基于微机电系统加速度传感器的上肢运动功能评价系统

目的设计一种基于微机电系统(micro-electro-mechical system,MEMS)加速度传感器的上肢运动功能评价系统,通过平滑度和加速度均方根指标精确客观地评价脑卒中患者上肢运动的功能障碍。方法本系统主要包括ATmega128单片机的通信模块,可进行上下位机的数据传输,保存数据;ADXL345加速度传感器的数据采集模块,实时采集患者的上肢运动加速度,本系统造价低、便于携带、测试高效。选择6例脑卒中上肢偏瘫康复患者(病患组)和4例上肢健康者(健康组)进行初步测试。健康组进行零负荷定向够物运动和梯度负荷够物运动重复测试;病患组和健康组进行零负荷定向够物运动对比测试。结果零负荷定向够物运动重复测试:健康组被试者间的平滑度(P0.05)和加速度均方根(P0.05)差异无统计学意义;零负荷定向够物运动的对比测试:患者与健康人员的平滑度指标差异具有统计学意义(P0.05),加速度均方根指标差异无统计学意义(P0.05);梯度负荷够物运动重复测试:平滑度随着负荷的增加而增长,且经一元线性回归分析,平滑度与负荷线性关系显著(P0.001)。结论基于MEMS加速度传感器的上肢运动功能评价系统可通过平滑度定量评价脑卒中患者的上肢运动能力,并进一步得到平滑度和负荷之间呈线性关系,为后续评价脑卒中上肢偏瘫患者的康复状况,提供了新的思路。     

医疗器械系统设计的教学改革与实践

医疗器械系统设计是上海理工大学医疗器械与食品学院生物医学工程专业开设的一门特色课程。该课程属于多学科交叉的技术密集型课程,具有很强的综合性和实践性,因此从教学内容、教学方法、教学评价等方面进行改革和探索,对提高教学质量、提高学生医疗器械设计的实践应用能力,促进医疗器械专业人才的培养具有一定的意义。实践表明,通过案例分析、项目实践教学等改革措施的实施,取得了较好的教学效果,教学内容更加系统和全面,教学方式更加切合实际,实践教学更具有创新性,提高了学生知识融合能力,使人才培养更适应产业发展的趋势和环境。     

生物医学工程专业实践教育体系研究

目的探讨生物医学工程专业实践教育体系存在的问题及其改进方法。方法针对上海理工大学生物医学工程专业实践环节的存在问题,借鉴国内外大学的经验,结合现有基础和专业特点,确立CDIO工程教育模式及相应改革措施。结果 CDIO模式从观念上重视,教学制度上保证,过程严格控制,优化整合各类资源,发挥各自优势的措施,进一步形成实践环节贯穿专业课的新思路,建立互联网+管理平台和校企医深入合作的改革方案。结论经过2年的执行,上述措施初见成效,学生反应良好,就业率提高,且部分专业课程已优化了实践环节。生物医学工程专业实践教育体系的教学改革需要有序的深化。     

面部三维特征提取与分类

临床医学中常需要对复杂的面部形态进行三维特征提取，并按照统计学的方法，对多个特征变量进行统计学分析。文章提出了基于逆向工程技术的激光面部三维数据获取与三维特征选取的方法，对30人进行了面部三维数据获取，利用多元统计分析中的聚类分析法对4项面部三维特征进行面部特征统计分析，实现面部特征分类。通过判别分析方法，建立不同类别的特征模型，通过获取待测对象进行三维数据，可判断其所属类型。结果显示通过面部三维特征提取与分类方法，可精确提取面部三维特征，测量精度可达0．02～0．2mm，并对人脸面部三维特征进行分类与判别分析。该方法可为整形设计、面部瘫痪、脸部外科手术评估、康复研究等临床应用提供新方法。     

医疗器械人因工程教学改革与实践

医疗器械人因工程是上海理工大学医疗器械与食品学院生物医学工程专业开设的一门特色课程。该课程以IEC 62366和FDA医疗器械人因工程设计的标准为指导,结合传统人因工程课程的主要内容,从教学内容、教学手段、教学评价等方面进行了教学改革和探索。通过课程的改革,对提高教学质量、提高学生医疗器械设计的实践应用能力,促进医疗器械专业人才的培养具有一定的意义。     

基于表面肌电信号的颈部肌肉疲劳评价算法比较研究

本研究旨在客观比较颈部肌肉疲劳评价算法的差异性,找出更加有效的颈部肌肉疲劳评价算法,为伏案姿势下颈部肌肉疲劳提供人因工程定量评价方法。本文利用无线生理仪采集了15名受试者使用记忆枕伏案12 min的颈部胸锁乳突肌的表面肌电信号,使用平均功率频率、谱矩比、离散小波变换、模糊近似熵以及复杂度5个算法计算出相应的肌肉疲劳指标;并使用最小二乘法对肌肉疲劳指标进行线性回归得出确定系数R^2与斜率k;确定系数R2可评价各种算法的抗干扰性;对斜率k进行柯尔莫哥洛夫—斯米洛夫检验得到最大垂直距离Lmax,Lmax可评价各种算法对疲劳程度的区分能力。统计结果表明,在抗干扰方面,模糊近似熵在不同高度的记忆枕下都具有最大的R^2,且模糊近似熵与平均功率频率、离散小波变换的差异具有统计学意义(P<0.05);在区分疲劳程度方面,模糊近似熵仍具有最大的Lmax,最大值达0.496 7。本文研究结果表明,模糊近似熵无论是在抗干扰性还是疲劳程度的区分能力上都优于其他算法,因此在进行颈部肌肉疲劳评价时,我们建议可将模糊近似熵作为一个较好的评价指标。     

激光扫描三维特征提取的临床应用及主要技术研究

背景:三维测量技术在逆向工程、质量检测、虚拟现实等各种领域的广泛应用,也逐渐进入到医学领域.选择安全、准确、快速、具有较高性价比的测量方法,可获得满足临床需求的测量数据,提供精确的手术模拟效果.目的:综述激光扫描与三维特征提取技术在临床中的应用,并对应用中的主要技术进行分析.方法:由第一作者检索2000/2009中国期刊全文数据库(http://ckrd.cnki.net),万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)及ScienceDirect数据库(http://www.sciencedirect.com)中已发表的关于利用激光扫描进行三维特征提取以及在临床中应用的文献,中文检索词为"激光扫描,三维重建,临床应用",英文检索词为"laser scanning.three-dimensional reconstruction,clinical application".结果与结论:激光扫描进行三维特征提取完全能够满足临床要求,并已经广泛用于口腔正畸学、额面外科、整形设计、矫形设计、康复研究等领域,并且相比于CT,MRI等传统方法,具有快速、精确,对人体无伤害的优点;通过对利用激光扫描进行特征提取主要技术的研究,发现相关技术可以很好的满足临床要求,但是也存在一些问题,比如进行数据分块需要通过交互方式或迭代方式给出,不能自动分块;重构物体是由许多面片组成,这些面片对于造型处理起来也不直观;发展基于集成的逆向工程技术,包括测量技术、基于特征和集成的模型重建技术、基于网络的协同设计和数字化制造技术以及如何快速准确的提取特征等都是以后研究的主要内容.     

基于AR的生化分析仪维护维修培训系统的研究与应用

该文探讨一种基于AR技术的生化分析仪维护维修培训系统应用,利用3ds Max对仪器进行建模﹑渲染﹑动画制作,在Unity3d中结合Vuforia共同完成增强现实及人机交互功能,结合MySQL技术,重点围绕结构原理﹑仪器使用方法﹑故障维修演示﹑历史信息查询等四个模块功能,提供学习﹑练习﹑考核模式供学员选择,使得学员能够在仪器现场进行互动式﹑剖析式﹑实时式的一体化高效培训,使得学习者能快速掌握仪器原理﹑结构和维护维修操作,提高培训效率,减少培训成本。     

利用激光扫描与CAD-CAM技术进行面部三维重建

目的:为临床医学个体化三维建模需要,提出用激光扫描仪与计算机辅助设计与制造技术反求面部表面轮廓的方法。方法:采用激光扫描系统对人体面部石膏模型进行扫描,通过获得的点云文件建立面部三维模型,将三维模型同原始点云数据进行偏差分析。结果:对由不同数量曲面片重建的模型与原始点云进行比较分析,精度可达0.01～0.20mm,最大误差主要集中在面部曲率较大处,结果满足整形设计的临床需求。结论:利用激光扫描与CAD/CAM技术进行面部三维模型重建,可以满足整形设计的临床需求。