踝关节可左右摆动的康复器具设计

背景：下肢康复辅具在下肢功能恢复训练中占有越来越重要的地位。 目的：设计了一种新型的踝关节康复器具,达到对髋关节、膝关节、踝关节康复运动的目的。 方法：基于三维设计软件Solidworks,设计了一种新型踝关节康复辅具,增加了踝关节左右摆动功能。 结果与结论：在国内外踝关节康复器具研究基础上,增加了踝关节左右摆动功能的新型踝关节康复器具,3D运动仿真结果表明方案有效可行。     

阅读辅助机器人取书装置设计

背景：康复辅具是利用辅助技术将辅助器具产品配置于残障者,最大限度实现生活自理和参与社会活动。 目的：分析了国内外阅读辅助机器人的研究现状,并对该领域的一些关键技术进行探讨,并设计出了一种新型取书装置。 方法：依据阅读辅助机器人的发展特点和应用背景,设计一种阅读辅助机器人的取书装置,帮助肢体残疾者从书架上获取书籍。 结果与结论：基于三维设计软件UG设计了阅读辅助机器人的取书装置。通过运动仿真,功能满足拟人化,能够完成取书的动作。仿真表明该装置可靠安全,有效可行。     

恒功率高频电刀能量发生器：生物组织的切割与闭合

背景：随着医疗器械的不断发展,越来越多的传统外科治疗被微创治疗所取代。在微创外科手术中,要经常进行组织切割和闭合,然而,由于空间与视野的限制,普通的方法并不适用微创治疗。 目的：研制能够恒功率输出具有组织切割和闭合功能的高频电刀能量发生器。 方法：为了提高外科治疗中对组织切割与闭合的效率,研制了一套用电能对组织进行切割与闭合的高频能量发生器。该装置包括：幅值可调开关电源、高频功率放大器、阻抗检测模块和微控制器。其中由开关电源和功率放大器组成的电能变换器将220 V 50 Hz的市电变换为一个450 kHz的高频能量并作用在组织上,同时阻抗检测模块将实时检测生物组织上的电参数,并将其作为反馈量提供给控制器,最后由控制器完成恒功率控制和生物阻抗判定。 结果与结论：实验结果表明,研制的仪器能够快速稳定地产生高频大功率电能,能实时检测生物阻抗信息,并通过反馈控制实现恒功率输出,可有效完成对生物组织的切割与闭合。     

吻合器作用下小肠组织细胞内外液变化研究

明确胃肠组织在吻合器作用下的内部变化情况是吻合器工程参数优化的前提。改造直线型吻合器,嵌入检测电极;测量猪小肠在吻合器压榨作用下的多频生物阻抗,使用Cole_Y模型对测量结果拟合,模型参数G₀、ΔG表征细胞外液、内液电导;改变垫片厚度,得到不同压榨强度下G₀和ΔG的变化曲线。压榨过程分为两个阶段:第1个阶段,两个参数都迅速下降;第2个阶段,随着压榨强度的增加,G₀始终保持减小趋势,ΔG由轻微波动变为轻微下降;当垫片厚度从0 mm增加至0.52 mm,ΔG和承受压强之间具有显著极相关性的样本数占总样本数的比例从40%上升至100%,而对于G₀,这个比例始终为100%。结果表明:小肠在吻合器作用下,有部分组织被挤压出测量空间,引起参数迅速下降;而后,吻合器持续压榨组织,细胞外液持续排出,细胞内液在不同压榨强度下表现出不同趋势,可能和细胞的受压形变有关。该研究可为吻合器参数优化提供条件。     

基于虚拟光学密度图像的乳腺癌近期发病预测

目的 探讨对原始乳腺钼靶图像进行变换和采用机器学习算法融合不同类型的图像特征,以提高乳腺癌近期发病风险预测精度的价值。方法 自匹兹堡大学医学中心的临床数据库下载185例女性受检者头足（CC）位全数字化乳腺X线摄影（FFDM）图像。首先对原始灰度图像进行乳腺区域分割并将其变换为虚拟光学密度图像,而后从原始灰度图像和虚拟光学密度图像中分别提取不对称特征。基于此不对称特征分别训练第1阶段的2个决策树分类器,再以这2个分类器输出的得分值作为输入,训练第2阶段的1个决策树分类器。对乳腺癌近期发病风险预测性能采用留一法进行验证。结果 采用两阶段决策树融合方法预测乳腺癌的ROC曲线下面积（AUC）为0.9612±0.0132,敏感度为96.63%（86/89）,特异度为91.67%（88/96）,准确率为94.05%（174/185）。结论 从虚拟光学密度图像中可提取出对乳腺癌具有较高预测力的特征,采用两阶段决策树方法对两类图像特征进行二次融合有助于提高乳腺癌近期发病风险预测精度。     

基于CT影像的胆囊体积计算方法及其运动功能

目的 评价基于CT影像三维重建胆囊体积计算方法的准确性,并研究胆囊运动中的生物力学变化,探索胆囊动力学变化与胆结石形成的关系。方法 提出一种基于CT影像三维重建胆囊模型来计算胆囊体积的方法,并与椭球体法进行比较;构建胆囊有限元模型并进行流体力学分析,模拟胆囊出口胆囊管与胆总管汇合不同角度下及伴有结石状态下的胆囊运动功能变化。结果 比较50位患者的特异性胆囊模型体积和椭球体法体积,对应平均误差分别为7.26%和25.35%。梨形胆囊再充盈期最大压力、最大变形和最大流速都明显大于葫芦形胆囊。胆囊管与胆总管之间的夹角对胆汁流型影响不大,夹角为120°时胆汁流速最大。伴有结石胆囊的胆汁流速小于无结石胆囊,且在结石附近产生漩涡。结论 基于CT影像三维重建计算胆囊体积较传统椭球体法更准确。相对于梨形胆囊,葫芦形胆囊的胆囊壁收缩和胆汁流速较小,运动功能差。伴结石胆囊的胆汁流速较慢,更易导致结石增大或新结石形成。     

射频能量肠道焊接技术的研究进展

肠道吻合是肠道外科手术中的重要环节,其吻合效果直接关系到手术完成的质量和患者术后的恢复状况。近年来,射频能量肠道焊接技术以其无针创、弱炎性反应、易于控制、操作简便等特性,受到国内外学者的重视。虽然该技术具有巨大的发展潜力,但目前各研究团队的相关工作相对比较分散。本文对该技术的研究进展及方向进行了综述,以期为相关研究人员提供一定的借鉴作用。     

单孔腹腔镜手术器械研究的最新进展**★

背景：单孔腹腔镜外科手术因其创伤小、术后疼痛轻、住院时间短、美容效果好等特点，成为当今医学科技最前沿的发展方向。但是目前单孔腹腔镜手术器械较少且存在不足，不能满足微创外科的要求。 目的：确认单孔腹腔镜手术的可行性，总结分析现存的几种单孔腹腔镜手术操作平台及多自由度器械，以期对单孔腹腔镜手术器械进行优化、改进，提高其应用能力。 方法：利用计算机检索万方数据库、清华同方数据库、维普数据库、Springer Link全文电子期刊、IEEE数据库、Elsevier数据库、国家知识产权局专利、美国专利、欧洲专利，检索英文关键词为“single-port access，laparoscopic surgery，minimally invasive surgery，ports，multi-degree-of-freedom instruments”，中文关键词为“单孔入路，腹腔镜外科，微创外科，平台，多自由度器械”，主要筛选出近10年内最具代表性的文献资料。经查阅、整理出35篇可支持本综述的文献。 结果与结论：单孔腹腔镜技术已成为现在微创外科的主流；现存的平台都已将多孔集中为单孔，达到对患者创伤更小的目的，但仍需在放置稳定性、经济性、功能整合等方面改进；现存的多自由度器械已通过增加关节的方式实现了多自由度运动，但过于复杂的传动机构、不甚便捷的控制系统以及过高的经济成本仍阻碍微创外科技术进一步的发展。     

微创电动吻合器的创新结构设计与功能验证

目的 研制一种新型电动吻合器,提高微创外科手术的自动化程度、便捷性和精准性。方法 在传统机械吻合器的基础上,创新设计新型电动吻合器的压榨、击发与转弯机构,实现微创外科吻合手术的电动驱动。详细分析电动压榨、击发与双螺旋转弯机构的运动过程,求解3个机构的运动函数方程式,为电动吻合器的智能控制算法提供理论基础。结果 利用ADAMS软件对电动压榨与击发过程进行仿真,验证运动方程。制作出新型电动吻合器的样机,进行离体小肠组织的吻合实验和爆破压实验,吻合口爆破压为3.7～11.67 kPa,符合临床基本要求。结论 新型电动吻合器的结构设计可以满足微创外科手术中电动压榨和击发等要求,有助于医生更加便捷、快速、有效地实现组织吻合。