以“卓越工程师”为目标的生物医学工程专业课程体系改革

本文总结了中国医科大学生物医学工程专业的教学方式,阐述了中国医科大学生物医学工程专业在培养目标与培养要求、课程体系、教学内容、教学方法、实践教学、教学团队建设、培养机制等方面的改革,并分析了相关改革效果,指出以"卓越工程师"为目标的课程体系改革能够提升学生的综合素质和就业质量。

中国生物医学工程类科技论文近期发文的计量研究

通过对中国生物医学工程类科技论文发文情况的计量研究,系统地评价国内生物医学工程学科的科研水平与发展趋势,以期提高生物医学工程学科和文献计量学的研究水平。使用Pubmed检索平台对科学引文索引近5年收录的生物医学工程类科技论文进行检索,并根据检索结果对全球、中国内地、中国香港及台湾地区发文的数量、被引频次及发文期刊的影响因子做深入分析。结果表明,中国近5年发文数量虽不断递增,但与世界范围内发文量相比,还有相当大的提升空间;内地、香港、台湾3个地区中,内地有着较为明显的学科优势,而香港地区的科技论文平均被引频次最高;内地各省市中,上海与北京地区总体科研能力相对较高。

2005-2011年中国大陆地区淋病疫情时空聚类研究

目的探讨2005-2011年中国大陆地区淋病疫情的时空分布特征。方法以2005-2011年全国31个省、自治区和直辖市(未包括台湾省、香港特别行政区和澳门特别行政区)的淋病疫情监测数据和人口信息为研究对象,利用ArcGIS 9.3软件建立地理信息数据库,采用GeoDa 0.95i和SaTScan 9.1.1软件进行全局、局部空间自相关分析和时空扫描聚类分析,确定淋病时空热点区域。结果 2005-2011年全国淋病病例时空上呈明显聚集性分布,各年度全局型空间自相关系数均有统计学意义(P<0.01)。局部自相关系数提示2005-2010年江苏、上海、浙江处于(高,高)区域,2006年开始(高,高)区域增加了福建省。2006-2010年新疆处于(高,低)区域。2007,2009-2010年,北京处于(高,低)区域。时空扫描分析发现所有的聚类时间段均集中在2005-2007年。一级聚类区域位于长三角地区(江苏、上海和浙江),相对危险度为4.20;二级聚类区域包含五个区域,分别是广东、广西与海南地区、北京地区、宁夏地区、新疆地区、重庆地区,相对危险度在1.45～2.25之间。结论淋病发病存在明显的时空聚集,各时空聚集区将为探索有针对性的防控措施提供参考。

基于呼吸音的呼吸监测方法初探

由于呼吸音与呼吸气流速度之间存在着非线性关系,因此呼吸音有可能成为新的呼吸监测方法。该文首先提取了呼吸音的振幅包络信号,并证明了包络信号对数与呼吸气流速度之间良好的线性相关性,之后通过回归分析获取不同受试者的线性模型参数,并利用模型参数实现了基于包络信号对数的呼吸气流速度模拟,误差可控制在14.9%以下。因此,使用呼吸音对呼吸气流速度进行模拟并实现基于呼吸音的呼吸监测是可行的。

基于虚拟仪器的生理信号采集分析系统

目的利用计算机软硬件技术构建多通道生理信号采集分析系统,为医学相关研究提供方法与工具。方法在基于虚拟仪器的软硬件平台下(软件为LabVIEW 8.2,硬件为生理信号检测电路和模/数转换电路)对系统进行设计,利用了数据采集(DAQ)卡配置方法、DAQ显示存储回放的实现方法及使用软件灵活地控制数据采集等关键技术。在系统扩展部分,利用该系统和对照系统对15例健康志愿者做了心血管参数检测的对比试验,并对试验结果进行了Pearson相关分析。结果很好地实现了各类生理信号的采集处理,并对系统功能进行了扩展,实现了生理信号的识别与分析。两种测量系统的检测结果之间具有良好的相关性,其中心率r=0.959,P<0.001,平均动脉压r=0.976,P<0.001,心搏出量r=0.877,P<0.001;心搏指数r=0.785,P<0.001;血管顺应性r=0.869,P<0.001。结论该系统可应用于各类生理信号的采集与分析,而且在生理机能实验及动物生理学实验等相关教学领域内也有较好的应用前景。

临床实验室温度监测系统的研制和应用

室温、冰箱温度是实验室的主要环境参数,对保证试剂、标本的质量具有重要意义。开发基于DS18B20温度传感器和B/S软件体系结构的温度监测系统,实现24小时不间断的温度监测、控制、记录和处理,实现不同地点众多冰箱温度和室温的统一管理,可提高实验室温度监控的工作效率和自动化程度。

利用虚拟仪器构建生理信号检测实验教学平台

介绍了虚拟仪器的软硬件系统,并指出使用虚拟仪器进行研究、设计和测试已经成为一种趋势.提出了将虚拟仪器应用在大学的实验教学中,构建了新型的生理信号检测实验教学平台,给出了扩展的实验方案.说明了虚拟仪器及技术将成为学校未来实验教学以及科研的重要方法和手段,特别是高校的工科专业中,其应用前景非常广阔.

立体曲线绘制方法比较

介绍了DirectX、OpenGL、GDI+、WPF四种三维曲线绘制方法工作原理,并在执行效率、编程难度、开发环境、应用领域和硬件支持几方面进行比较,可为制作三维图像立体显示选用绘图方法的参考依据。

肾小管三维重建结构的立体显示

目的:分析立体显示原理,并选择合适方法实现立体显示肾小管复杂结构,然后进行评价。方法:基于双目视差原理,将肾小管三维结构数据进行计算视差、世界变换、观察变换和投影变换,然后用Di rectX方法绘图。结果:该程序可将一条完整的肾小管三维结构实现非立体显示、红蓝眼睛立体显示和主动快门眼镜立体显示;随机选择1 0人对显示效果评价,认为立体显示层次感优于非立体显示,可区分一些之前难以分辨前后关系的细小形态差异。结论:立体显示技术在形态学和影像学等数字医学领域有良好应用前景,其中主动快门立体显示技术效果最好,DirectX技术实用。

心肌固有电生理异质性对螺旋波稳定性影响的模拟研究

目的探索心肌组织局部和整体固有异质性变化对螺旋波稳定性的影响。方法运用计算机仿真技术模拟二维心肌组织的电生理活动,通过调整组织中主要离子电导的分布及大小达到改变组织局部和整体异质性的效果。在此基础上,观察相应螺旋波的稳定状态及衍化情况,探寻心肌组织固有异质性与螺旋波稳定性的关系。结果局部组织异质性异常:当局部异常区域位于组织中央时,螺旋波稳定性显著下降,且随着异常区域增大,螺旋波稳定性呈现进行性下降趋势;远离波头处出现局部异常组织时,螺旋波整体稳定性受影响较小。组织整体异质性异常:随着相邻异质区域尺寸的增大,螺旋波逐渐由稳定状态经游弋螺旋波、混沌游弋螺旋波直至发生螺旋波破碎。结论局部组织异质性异常:局部异常组织与螺旋波波头的位置关系对螺旋波稳定性具有重要影响。相对于远离波头的情况而言,局部异常组织靠近波头时,螺旋波的稳定性显著下降。组织整体异质性异常:组织整体异质性程度与相邻异质区域的尺寸有关,当不同区域尺寸较大时,异质性程度增高,相应螺旋波的稳定性下降。

临床医学实验室联机管理系统及信息网的构建

目的研究临床医学实验室(医院的检验科)数据的自动化处理过程,探讨建立实验室联机管理及网络管理系统的方法。方法从实验室需求入手,利用计算机模拟手工处理过程,把系统按功能细化为若干次级逻辑模块,使用VB等工具编程。结果成功实现了两个分析仪的联机管理系统设计以及三个实验室网络管理。结论本设计是功能新颖、符合检验工作模式、实用可靠的管理信息系统。

葡萄糖传感器膜材料组织相容性研究

目的通过组织学特性研究,探讨不同膜材料对植入式葡萄糖传感器组织相容性的影响因素,比较聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)的组织相容性。方法SD大白鼠21只,随机分成3个相互对照组。分别将PTFE、PU、PVC按不同方法植入到大鼠背部两侧肌肉和皮下。分别于术后8,15,31d处死大鼠,进行组织切片光镜观察,并对形成纤维囊厚度、血管增生程度作统计分析。结果锐性植入比钝性植入形成的纤维囊厚度小(P<0.05),第2周纤维囊厚度增加较缓慢,而第3、4周增加显著,肌肉植入比皮下植入效果好(P<0.01)。PU、PVC对血管增生较好,但后者炎性反应最严重,纤维囊厚度最大。结论锐性植入PU的组织相容性较好。

钠离子电导对螺旋波稳定性的影响

目的基于计算机模拟实验探索钠离子电导对螺旋波稳定性的影响。方法运用计算机仿真技术模拟一维和二维心肌组织的电生理活动,分别以动作电位时程恢复性质曲线,螺旋波波头轨迹和环长Poincare散点图为观察对象,探寻钠离子电导与螺旋波稳定性的关系。结果在一维组织中,动作电位时程恢复曲线的斜率随着钠离子电导增大而增大,但总体影响不大。在二维组织中,随着钠离子电导的增大螺旋波波头的轨迹趋于稳定,环长更小,环长Poincare散点图更加汇聚。结论钠离子电导增大可使螺旋波的稳定性增高。

无创性血糖监测新技术

本文概要地介绍了目前国际上几种无创性血糖监测新技术。主要包括：近红外光谱分析、远红外光谱分析、偏振光旋光效应、经皮反向离子体液抽吸、组织液抽吸等。无创性血糖测量具有方便、可进行连续测量的优点，也存在着理论和技术上的难点需要解决，其中，用近红外光谱分析的方法是一种具有较大的应用前景的测量方法。

心细胞离子电导对心电波稳定性影响的模拟研究

目的分析构成心电产生和传导基础的主要离子电导对心肌细胞动作电位时程的影响。方法利用计算机仿真技术,模拟一维心肌组织心电传导,分别改变钾、钙、钠3种离子的电导,以动作电位时程恢复性质曲线为观察对象,观察这3种主要离子电导对动作电位时程的影响。结果在一定范围内,时间依赖性钾电导减小或钙电导增大,均会引起动作电位时程恢复曲线的斜率增大;相比之下,钠电导的变化对动作电位时程的影响较小。结论动作电位时程主要受钙离子和时间依赖性钾离子的影响,且二者的作用相反。临床上可通过控制这两种离子的通透性来降低动作电位时程恢复曲线的斜率,从而减少致死性心室颤动的发生。

基于AVR单片机的液面测量监控系统的设计

本文介绍了一种液体表面测量与监控测定的单片机系统。通过设计的硬件电路与AVR单片机的软件编程,实现系统测量功能。该系统将传感器采集的电信号,由一个检测板接收,然后发送数据到主控系统,由主控系统的处理器对数据进行处理、分析,从而完成显示与控制。该系统设计简洁,数据显示清晰明确,数据分析与处理有实用性与灵活性,整个测量的成本得到很好地控制,为医院临床工程中有关液体表面测量与监控提供了一个测量数据分析与处理的平台。

植入式葡萄糖传感器膜材料壳聚糖与Nafion的组织相容性比较

背景:壳聚糖是天然高分子多糖,可单独或者与其他材料复合制作敷料、药物、基因载体、生物涂层、组织工程支架、传感器膜材料等。目的:了解壳聚糖作为植入式葡萄糖传感器膜材料的组织相容性,并与Nafion膜进行对比。方法:制备壳聚糖膜并对其理化性质进行表征,比较壳聚糖膜皮下植入与肌肉植入、Nafion膜肌肉植入的生物相容性。结果与结论:壳聚糖膜的厚度、溶胀率、表观密度等理化参数可以通过浓度、铸膜液体积来控制;壳聚糖膜能生物降解,63d皮下植入的降解率为(17.0±9.9)%,说明壳聚糖的体内降解速度较慢。壳聚糖膜皮下植入引起的炎症反应较肌肉植入重,63d后形成的纤维包膜比肌肉植入要厚(P<0.05);肌肉植入Nafion与壳聚糖膜引起材料周围纤维包膜厚度差异无显著性意义(P>0.05),两者均在15d以后趋于稳定。证明壳聚糖膜能生物降解,与Nafion膜均有较好的组织相容性。

数字医用X射线成像装置量子探测效率检测及计算方法研究

目的:量子探测效率(detective quantum efficiency,DQE)是描述X射线成像装置成像性能的最适合的参数。检测数字医用X射线成像装置的DQE能反映出成像质量[1-2]、对患者及操作者所需要造成的伤害程度。DQE测定方法目前处于起步阶段,是研究热点。方法:基于IEC62220-1等相关标准中介绍的试验方法。结果:结合实践研究DQE,调制传递函数和噪声功率谱的测定、计算方法。通过已有的测试软件绘制出相应曲线。结论:详细分析了DQE测定方法和计算原理,使DQE检测从理论走向了实践。

小型测溶氧仪的研究

本研究制作了一种基于伏安法的小型测溶氧仪,能够测量低氧浓度下待测液,而且能够实现连续测量,弥补了普通氧传感器对低氧环境测量的局限性缺陷。对小型测溶氧仪的主要性能指标进行了一系列测试,证明小型测溶氧仪的工作状态比较稳定。

基于肾组织连续切片的三维实体构建

目的 采用肾组织连续切片探索组织三维实体构建的方法和可行性.方法 C57/BL/6J小鼠,腹主动脉灌流同定,垂直于肾长轴取组织块,锇酸后固定,Epon 812包埋,获取2.5 μm半薄连续切片400张,所有切片采用甲苯胺蓝染色.数字显微图像摄取后进行配准,检验配准正确性,之后进行色彩校正并转化为灰度图像,并做导入前预处理.最后用MIMICS软件进行肾组织三维构建.结果 间隔采用拍摄的400张光学显微切片图像作为原始数据,通过主观和客观两方面验证配准结果符合三维重构要求,使用MIMICS软件获得肾组织三维实体,三维实体的体积为51 205 497.02μm^3,表面积为18 650 385.47μm^2.生成的三维实体文件可以用于有限元分析.其组织微细结构经形态学分析正确.结论 利用本方法生成的三维实体不仅可以用于可视化、形态学参数的测量等,还可以构建有限元分析的几何模型.