基于STM32芯片的肿瘤细胞荧光检测系统设计

为了实现肿瘤细胞早期筛查以达到早期防治,本研究开发了一种基于微流控芯片的肿瘤细胞荧光检测系统。光路采用反射式共焦距光路结构;硬件电路基于光电探测器模块、STM32F103C8T6、A/D转换芯片与串口芯片对激发荧光信号实时采集,并向上位机传输。同时设计了一套基于荧光检测的软件系统,实现检测动态可视化与报告生成及打印功能。采用FITC荧光素标记的乳腺癌细胞MDA-MB-453进行试验。结果表明,该系统在6 mL/h最佳进样速度下,对肿瘤细胞的平均检测率达到85.36%,为临床的应用提供可靠的诊断方法。     

量子检测效率在平板探测器评估中的研究进展

平板探测器(flat panel detector,FPD)是X射线摄影系统中至关重要的部分,其性能直接影响所采集图像的质量。量子检测效率(detective quantum efficiency,DQE)涉及探测器的噪声、分辨率、剂量、调制传递函数、噪声功率谱等多项参数,被公认是X射线成像性能最准确的评估指标,DQE越高,说明影像系统在低X射线入射剂量的情况下,获得高质量影像的能力越强。我们简单介绍了平板探测器的种类,对其DQE的检测技术的研究现状、进展及应用作了综述,归纳了在DQE检测过程中的有关影响因素,并进行了总结展望。     

壁冠状动脉周向应力体外加载装置的研制

目的设计并研制壁冠状动脉周向应力体外模拟装置,实现不同程度心肌桥压迫下壁冠状动脉周向应力的体外加载。方法利用心肌桥冠状动脉血液动力学体外模拟装置,实现壁冠状动脉周向应力的体外测量。依托上述实验数据,实现不同程度心肌桥压迫下壁冠状动脉周向应力的体外加载。结果通过体外测量实验发现,壁冠状动脉近心段周向应力最大值、平均值以及波动值都会随着心肌桥压迫程度的增加而显著增大。通过壁冠状动脉周向应力的体外加载实验,验证加载波形与周向应力体外测量实验波形基本吻合。结论该装置可以实现壁冠状动脉周向应力的体外加载,为探究壁冠状动脉近端血液动力学异常对动脉粥样硬化产生及斑块破裂的影响,提供一个尽量接近在体环境、多种参数可调控的体外模拟平台。     

肺内液黏度和表面张力测量的临床意义与测量方法

肺内液主要指由气道黏液和肺泡内表面衬里液所形成的一连续液体薄层,对于维持肺的健康至关重要。介绍肺内液流变学特性在维持气道稳定性、保证肺正常的屏障与清除功能、避免呼吸机相关性肺损伤和新生儿呼吸窘迫综合征表面活性剂替代治疗等方面的临床意义,同时总结Langmuir-Wilhelmy天平法、捕获气泡法、毛细管黏度计和旋转黏度计等液体表面张力和黏度测量的经典方法,以及粒子追踪微流变仪、轴对称液滴边缘形状分析等新技术,比较这些方法的优缺点,为临床研究肺内液流变学特性辅助肺疾病的诊断和治疗提供重要参考。     

介入式微型轴流血泵溶血机理及影响因素分析

溶血性能是判别血泵是否可靠的重要评价因素之一,也是血泵研发过程中的一大难题。本文基于介入式微型轴流血泵的结构特点对其溶血发生机理和关键影响因素进行探究和综述。首先,介绍介入式微型轴流血泵的结构特点:体积小、转速高、叶轮轮缘与泵壳间隙小。然后从剪力溶血和空化溶血两个方面对溶血发生机理进行阐述。最后重点分析导致介入式微型轴流血泵机械溶血的主要力学因素,即剪力和负压。泵内剪力过大或作用时间过长会导致红细胞受损而发生溶血,而负压可能引起血泵空化从而对血液造成损伤。总之,血泵结构设计不当会导致血液在机械运动和湍流运动过程中受到高剪切应力和局部负压的作用产生溶血,所以在设计阶段应全面考虑各因素对血泵溶血的影响。     

超声刺激对大鼠多皮层ECoG的调控

目的:为了进一步揭示超声刺激的神经调控机制以及超声刺激引起的刺激效应范围,将超声刺激经颅施加到大鼠前额叶皮层部位,同步记录和分析前额叶、顶叶及枕叶皮层的皮层电位（Electrocorticogram, ECoG）的变化特征。方法:在大鼠麻醉状态下,利用脑立体定位仪将超声探头定位在大鼠前额叶部位的正上方,刺激时间为20 min。以功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）、振幅及互相关系数值为指标,分析比较超声刺激前、刺激中、刺激后的ECoG总功率、平均幅值以及皮层间的互相关系数值。结果:（1）超声刺激会增加前额叶皮层ECoG的总PSD和平均幅值（P<0.05）,超声刺激停止后,在较短的时间内ECoG恢复到刺激前水平;（2）在顶叶及枕叶皮层,超声刺激对总ECoG及各频段信号的PSD、平均幅值无显著性影响。但在超声刺激过程中,枕叶ECoG的部分时间段的平均幅值相对于刺激前有显著性差异,即在超声刺激的后半段时间内,超声刺激产生刺激效应范围扩散到枕叶皮层。结论:超声刺激对刺激局部的ECoG具有调控作用,且这种调控具有及时性及快速恢复的特点。超声刺激对ECoG的调控效应范围总体上来说是局限性的,对远离刺激部位的其他脑皮层ECoG的影响尚无明确关系,其效应很可能是超声刺激局部引起的后续神经网络反应。 【关键词】超声刺激;ECoG;脑皮层;神经调控     

钳齿形貌对腹腔镜夹钳安全性的影响

目的:对比不同齿形腹腔镜夹钳的夹持效果,以确定其各自安全夹持组织的能力,为夹钳优化设计提供参考。方法:通过ANSYS有限元分析,对比梯形齿、钉形齿、直角楔形齿、等腰楔形齿4种齿形钳头压缩量和牵拉效果关系,并通过应变云图分析夹持能力不同的原因。以钳头夹持组织不损伤、不滑脱为判断标准,评价各齿形夹持能力。结果:直角楔形齿具有最优越的安全夹持能力,钉形齿最容易损伤组织,且其安全牵拉能力最差;梯形齿安全牵拉能力与等腰楔形齿相近,但等腰楔形齿安全压缩量更优。齿数对牵拉效果影响明显。结论:腹腔镜夹钳夹持能力取决于钳齿形貌和齿数,安全夹持性由最大应力和钳制能力共同决定。峰值应力大的齿形并不表示夹持能力强,牵拉能力应考虑钳制变形能力。     

用于外周神经的干涉电流刺激器设计

设计了一种用于外周神经电刺激的干涉电流刺激器。该刺激器为两路电流输出,可以产生4种波形,每种波形的频率、幅度等参数可在上位机进行设置,频率分辨率为0.2 Hz,幅度分辨率为0.01 mA,时间分辨率为0.1 μs。该刺激器的特点在于可在刺激强度一定的条件下连续改变电流比,或在电流比一定的情况下连续改变刺激强度。上位机采用LabVIEW开发,下位机采用FPGA对3片DAC进行控制,DAC产生的波形信号经过隔离恒流源电路后施加到负载。经过测试,刺激器能够准确产生4种波形,电流偏差在2.6%以内,恒流效果良好。该刺激器体积小,操作简单,产生波形稳定,可以用于无损选择电刺激研究。     

基于光学运动捕捉的上肢康复机器人可用性测试研究

目的对一款上肢康复机器人进行可用性测试研究,验证其安全性、有效性和舒适性,并提出改进设计的意见。方法运用光学式运动捕捉系统采集受试者进行康复训练时的角度数据,再对受试者进行主观问卷调查。结果快速上肢评估量表结果显示上肢康复机器人配置相对合适,但需要进一步深入研究。角度数据在肩关节内收外展运动和肘关节屈伸运动上表现出显著相关性,而在腕关节数据的统计结果上表现出无相关性。主观问卷调查总得分表明上肢康复机器人舒适性总体上是令人满意的,但在手臂固定装置的舒适性、训练过程中肌肉拉伸程度和座位高度设置的问题上存在设计不合理。结论运用光学式运动捕捉系统可以定量评价上肢康复机器人的性能,对康复机器人的设计及改进具有重要意义。