寸口桡动脉智能脉象采集与分析系统

传统的脉诊信息收集和辩证具有明显的主观特性,影响证候的规范化和标准化。本文提出一种融合了微控制器技术、传感器技术、数字信号处理技术、人工智能等技术的数字化脉诊仪,采用数字化信号表示中医脉诊的信息,针对采集到的脉象信息使用机器学习的有关算法进行脉象的识别和分类,该系统对提升中医临床诊疗的客观性和准确性具有重要的借鉴和参考意义。     

基于CT影像的人体踝关节三维重建

以踝关节的生理解剖结构为理论依据,利用踝关节的CT图像作为二维数据源,通过医学图像处理软件Mimics建立踝关节的三维模型,然后使用3-matic对三维模型的网格进行优化,最后对优化前后的模型进行对比分析。结果发现经过优化后的踝关节三维模型在结构上与人体真实的踝关节结构并无明显的差异,精确程度满足要求,对于患者病情的分析及治疗方案的确立具有重要的指导意义。     

软体机器人在医学领域的应用

软体机器人具有自由度高、适应性强、安全性高等优点,已成为机器人领域的研究热点;且因其采用软材料制成,与人体相容性较好,在医学领域中也具有广泛应用前景。本研究对软体机器人的驱动方式、建模控制、制造方法、变刚度方法等关键技术作了总结与分析;对软体机器人在医学领域如外科手术、康复治疗、药物输送、心脏设备等的典型应用及发展现状进行综述。针对现有医疗软体机器人存在的缺陷,总结出其面临的挑战,并提出对医疗软体机器人的展望。     

仿真假体视觉下的运动感知研究

为了研究假体佩戴者对于目标物体的运动感知,利用Unity搭建虚拟仿真假体视觉场景,利用遮挡范式下对碰撞时间的估计,探究不同运动方向、运动速度、运动方式、目标物体形状、环境对比度以及各因素下的性别差异对仿真假体视觉下的运动感知的影响。试验结果表明,被试者对于水平方向上的估计要比垂直方向上的估计更准确;对于快速运动的估计准确度要优于相对慢速运动物体的准确度;运动方式因素对估计影响无显著性差异;相同形状下,物体越大,被试者估计的准确性越高且对多角图形的运动比圆润图形的运动更加敏感;不同环境对比度对估计也具有显著性差异;性别对于估计无显著性影响,但不同因素下的结果有区别。     

基于Auto-Planning技术的肺癌容积旋转调强放疗计划评估

目的:比较基于Auto-Planning技术的自动肺癌容积旋转调强放射治疗（VMAT）计划与物理师手动设计的常规VMAT计划的剂量学差异,研究Auto-Planning技术在肺癌VMAT计划中的优化性能和临床应用价值。方法:随机选取25例已完成全程放疗的肺癌病例,应用Pinnacle3 V9.10计划系统分别进行基于Auto-Planning的自动计划（AP-VMAT）和常规手动计划（M-VMAT）设计,分析比较两组不同计划的肿瘤靶区剂量分布、危及器官受照剂量等剂量学参数。结果:两组计划的靶区覆盖度和危及器官限量均能满足临床要求。AP-VMAT计划靶区最大剂量略高于M-VMAT,但剂量适形度指数明显优于M-VMAT。与M-VMAT计划相比,AP-VMAT有效降低了脊髓受到的最大剂量和平均剂量,双肺的V30、平均剂量以及心脏的V40、V30、平均剂量都在一定程度上有所降低,差异有统计学意义（P<0.05）。结论:对于肺癌VMAT放疗计划,AP-VMAT能够满足临床要求,且比M-VMAT具有更优的靶区适形度,同时可以有效降低脊髓、肺、心脏等危及器官的受照剂量,更好地保护正常组织。     

运动想象脑电多视角深度森林解码算法

针对运动想象脑电信号特征提取操作繁琐及解码精度低等问题,提出一种基于多视角深度森林的运动想象脑电解码算法。首先,通过子频带滤波及时间窗口划分对原始信号进行细粒度分析,生成空时频能量特征。然后,对上述空时频能量特征分别进行稀疏选择和时序扫描得到重要的浅层能量特征及多示例先验类别特征。继而,将上述两类特征进行融合构建运动想象脑电多视角特征集。最后,利用级联森林的逐层特征变换挖掘深层次的抽象特征进行脑电解码。根据脑机接口竞赛数据和自行采集的数据进行算法测试,并与单视角特征模型、传统共空间模式方法以及深度神经网络算法进行对比。在2个脑机接口竞赛数据集和1个真实数据集上分别取得了91.4%、75.2%和70.7%的最高平均分类准确率,结果表明该文所提多视角深度森林算法具有更优的分类识别准确率。     

CT定位下经颅磁刺激对卒中后运动功能障碍的治疗效果

目的:观察CT定位下经颅磁刺激对卒中后运动功能障碍患者的治疗效果。方法:150例缺血型脑卒中患者按入院时间分为观察组（n=75）和对照组（n=75）,两组患者一般资料无显著性差异。观察组患者给予CT定位下经颅磁刺激治疗,对照组患者给予常规经颅磁刺激治疗。于治疗前和治疗8周后评估患者下肢肌力、上下肢运动能力评分、平衡能力、生活能力以及治疗有效性。结果:观察组患者治疗后下肢肌力、上下肢运动能力评分、平衡能力、生活能力显著高于对照组（P<0.05）;观察组治疗有效率显著高于对照组（84.00% vs 68.00%, P<0.05）。结论:CT定位下经颅磁刺激治疗对卒中后运动功能障碍患者疗效显著,其具体机制有待于神经生物学基础研究进一步揭示。     

脉冲电磁场通过Wntβ-catenin信号通路改善膝骨关节炎大鼠炎症反应的机制

目的:探讨脉冲电磁场通过Wntβ-catenin信号转导机制改善膝骨关节炎大鼠炎症反应的机制。方法:选取90只SD大鼠,均分为正常组、模型组和脉冲电磁场组,除正常组,其余各组均构建膝骨关节炎模型。测定各组大鼠局部皮温、膝关节周径和Lequesne MG评分;采取甲苯胺蓝染色进行Mankins评分;Western Blot检测软骨细胞凋亡调控蛋白Caspase-3和Caspase-8水平;ELISA法测定滑膜IL-1β、MMP-13、TNF-α表达;并检测Wnt和β-catenin mRNA和蛋白表达差异;检测大鼠线粒体膜电位。结果:与正常组相比,模型组大鼠膝关节局部皮温、膝关节周径、Lequesne MG评分、Mankins评分、Wntβ-catenin表达以及滑膜IL-1β、MMP-13、TNF-α水平均上调（P<0.05）;与模型组比较,脉冲电磁场组膝关节周径、Lequesne MG评分,Mankins评分、Wntβ-catenin表达以及滑膜IL-1β、MMP-13、TNF-α水平均下调（P<0.05）。相较于正常组,其余2组的关节软骨线粒体膜电位均有所下调。与模型组相比,脉冲电磁场组线粒体膜电位有所上调,脉冲电磁场组优于模型组。结论:脉冲电磁场能抑制膝骨关节炎模型大鼠炎症反应,有效修复软骨损伤,降低炎症因子表达,抑制Wntβ-catenin信号转导。     

一种基于肝分段和肝癌轮廓融合的放疗靶区数据库建立方法

提出一种基于肝分段和肝癌轮廓融合的放疗靶区数据库建立和全过程数据质量管理方法,为后续人工智能靶区勾画或评估当前手工勾画提供数据支持。从肝癌数据库中取出原始图像,分别对其做带有肝脏放疗靶区勾画和分区分段轮廓标注工作,并通过图像融合技术使肝癌的放射治疗精确到肝段,最后使用深度学习的方法训练Unet网络以得到精准肝分割的神经网络模型,以实现针对肝癌的精准放疗。     

基于神经元的方波发生器设计及参数优化

为了保证电子设备在复杂的电磁环境中正常运行,需要对其进行电磁防护。传统的电磁防护方法尽管已取得较好的防护效果,但是还存在一定的不足。为了弥补传统电磁防护的不足,本研究提出基于神经抗扰机制的电磁仿生方法,并具体提出基于神经元抗扰机制的新型方波发生器。采用最接近生物神经元电生理活动的数学模型Hodgkin-Huxley模型对新型方波发生器进行设计。利用Matlab的Simulink工具箱搭建方波发生器的仿真程序,分析方波信号占空比的特性,得到模型参数对占空比的影响程度。基于田口方法的望小特性优化方波发生器的模型参数,从而得到特定占空比。该方波发生器可为智能电子设备提供稳定可靠的方波信号。