脑-计算机接口结合功能性电刺激训练对老年脑卒中患者上肢功能和认知的疗效观察

目的探讨基于运动想象的脑-计算机(brain-computer interface,BCI)接口训练结合功能性电刺激对老年脑卒中患者上肢运动功能和认知功能的临床疗效。方法选取脑卒中上肢功能障碍患者32例,用随机数字表法分为对照组和治疗组各16例,2组患者均进行常规脑卒中康复治疗,训练时间为1h/次,每周5次,共8周。治疗组在此基础上进行基于运动想象的BCI训练和功能性电刺激,对照组进行功能性电刺激,2组训练时间均为30min/次,每周3次,共8周。在治疗前和治疗8周后对2组患者进行上肢Fugl-Meyer运动功能评分(FMA),蒙特利尔认知评估量表(MoCA),改良Barthel指数,健康调查简表(SF-36)评估。结果治疗8周后,治疗组上肢FMA评分较治疗前显著增高[(20.68±14.58)分vs(17.00±15.32)分,P<0.05]。对照组上肢FMA评分虽有增高趋势,但与治疗前比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗组治疗后MoCA、改良Barthel指数、SF-36评分较治疗前均显著增高[(16.50±4.85)分vs(14.81±5.65)分,(59.19+±12.73)分vs(51.94±13.92)分,(115.00+±11.47)分vs(92.94±9.05)分,P<0.05],对照组患者治疗后MoCA、改良Barthel指数、SF-36评分较治疗前也显著增高[(15.25±5.37)分vs(14.12±5.61)分,(52.88±24.88)分vs(49.75±24.52)分,(97.63±8.36)分vs(87.37±9.78)分,P<0.05,P<0.01]。结论基于运动想象的BCI训练结合功能性电刺激对老年脑卒中患者上肢运动功能和认知功能有明显的改善效果,提高了老年脑卒中患者的生活质量。

医院区域医疗接口的网络安全设计与实现

目的构筑安全的区域医疗网络接口体系。方法基于网闸的物理隔离技术确保区域医疗网络的高效安全运行。结果多个独立没有任何信息交换的网络,通过隔离网闸互联实现了必要的互联互通,同时也保证了安全系数、避免信息外泄和网络病毒侵扰。结论通过与医院HIS系统的整合,区域医疗协同体系已成为现代数字化医院一个重要组成部分。

扩展现实技术在骨科手术中的应用研究进展

扩展现实(XR)技术是一种将现实世界与虚拟信息结合的技术,包括增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)等。与传统的计算机技术不同,XR可以创建一个虚拟环境或将虚拟元素添加到现实环境中,从而为用户提供全新的沉浸式体验。

虚拟手术仿真在脊柱外科医师教学培养及手术训练中的应用及展望

随着微创化、智能化外科手术技术的飞速发展,脊柱外科技术日新月异。由于脊柱解剖结构复杂、手术视野小、危险性高,给脊柱外科传统或微创手术操作带来一定难度,学习周期较长,增加了脊柱外科医师的教学培养难度。

混合现实技术引导的经皮内窥镜下腰椎椎间盘切除术的初步探索与应用

经皮内窥镜下腰椎椎间盘切除术(PELD)已经成为治疗腰椎椎间盘突出症(LDH)的首选方法[1-3]。腰椎椎间盘突出类型多样化,术前须精确定位突出椎间盘的“靶点”位置,确定进针点、深度和角度等相关参数,以便术中可按照术前设计快速准确地穿刺和置入工作通道,这是靶向穿刺技术的核心,也是尽可能减少不必要创伤并发症的基础[4]。常规手术通道的建立,需要根据椎间盘突出的不同病理类型并结合临床实践确定,且术中需要C形臂X线机透视辅助,存在学习曲线陡峭、辐射量大、手术风险高等问题[5-6]。混合现实(MR)技术是近年发展起来的一门新兴技术,其将虚拟现实(VR)技术与增强现实(AR)技术相结合,操作者可从MR技术呈现的全息影像中获取相关信息,从而实现虚拟和真实的交互[7-8]。目前,MR技术在复杂的脑外科手术、髋关节手术中已有应用,并获得良好的临床疗效[9-11],但尚无其应用于PELD的报道。本研究组在MR技术引导下,对1例LDH患者行PELD,取得了良好的临床疗效,现报告如下。

睡眠监测的控制系统

目的:在不影响被测者睡眠过渡过程的情况下,准确测评睡眠过渡状态,研究入睡的历程、失眠的机制以及解除失眠的有效措施。方法:融合认知科学、生物控制论和信息论,借鉴、利用认知行为学控制失眠的理论、方法,以及现代微电子技术和计算机技术的新成果,根据人类睡眠过渡过程的特征,构造客观、定量、无干扰、不唤醒的更接近人类自然睡眠方式的新研究方法,以ARM微控制器和VxWorks实时操作系统为基础的“微型腕式嵌入式计算机”来中断从清醒到睡着这一过渡过程中的失控思维活动。结果:“腕式嵌入式计算机”的微小结构(包括传感器)以及它与环境的独立,保证了机-脑接口的无干扰性。使用者的反应只需以任意方式的手指微动表达,而传感器检测到的信号的真伪通过实时处理、模式识别便可确认,则保证了机-脑接口的无唤醒性。结论:机-脑接口有利于入睡,对睡眠没有干扰和唤醒。

基于力反馈的虚拟手术训练系统在骨科住院医师临床教学中的应用

目的评价脊柱虚拟手术训练系统(VSTS)对骨科医师椎弓根螺钉置钉技术培训的有效性。方法 10名无椎弓根置钉经验的住院医师随机平均分为虚拟手术训练组(A组)和传统教学组(B组)。其中A组于置钉前在VSTS上练习置入腰椎椎弓根螺钉,B组于置钉前接受技术讲解和视频演示的传统教学。将8具新鲜成人尸体标本随机分配给2组。2组受试者培训后分别于尸体标本上进行双侧腰椎(L1～5)椎弓根螺钉置入操作。采用CT评价椎弓根螺钉置入准确率,分析比较2组间螺钉穿破率、螺钉可接受率以及平均螺钉穿破距离的差异。结果螺钉穿破率A组(12.5%)显著低于B组(37.5%),差异有统计学意义(P <0.05);螺钉可接受率A组为100%,B组为85%,差异有统计学意义(P <0.05);螺钉穿破距离A组为(1.37±0.62)mm,B组为(2.42±0.51)mm,差异有统计学意义(P <0.05)。结论VSTS较传统教学能有效提高椎弓根螺钉的置钉准确率,具有理想的应用前景。

基于GCG的生物信息学WEB系统的构建

利用APACHE服务器、PHP脚本,从生物学研究人员使用角度出发,开发了一套通过web界面来使用GCG软件包的系统。该系统的成功开发,提供给局域网内用户方便、安全、稳定的GCG的在线分析服务,大大降低了生物学研究人员使用GCG的难度。

虚拟现实技术在骨科术前规划中的应用

虚拟现实技术可在虚拟环境中模拟手术,实现手术规划的可视化、标准化、个体化。基于虚拟现实技术进行术前精准测量、精确预测假体大小及术后状态等,可以提高手术成功率,缩短学习曲线。而对于具体手术,虚拟现实技术在术前可用于评估术者手术水平及手术风险,目前已初步用于骨科临床并取得良好效果。本文介绍虚拟现实技术在骨科术前规划中的作用,综述其在脊柱外科、关节外科、创伤骨科、运动医学等不同领域的应用进展。

谈医院HIS、PACS、LIS系统融合

目的探讨医院HIS\PACS\LIS系统融合方法。方法用HL7、中间表、COM口三种接口方式对医院信息化建设中各应用系统的信息互连互通,共享做数据做接口。结果根据系统融合的特点及医院实际情况,提出了各融合方法的不同,促进医院信息系统整合性、应用性、实用性的提高。结论未来接口技术不断发展,集成平台的融合让医院各类系统更好一体化。

虚拟现实技术在颈椎外科中的应用研究进展

虚拟现实(VR)技术是以计算机生成的三维图像数据为基础,模拟真实场景,通过输出设备给操作者带来沉浸式体验的数字技术。VR技术具有3“I”特性,即沉浸(immersion)、交互(interaction)和想象(imagination)”[1],还有多种类的信息(视觉、听觉和触觉)输出形式;同时,借助于VR系统内置的运动传感器可获得使用者运动过程中的运动角度、速度和位移等参数。

虚拟现实技术在脊柱外科的应用

人体脊柱解剖结构复杂,对手术操作技术要求高,年轻医师熟练掌握手术技巧需要长期反复的训练。传统的“见一、做一、教一”的师徒带教模式虽然仍是主流,但已无法适应医学的快速发展,术者在手术操作过程中兼顾帮带,无形中亦增加了手术风险[1-2]。尸体训练是过去几十年来实际手术的最佳替代[3],其触觉反馈真实,保真度高,对解剖结构、位置认识直观,但尸体资源紧缺,且容易传播疾病;此外,新鲜尸体的使用时间有限,无法反复练习[4-5],甚至在--些国家还存在伦理等问题[6]。

虚拟现实及其应用

虚拟现实技术是多功能的交互技术,该文介绍了虚拟现实技术的主要特征、研究内容及应用的主要领域,并且对虚拟现实技术的发展方向进行了展望。

周围神经人机接口与神经功能康复研究进展

周围神经缺损是临床上严重的神经损伤类型之一,尽管现在已有多种非手术及手术方案用于修复神经缺损、促进神经功能康复,但由于无法有效解决损伤神经的精准对合、快速长入以及远端效应器的失神经萎缩等问题,因此神经的功能恢复是一个具有挑战性的医学难题。针对这些问题,周围神经人机接口受到了越来越多的医师及科研工作者重视,这种接口可以将周围神经的电信号传递到外骨骼等辅助康复装置,通过早期被动活动促进肌肉功能恢复,防止靶器官萎缩,并同时将来自外骨骼的感觉信号反馈传入周围神经,促进因神经错接形成感觉异常的神经重塑,从而促进相应损伤神经功能的康复。随着材料学的更新,人机接口促进患者预后的改善有着重要的发展前景。

数字化三维重建技术在股前外侧皮瓣血供及其可视化中的应用

目的探讨数字化三维重建技术在股前外侧皮瓣血供与可视化中的应用。方法①健康志愿者6人经肘正中静脉注射造影剂，使用64排多层螺旋CT进行盆腔及双下肢扫描，观察旋股外侧动脉分布及彼此间的吻合情况，将大腿二维灰度．DICOM格式图像以三维体数据的形式输入计算机，应用Amira3．1软件对股前外侧皮瓣结构进行三维重建并立体显示。②明胶一氧化铅混悬液的灌注新鲜成人标本2具，16排多层螺旋CT进行全身连续扫描，观测旋股外侧动脉分布及彼此间的吻合情况，同法应用Amira3.1软件对股前外侧皮瓣结构进行三维重建并立体显示。结果重建的数字化模型可准确反映股前外侧皮瓣血供的解剖学结构。结论采用数字化三维重建技术可以提供正常股前外侧皮瓣的三维动态解剖，为其他皮瓣的数字化重建提供了参考。

踝关节与跟骨骨折数字化虚拟可视重建的初步研究

目的探讨数字化虚拟可视技术在足踝部骨折建模及其临床应用的可行性与价值。方法利用“虚拟中国人”女1号及足踝部骨折患者CT扫描图像及其数据集，将数据导人相应软件，重建足踝部正常解剖结构的三维可视模型，选取踝关节骨折、跟骨骨折患者进行内固定手术的初步计算机模拟并立体显示。结果重建了足踝部正常解剖及踝关节、跟骨骨折的三维可视模型，准确反映出其解剖学特点、骨折移位的方向和程度，并可进行任意旋转、剖切等观察和操作，初步实现踝关节骨折内固定手术的计算机模拟。结论数字化虚拟可视技术的应用可以提供三维解剖模型，可能为足踝部骨折的数字化分型、临床诊治方式的选择与改进等提供更为精准的解剖学及影像学依据。

增强现实技术在创伤骨科疾病的应用现状

增强现实技术对创伤骨科的术前规划、术中引导和术后康复具有重要的意义,已逐渐成为当今研究热点。本文从配准、跟踪、显示和交互四个方面详细介绍了增强现实技术的概念,对其在国内外创伤骨科的研究现状进行了分类综述,并对发展方向和存在问题进行了初步探讨。

三种人体数据集的腓骨瓣三维可视化应用研究

目的研究三种人体数据集的腓骨瓣三维可视化应用。方法①健康自愿者2人，经肘静脉注射造影剂，使用64排多层螺旋CT进行双下肢扫描，观察腓动脉及其分支分布及彼此间的吻合情况，将下肢二维灰度．DICOM格式图像以三维体数据的形式输入计算机，应用Amira4.1软件对腓动脉及腓骨的结构进行三维重建并立体显示。②取新鲜捐献尸体1具，采用改良的明胶-氧化铅灌注术经腹主动脉灌注，灌注后对双下肢行连续螺旋CT扫描，观察腓动脉及其分支的分布情况。利用Amira4．1软件对腓动脉及其分支结构进行三维重建并立体显示。③应用“虚拟中国人”（VCH）男性3号数据集，在薄层断面图像上观察小腿主要解剖结构，应用Amira4．1软件对小腿主要结构进行计算机三维重建并立体显示。结果运用Amira4．1图像处理软件，在三维表面重建的图像中可清晰地观察到外科腓骨瓣各解剖结构的形态，特别是腓动脉的分支情况和体表的投影得到很好的显示。利用软件的Movie Maker模板创建电影文件，将其制作为电影，画面清晰流畅，可直观、立体地显示形态特征。结论三种数据集重建的图像可以提供正常腓骨瓣三维动态解剖，对腓骨瓣的临床试验、基础研究、临床训练和手术规划具有重要应用价值。