具有面部表情的仿人头部机器人系统的研制

为了促进机器人与人类自然、和谐的交流,实现人机交互,研制出具有面部表情的仿人头部机器人系统,主要包括仿人头部机器人运动机构和控制系统。仿人头部机器人具有22个自由度,包括眉毛推拉机构、眼部机构、下颚机构和颈部机构。采用FPGA作为舵机控制器,在Lab VIEW中设计控制界面,研制面部表情控制系统。通过对面部表情进行仿真,得到8种基本表情及对应的最佳位移载荷,在仿真过程中发现面部表情的实现与施加在面部皮肤上载荷的大小、载荷施加区域大小和约束位置的不同有关。实验结果表明,该机器人能够逼真地再现8种基本表情。

口腔医学影像检查中甲状腺和晶状体的辐射防护研究

目的:探究口腔医学影像检查中口腔牙片摄影(DP)、口腔颌面计算机曲面断层扫描(COPT)和口腔锥形束立体断层扫描(CBCT)3种口腔影像技术对甲状腺和晶状体的辐射防护价值,指导临床口腔检查时的合理辐射防护。方法:采用仿真成年人头颈体模(简称头颈体模),分别依次在口腔DP、COPT和CBCT检查中对甲状腺和晶状体测试点进行无辐射防护和有辐射防护测试,将无辐射防护测试纳入对照组,有辐射防护测试纳入观察组,采用热释光剂量计(TLD)72支放置于头颈体模的体表的24个测试点(每个点位3支)对两组进行辐射剂量测试,并读出相应测试点入射体表剂量,每个点位3支TLD测试取平均值转换为有效剂量,比较头颈体模的相应测试点的辐射剂量。结果:两组口腔DP、COPT和CBCT检查头颈体模左侧、右侧甲状腺体表各测试点比较,差异有统计学意义(t_(口腔DP)=86.646,t=135.345;t_(口腔COPT)=1164.732,t=1109.619;t_(口腔CBCT)=74.083,t=28.416,P<0.001)。对照组口腔DP、COPT和CBCT检查左侧、右侧眼部体表测试点辐射剂量高于观察组,其差异有统计学意义(t_(口腔DP)=58.788,t=58.788;t_(口腔COPT)=662.587,t=789.500;t_(口腔CBCT)=135.001,t=147.309;P<0.05)。结论:临床中进行口腔DP、COPT和CBCT影像检查时,应对受检者口腔邻近的敏感腺体眼晶状体和甲状腺进行专业性辐射防护。

瓦里安机载图像引导系统在鼻咽癌图像引导放疗中联合应用的探索

目的比较瓦里安OBI引导系统的千伏级锥形束CT(KV-CBCT)、千伏级平面成像(KV-planar)、兆伏级电子射野影像装置(MV-EPID)3种图像系统的综合性能,探索3种系统在鼻咽癌每日图像引导放疗中联合应用的价值。方法利用人体仿真头颈模体在左右/前后/头脚方向分别进行KV-CBCT、KV-planar、MV-EPID扫描和配准,方差检验3种图像引导系统的摆位误差、配准时间、额外辐射剂量、图像质量等。结果KV-CBCT、KV-planar、MV-EPID在左右/前后/头脚方向摆位误差分别为(0.00±5.43)/(-0.02±5.49)/(0.02±5.58)、(0.04±5.49)/(0.02±5.56)/(0.02±5.54)、(0.02±5.22)/(0.11±5.34)/(-0.04±5.33)mm(P=0.999、1.000、0.989);平均耗时分别为(200±45)、(120±36)、(115±42)s;额外辐射剂量由低到高分别为KV-planar、KV-CBCT、MV-EPID;图像质量由低到高分为MV-EPID、KV-planar、KV-CBCT。结论3种图像引导系统均可满足鼻咽癌图像引导放疗的要求,综合3种总体性能建议在鼻咽癌每日图像引导中1次CBCT+4次KV-planar/周、EPID作为备用系统的图像引导策略。此方案充分利用CBCT的高图像质量、KV-planar的低辐射等优势,实现鼻咽癌体积变化的定期检测和高精度放疗实施。