腹腔镜手术训练器的摄像头影像滞后现象及分析

腹腔镜手术训练器的摄像头影像滞后问题会影响训练效果。该文测量了史赛克腹腔镜系统、电子咽喉镜系统以及瑞红腔镜模拟训练器200E的摄像头影像滞后时间并比较分析。史赛克电子腹腔镜系统、电子咽喉镜系统、瑞红腔镜模拟训练器200E的摄像头滞后时间均值依次为32.1 ms、68.22 ms、102.02 ms。使用不同的摄像头和摄像头监控软件时,摄像头的影像滞后时间存在显著性差异(P=0);两组受试者对影像滞后程度的评价与测量的影像滞后时间结果相符合,但评分不存在显著性差异。初步确定腹腔镜手术训练器的摄像头影像滞后时间应满足少于50 ms。     

基于局部高斯分布拟合的牙齿锥形束计算机断层图像分割方法

口腔牙齿图像分割对于牙齿的正畸手术、义齿种植等有重要的意义。由于牙根被牙槽骨包围,磨牙拓扑结构复杂,以及在牙齿内部有牙髓腔的存在,导致分割时易出现过分割、内部轮廓等问题。为进一步提高分割精度,针对上述问题本文提出了一种基于局部高斯分布拟合与边缘检测相结合的分割算法。该算法融合了像素局部邻域的方差和均值,并将图像梯度信息引入边缘检测,提高了分割算法的稳定性。在实验中,基于锥形束计算机断层图像,完成了对牙根图像的精确分割,并与当前比较经典的算法进行了对比,结果表明,本文算法能够更好地区分牙根以及牙根周围的牙槽骨,能够更精确地分割出牙根及分裂的磨牙,没有出现牙髓腔内部轮廓的情况。     

葡萄糖代谢重编程在肿瘤基础研究及临床诊疗中的研究进展

肿瘤通过葡萄糖代谢重组为自身提供物质与能量，满足其快速增长所需。研究表明参与葡萄糖代谢过程中的多种代谢酶及信号分子在肿瘤发生、发展中发挥着重要作用，被认为是恶性肿瘤诊断与治疗的重要靶点。基于肿瘤葡萄糖代谢的检测技术在肿瘤基础研究及临床诊疗中应用也受到广泛的关注。本文总结了肿瘤葡萄糖代谢的特点、驱动因素及关键调控靶点，同时从目前基础医学研究和临床诊疗方面对肿瘤葡萄糖代谢的检测技术及其作用进行了归纳。     

心脏辅助与替代装置中的血泵

背景：心脏替代型血泵得到迅速地发展,不仅在结构上具有便携辅助式或体内植入式,性能上也通过了几代的改进而具有良好的生理相容性。目的：介绍心脏可视化手术中人工心肺机用血泵,心脏终末治疗时机械替代用的各种辅助血泵和全人工心脏,并展望人工心脏未来发展的趋势。方法：应用计算机检索维普数据库、IEEE Xplore数据库、Springer Link数据库及谷歌学术进行检索并参考相关书籍,以＂血泵＂、＂人工心脏＂为关键词,选择内容相关的文献。结果与结论：共纳入43篇文献。血泵为实现心脏直视手术及心脏的终末治疗提供了可能性,有非常高的临床价值。但血泵从结构设计和控制方面都有待提高,其中做到血泵用材料与人体具有良好的生理相容性及生理参数的控制系统是目前血泵发展的关键问题。     

各类医用电气设备标准间电气安全指标的差异

本文统计了各类医用电气设备标准，分析了各标准间电气安全指标的差异，以指导临床工程师在不同医用电气设备的安全测试、维修或预防性维护丁作中采用合适的电气安全标准。     

数字流体微量喷射系统的设计与实现

针对生物及医药工程领域微系统等相关研究,并实现微喷射过程在线观测,从数字化微量喷射技术原理出发,将计算机视觉和智能控制技术与之融合,设计了数字流体微量喷射实验系统的结构和工作台运动控制与微量喷射控制软件平台;利用单因素法和机器视觉技术,通过数字流体喷点测试和微阵列制作实验,研究驱动电压对微喷射的影响及样品点尺度均一性,并对实验数据进行分析和总结。结果表明:样品点直径随驱动电压增大而增大,基本成线性关系,最小可达60μm左右;样品点像素的相对变动量基本上集中在1附近,完全可以满足生物微阵列样品点尺度及均一性要求;微阵列喷点基本圆整、排列规则,符合微阵列规整度要求;验证了系统的合理性与可行性。     

基于腹腔镜手术训练的眼动特征研究

在腹腔镜模拟训练过程中,研究不同训练模式下被测试者的注视策略,探索腹腔镜训练的新模式。被测试者被随机分为无指导组,视频学习组和专家指导组进行左右移环任务。利用Tobii X1 Light型眼动仪调用模拟训练箱中的摄像头,采集受试者的眼动数据。通过对数据处理分析,计算注视点个数,平均注视时间,注视时间百分比,扫描距离指标。与对照组相比,视频学习和专家指导模式下,任务完成时间降低23%,扫描距离缩短25%,注视点个数减少17%,平均注视时间没有显著差异。视频组和专家指导组之间无明显差异。结果表明不同学习模式下,被测试者的注视行为有明显差异。视频学习和专家指导下效果更好,可以用专家操作时的注视点视频指导初级训练者进行训练。     

时间相干电场的外周神经无损刺激

外周神经电刺激可用于运动康复和慢性神经痛治疗,但目前具有空间选择性的无损刺激仍是一个有待解决的问题。提出一种基于时间相干(TI)电场的外周神经选择性无损电刺激方法,对大鼠坐骨神经进行实验,在其大腿腹侧与背侧皮肤上以平行于神经的方向布置刺激电极,通过相干电场扫描,将TI刺激峰值定位到神经上进行选择性刺激。结果表明,该方法可以在预先不知道神经确切位置的情况下通过扫描得出将刺激电场作用到神经的最佳电参数,从而实现对神经的选择性无损刺激,而且在刺激作用点不变的前提下实现刺激强度的控制。在此基础上研究TI电场对大鼠坐骨神经的刺激阈值I_T,测量固定频差Δf=0.5 Hz(n=12),改变频率f=1～6 kHz与固定f=5 kHz(n=11),改变频差Δf=0.5～10 Hz下的I_T,并将其和等幅kHz电场(n=7)的I_T进行比较。结果表明,等幅kHz电场的I_T显著高于TI电场(P<0.05),而且不同频率f下的I_T也有显著性差异(P<0.05),而不同频差Δf下的I_T却没有显著性差异(P>0.05),说明TI电流对大鼠坐骨神经的I_T受f影响而不受Δf影响,且刺激阈值I_T与频率f成正比关系。     

电极间距与电极直径对恒功率下双极射频熔脂效果影响的研究

在双极射频应用于局部脂肪堆积的无创治疗的过程中,关于双极射频设备的部分设计参数目前还没有形成统一的规范。采用有限元方法和离体实验,分析双极射频熔脂时不同参数对组织熔脂效果的影响,寻求在双极射频尽量不会对皮肤层造成热损伤的同时,实现较大范围熔脂效果的熔脂参数配置。采用COMSOLMultiphysics进行生物组织热电耦合的有限元分析;为验证模型有效性,采用一种自研的单路双极射频输出设备,对离体猪腹部组织进行实验。有限元分析结果显示:经双极射频加热30min后,在功率为10W,电极球直径分别为3、5、8mm,电极间距分别为2和3cm的熔脂参数配置下,皮肤层的最终温度低于热损伤阈值温度,且部分脂肪层在热损伤区域内;域点探针所显示的脂肪层热损伤区域内的温度变化曲线满足熔脂温度要求。不同熔脂参数配置,对双极射频加热下组织内的温度分布具有显著影响。在10W功率下,采用直径为8mm的球型电极,电极按压皮肤的深度为1mm,在电极间距分别为2和3cm的条件下,脂肪层内产生最大面积的连续热损伤区域和点状热损伤区域,热损伤区域的面积分别为2.84和2.55cm²。相同熔脂参数配置的离体实验表明,与组织模型相同位置处的热电偶探针的最终温度和对应的域点探针相差0.92℃±0.43℃。有限元分析结果和实验结果基本一致。由仿真结果和实验结果可知,上述熔脂参数配置可使双极射频不会对皮肤层造成热损伤,同时在脂肪层内产生有效的热损伤区域,并且热损伤区域内的温度达到了熔脂要求。合理的熔脂参数配置是决定双极射频熔脂是否成功的一项关键因素。     

非小细胞肺癌影像学特征与基因表达间相关性的探索性研究

影像基因组学通过挖掘肿瘤的影像和基因组学间的关联性,将两者的优势互补,以此指导不同患者个体化治疗方案的制定、预后评估、疗效检测等。针对非小细胞肺癌(NSCLC),建立其CT影像定量特征与基因表达之间的映射。首先,将对应的CT影像中肿瘤区域进行分割和特征提取,选用66种三维定量特征作为肿瘤区域影像特征集;然后,利用基因组学数据分析流程,在原始基因数据经过预处理、聚类后,获取其第一主成分作为具有相似表达谱基因聚类结果的代表;最后,运用基因芯片显著性分析算法探寻两者之间的相关性,并进行基因集的富集分析和预测模型的建立。对癌症图像归档数据库(TCIA)中的26例NSCLC影像数据和基因表达综合数据库(GEO)中相对应的基因数据进行分析,共得到126组成对的显著关联(q<0.05)。将所得结果中的29组元基因建立预测模型,并通过TCIA中更新的211组数据,对其中10组预测准确率大于70%且预测的元基因有生物学意义的预测模型进行验证,最终预测准确率为35.48%～80.85%,10个预测模型中有6个的准确率在70%以上。实验结果表明,特定的影像特征或其组合可以作为基因表达的影像标记物。