医用超细内窥镜系统研究

设计了一种医用超细内窥镜系统。采用微型、高分辨率的CMOS图像传感器配合低压差分信号（LVDS）传输技术进行前端摄像探头的设计,使摄像探头直径缩减至5.0 mm,并实现了图像数据的长距离高保真传输;采用基于S3C2440微处理器的ARM开发平台对图像数据进行处理,实现了内窥镜图像的清晰显示。以口腔为模拟测试对象对系统摄像功能进行了测试,并与传统内镜进行了对比,证明该系统能够完成内窥镜摄像,且所成图像分辨率高。以口腔溃疡模拟粘膜病变对系统进行测试,证明该系统能有效发现粘膜病变,病变检出率高达90.0%。本系统成像清晰,且镜体直径小,能大大提高病人内镜检查的舒适性,为消化道疾病普查初筛提供了一种理想的解决方案。     

医用生物传感器及有关材料的评述

目前,已有效运用于医学方面的便携式诊断检测仪器有体温表、听诊器等。医生就诊时,为了弄清病人的感觉神经如何,就常常在病人嘴里放一块压舌板,摸摸脉搏,再量量血     

无创式消化道出血灶的检测与定位方法

消化道出血灶的检测和定位是消化道出血症诊断与治疗的关键.提出了一种无创式出血灶检测与定位的电子微系统方案,研制了一种血红蛋白传感器,并在离体状态下对这种传感器进行了原理性实验.结果表明这种传感器对血红蛋白具有很高的灵敏度,并且输出信号与血红蛋白的浓度有线性关系.     

基于多传感器数据融合的跌倒检测算法

目的跌倒在老年人生活中是一种常见的现象,是致使老年人发病和死亡的主要原因之一。实时的跌倒检测系统能够及时报警,缩短等待救治的时间,减少由跌倒引起的意外伤害。可是,在大多数的跌倒检测系统中,人们仅利用加速度计设计检测系统,基于单一数据的算法不能完整表征跌倒时身体姿态变化的信息。为此本文拟采用陀螺仪和加速度计的数据设计跌倒检测的算法。方法首先介绍了利用MEMS惯性传感器设计置于腰间的可穿戴的跌倒检测系统,然后对跌倒的规律进行了分析,基于此提出了基于多传感器数据融合的跌倒检测算法,即通过数据融合的技术提取出身体加速度及其动态量和静态量、加速度变化量、身体姿态角、角速度绝对值之和等特征参数,利用多参数设计了基于阈值判定的跌倒检测算法。结果收集10名志愿者做模拟跌倒以及日常活动的数据,对算法的有效性进行验证,取得96.67%的灵敏度和97%的特异性,并且此指标高于Kagans等算法的结果。结论本文提出的算法在跌倒检测中具有较好的有效性及优点。     

一种新型算法在组织光学参数测量系统中的应用

无创测量确定生物组织的光学特性参数在医学诊断和治疗领域中有着广泛的应用前景.目前确定组织参数的方法多建立在单层模型条件下,而实际的许多生物组织均具有分层结构,比如在肌肉、颅骨等.因此在多层模型条件下反演计算组织参数具有更大的实际意义.近年许多研究者针对以上问题提出了各种解决方法,如最小二乘法、神经网络方法等,但这些方法都存在需要时间过长或者误差较大的缺点.本文在组织参数测量领域引入数据挖掘办法--支持向量机(support vector machines,SVM),对双层模型中四个待定组织光学参数的确定进行了研究.结果 表明,利用SVM方法确定组织光学参数具有很好的准确性和实时性.     

小信号医用传感器的设计及应用

针对骨力 电电位的测量需要 ,分析了各类传感器的性能及其应用特点 ,选择了合适的弯曲型结构形式 ,制作了用于小信号下 ,骨试件力 电电位测量用的应变传感器。该传感器体积小 ,线性范围大 ,安装方便 ,且具有较高的灵敏度。应用该传感器对股骨、牙骨等试件进行了实验 ,得出了骨试件的应变 电位曲线 ,为临床应用提供了有用的参考资料。     

免疫传感器的发展概述

介绍了免疫传感器的概念及基本原理,根据换能器的不同进行了分类比较,并分别阐述了各种免疫传感器的由来及发展过程。在免疫传感器的制作上,浅谈了固定和再生性两个问题。另外,还对免疫传感器的应用和发展趋势予以了简要的回顾和展望。     

生物传感器在医学中新的应用

生物传感器作为一项新兴的科学技术已应用于医学检验分析领域中，是近来国际上医学检测技术的热点之一。本文对国内外近几年光学、电化学和压电3种生物传感器及其应用的研究进行了综合评述。     

表面肌电信号的分析与应用

表面肌电信号的检测是一种无创电检测方法，它的检测分析对临床诊断及康复医学、运动医学等具有重要意义。本文介绍了表面肌电的信号分析方法（时域分析法、频域分析法、时频分析法及人工神经网络等方法），并介绍了表面肌电信号检测分析的应用状况和前景展望。     

光纤化学传感器及其发展现状

光纤用作化学和生化传感器是一个近年来国际热门的研究方向，并已在化学反应监测，化学参数检测、环保监控、生物学研究、生化反应检测及医学临床等领域得到了成功的应用。本文综述了光纤化学（生化）传感器的独特优点、工作原理、仪器结构及各类光纤化学传感器（ＰＨ、ＮＨ３、ＳＯ２、ＣＯ２、Ｏ２、各种阳离子、阴离子等）的现状和发展趋势。本文对光纤化学传感器和有关技术问题作了详细评述。     

基于虚拟气体传感器阵列的新型肺癌检测电子鼻实验研究

本研究介绍了一种新型的基于虚拟气体传感器阵列及图象识别方法的新型无创肺癌检测与诊断电子鼻。该电子鼻包含一个由固相微萃取和毛细管柱组成的前处理装置实现病人呼吸气体中有机气体成分的浓缩吸附、脱附和分离,通过一个表面涂覆聚异丁稀薄膜差动结构的声表面波传感器对分离后的有机气体成分进行定量检测。此外,采用由毛细管柱方法实现的虚拟气体传感器阵列及改进的人工神经网络算法实现对肺癌呼吸气味图像的有效识别。通过临床实验验证,表明该电子鼻仪器可以有效地识别出肺癌患者、肺癌疑似病人和健康人,因此将有望在包括肺癌等疾病的早期诊断仪器中发挥重要的作用。     

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用

目的：本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类，重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、pH值等五方面的应用。方法：光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送人调制区，在调制区内．外界被测参数与进入调制区的光相互作用．使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光。再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类：一类是传光型传感器，另一类是传感型传感器。结果：目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点：小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束，就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后，扩大了内窥镜的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的，且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术时，血管镜可提供很多重要的信息，用以引导激光辐射的方向，选择激光的能量和持续时间，并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断。也正进入治疗领域中，例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症的有效途径，但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制，而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测，从而使温度不致于过高杀死人体的正常细胞，也不会过低达不到治疗目的，使癌细胞进～步扩散。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和开发正日益兴起。结论：     

Colorimetric Polymer Sensors for Smart Packaging

Nowadays, consumers can estimate the condition of packaged foods only by checking the expiration date on the label. However, this approach is inefficient when it comes to assessing the actual edibility of fresh products, since the events that accelerate the onset of degradation phenomena, such as a rise in temperature, cannot be continuously assessed. In this context, the detection of a different parameter, such as low concentration of amines, can reveal the onset of degradation processes. Here, a colorimetric photonic multilayer sensor is reported for detecting low amine concentrations suitable for sealed packages. The sensor consists of alternating layers of poly(N-vinylcarbazole) and polyacrylic acid, and its response is based on the selective interaction between the latter and amines. This interaction causes the polymer layers to swell and introduce disorder into the photon structure, resulting in fading its bright color. Since the reaction of these systems is usually reversible, manipulation or false readings are possible due to inapt sealing of the package. It is shown that the activation of carboxylic acid residues of the sensitive polymer with N-hydroxysuccinimide produces an irreversible response to amine vapor concentrations as low as 3 parts per billion.     

生物医用金属材料的腐蚀

总结了生物医用金属材料的腐蚀问题,讨论了金属材料在生理环境中的腐蚀机理及其释放腐蚀产物引起的局部组织反应和全身系统反应,阐述了生物医用金属材料腐蚀研究的发展方向和解决现在问题的对策。     

脚压测量用传感器

本文讨论了用于脚压测量的四类压力传感器，电阻式传感器、压电式传感器，光电式传感器，电容式传感器介绍了其结构、原理和特点，并分析了几种典型的测量接口电路。     

非对称型法布里-珀罗光纤颅内压传感器

设计并研制了一种可用于对颅内压持续检测的非对称型法布里-珀罗(F-P)光纤压力微探头和传感器系统.该探头改善了一般F-P腔的反射响应特性,有助于提高传感器的灵敏度和测量范围.压力测试表明,该传感器能满足对颅内压范围压力的测量.     

Biomedical invasive pressure sensor coatings: calibration and waveform perspectives

Abstract

The biocompatibility of invasive biomedical sensors is a fundamental issue in the design of implanted sensors. Therefore, the unique packaging of the sensor is a crucial design procedure that must be performed and evaluated correctly. Under steady-state measurements, the sensor calibration can be done quickly, and the corresponding errors and loss in the sensor’s sensitivity, because of the packaging material, can be compensated easily. This paper investigates the effect of the presence and absence of biocompatible silicone paste as packaging material on the catheter sensor’s output waveform morphology, and the sensor’s response time under dynamic measurements. The procedure to calibrate the sensor during the design is presented to compensate for the effect of packaging material in terms of state-space formulation. In conclusion, errors in peak pressure and waveform shape in the catheter sensor can be significantly reduced by the geometry and the packaging materials of the catheter sensor. At last, we believe that using biocompatible silicone paste as packaging material on the catheter sensor is scalable.     

近红外光谱技术在临床检测中的应用

近红外光谱（near infrared spectroscopy,NIRS）分析技术是近年来发展最快、最引人注目的 分析技术,广泛应用于石油、化工、食品等分析化学各领域.本文在介绍NIRS技术基本原理、技术特点的基础上,阐述了NIRS技术在临床检测领域的研究情况,主要包括在无创血糖监测、无创血氧测量、乳腺肿块检测、尿液成分分析等方面的应用与进展,最后初步探讨了该技术在应用中存在的局限性,并对NIRS分析技术在临床检测领域中的应用前景进行了展望.     

生物医学计算器软件的研制

目的 为简化生物医学统计过程和辅助实验研究,开发一个方便实用的计算机程序软件.方法 设计并编写了生物医学计算器（biomedical calculator,BioMedCalc）软件,实现包括计算均数和标准差、卡方检验、两组样本均数t检验、直线相关与回归、Spearman检验等5个数据统计功能;该BioMedCalc计算软件具有计算PCR实验试剂配比的PCR计算器,计算寡核苷酸序列长度、各碱基数、（G＋C）含量和配制常用终浓度所需蒸馏水量的寡核苷酸计算器,计算试剂量的溶液配制计算器,以及进行离心机转数和相对离心力之间换算,进行货币比值换算的外汇兑换计算器,用于精确计时、闹钟和语音报时的数字时钟记时器等6个实验辅助功能.结果 经验算,BioMedCalc的5个数据统计功能与SPSS软件和手工方法计算的结果均完全一致,并且更为简便;6个实验辅助功能也均与手工验算的结果完全一致.结论 BioMedCalc是简便实用的生物医学统计和实验辅助软件,尤其适用于病理研究.     

Luminescent Mechanochromic Sensors Based on Poly(vinylidene fluoride) and Excimer‐Forming p‐Phenylene Vinylene Dyes

Cyano‐substituted excimer‐forming oligo(phenylene vinylene) dyes (cyano‐OPVs) with terminal alkyl tails of different length were blended with two fluorinated host polymers with similar chemical composition but differing crystallinity. These blends were used to fabricate luminogenic mechanochromic thin films, which change their emission color upon deformation. The alkyl tails affect the solubility of the chromophores in the polymer matrix and lead to different aggregation properties; this is of importance because the mechanochromic fluorescence color change of the blends is related to the self‐assembly of the excimer‐forming dye in the unperturbed polymer matrix, and the dispersion of the dye aggregates upon deformation. Besides the length of the solubilizing tails, the dye concentration has an important influence on the aggregate size, which is crucial to creating a mechanochromic response, since the dye aggregates must be small enough to be dispersed during the deformation process. In‐situ opto‐mechanical measurements have shown that the mechanochromic effect occurs primarily during plastic deformation and that the mechanically induced dispersion of the dye aggregates becomes more pronounced as the crystallinity of the matrix polymer increases.