试;最后,分析硅胶膜上感兴趣区内同一加载应力下不同方向以及不同循环加载次数后的膜应变值,并对膜应变的各向同性和膜的顺应性进行测试。结果自主设计构建的机械牵张应力加载装置能够在硅胶膜上感兴趣区内施加线性、各向同性且可重复的拉伸应变。结论通过对加载系统的性能测试,证明了使用本装置施加双轴牵张应力刺激的可行性和可靠性,为日后研究拉伸应力对其他各种细胞的生物学效应提供了良好的硬件基础。

新型高原弥散富氧设备的研制及实地性能测试

目的:针对高原低氧特殊环境,研制一种搭建富氧室的新型高原弥散富氧设备,并在高原进行实地运行测试,评价其应用效果。方法:采用膜法氮氧分离技术研制高原弥散富氧机,结合气肋型帐篷在海拔3 782 m搭建富氧室,对设备的富氧浓度、富氧流量、帐篷内外温度及湿度进行观测,并征集16名常驻高原、8名急进高原志愿受试者,在静息状态下分别检测进入富氧室前后的脉搏血氧饱和度(SpO_2)和心率(HR),进行自身对照实验并行统计学分析。结果:弥散富氧设备运行稳定,富氧浓度约27%,氧气流量约14 m^3/h。与帐篷外相比,富氧后内部温、湿度均有提升。静息状态下,受试者SpO_2明显升高(P <0. 05),HR明显降低(P <0. 05)。结论:新型膜法高原弥散富氧设备性能稳定、操作使用简单方便,抗缺氧效果显著,可改善平原人员进驻高原进行基础建设等的作业效能,维护其生命健康。