高频手术电极的研究进展

高频手术电极集切割、电凝和止血等作用于一体,能快速实现组织的离断、消融与闭合,在临床中的应用越来越广泛。高频手术电极按施加的电流频率范围可以分为普通高频电极和射频电极。该文主要介绍高频手术电极的工作原理与分类,并结合国内外高频手术电极的研究现状,对其在外科手术中的应用进行综述,并对其发展进行展望。     

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。     

内镜柔性器械腱鞘传动模型及实验研究

目的 建立内镜柔性器械腱鞘系统的推力传动模型，研究影响传动效率的关键因素。方法 建立腱鞘系统在器械推送作用下力和位移的传动模型并进行仿真计算；搭建腱鞘系统传动测试的实验平台以验证模型的准确性，研究传动速度、腱鞘直径比、弯曲半径等对传动效率的影响。结果 腱鞘传动过程中存在显著的非线性传递现象，传动模型仿真与实验结果基本符合；传动速度、腱鞘直径比、弯曲半径均对内镜柔性器械的推力传动有较大影响，对位移传动的影响相对小一些。结论 该模型可用于内镜柔性器械中腱鞘系统推力传动的计算，提供给医生器械工作末端的力反馈，以保证器械的安全操作和提高手术效果；在内镜柔性器械的精准控制中需要综合考虑传动速度、腱鞘传动比、弯曲半径等对运动传递的影响。     

基于密集网络改进的肺结节良恶性分类模型

目的 探讨改进后的卷积神经网络模型对肺结节进行良恶性分类的准确率。方法 以分类模型密集网络（DenseNet）为基础模型,采用中间密度投影方法将肺结节的三维信息输入卷积神经网络进行训练,并针对肺结节良恶性分类问题适应性改进神经网络结构,将传统损失函数Cross Entropy Loss替换为Focal Loss,使网络能着重学习难以分辨的肺结节。结果 改进后神经网络模型对良恶性肺结节分类的准确率为89.93%,曲线下面积为0.947。结论 适应性改进后的卷积神经网络模型判断良恶性肺结节准确率较高。     

新型可回收血管支架的设计与有限元分析

目的针对药物洗脱支架植入后引起的早期再狭窄问题,对镍钛合金血管支架进行结构上的可回收设计和生物力学分析。方法建立可回收血管支架及其回收系统的几何模型,其中支架回收部为圆台形网状结构,由4个对称分布的回收筋组成;分析支架在压握过程中的最大主应变分布、压握及自膨胀均匀性等,并对支架的回收过程进行仿真实验。结果当支架被压握至最小尺寸时,其最大应变为3.7%,不均匀性指数为0.62%;当支架自膨胀结束时,其不均匀性指数为1.31%;当1/2支架被回收进外鞘管时,最大应变为1.52%;而支架在回收过程中并未发生断裂或"卡顿"情况。结论支架应变在其安全范围之内,且支架的压握及自膨胀过程较均匀,能够被安全、顺利地回收进外鞘管中。研究结果可以为可回收血管支架的结构设计、生物力学分析和临床应用提供重要参考依据。     

三螺旋人工腱索结构的力学性能仿真验证

基于真实心脏二尖瓣腱索结构,利用仿生学类比方法提出整体三螺旋人工腱索等效替代模型,应用ABAQUS对其进行模拟拉伸测试,并与真实拉伸试验下猪心二尖瓣腱索(边缘腱索、基底腱索与支撑腱索)的力学性能进行对比分析,从而验证此等效模型的可行性与有效性。结果表明:三螺旋人工腱索结构所能承受的最大应力与实际试验中的平均最大应力一致,且相应腱索种类的拉力位移曲线与试验曲线基本相符。本研究提出的三螺旋人工腱索结构接近于真实腱索特性,可缓解二尖瓣膜上应力集中现象,为人工腱索材料的结构改进指明了新方向,同时,仿真过程对有限元模拟生物软组织拉伸性能模块提供了参考价值。     

MR图像纹理特征融合诊断前列腺癌

目的 探讨三维空间自适应局部三元模式（LTP）纹理特征、常规纹理特征以及灰度统计特征融合用于诊断前列腺癌的价值。方法 从MRI中分割出前列腺外周带,提取自适应LTP融合纹理特征纹理特征、常规纹理特征和灰度统计特征,采用Adaboost算法分别获得每个特征族群以及3个族群特征融合的模型,计算对前列腺癌的诊断效能。结果 三维空间自适应LTP融合纹理特征诊断前列腺癌的AUC为0.79±0.04,敏感度为78.31%（65/83）,特异度为80.81%（80/99）,准确率为79.67%（145/182）;常规纹理特征诊断前列腺癌的AUC为0.71±0.04,敏感度为72.29%（60/83）,特异度为81.82%（81/99）,准确率为77.47%（141/182）;灰度统计特征诊断前列腺癌的AUC为0.80±0.04,敏感度为78.31%（65/83）,特异度为82.83%（82/99）,准确率80.77%（147/182）;融合特征诊断前列腺癌的AUC为0.87±0.04,敏感度为86.75%（72/83）,特异度为88.89%（88/99）,准确率为87.91%（160/182）。结论 通过融合局部三元模式特征、常规纹理特征、灰度统计特征,可有效提高诊断前列腺癌的效能。     

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。     

借鉴国际经验探索中国医疗器械创新发展模式

科技创新是国家和社会发展的最根本动力,医疗科技创新更是与国计民生紧密相关的国家战略。医疗器械产业是我国的战略性新兴产业,借鉴国际经验,探索我国医疗器械科技创新和产业发展的模式问题是新时代的一项重要课题。该研究通过分析国际医疗器械产业现状,深入研究美国斯坦福大学的Biodesign医疗科技创新模式,结合目前我国医疗器械发展现状,从新的时代背景和创新创业的角度出发,探索中国医疗器械创新发展模式,希望为我国医疗科技创新创业的实践提供理论依据。     

靶向药物洗脱支架压握过程的力学性能

目的 研究两种不同结构的药物洗脱支架（drug eluting stent, DES）压握过程的力学性能,以期对DES结构设计提供科学的指导。方法 采用Solidworks软件分别建立支架外表面没有刻槽的传统DES（I型支架）以及支架外表面有刻槽的靶向DES（II型支架）;通过ABAQUS有限元分析软件,对两种支架压握过程中的径向紧缩反弹比、轴向紧缩反弹比、压握不均匀性、残余应力分布等重要的力学性能指标进行分析。结果 同一紧缩外径条件下,两种支架径向紧缩反弹比、轴向紧缩反弹比以及压握不均匀性指数的差值分别在0.07%~0.12%、0.016%~0.033%、0.013%~0.048%之间,II型支架支撑体上存在面积更大的低应力区域。结论 相比传统DES支架,靶向DES支架在减少载药量的同时,力学性能并未降低,对心血管狭窄等疾病的治疗具有较好的临床应用前景。