基于光-频率转换器的高精度数字脉搏血氧仪的设计

针对目前脉搏血氧仪进口成本高、功耗大、抗干扰差、检测范围小等问题,本文给出了一种低成本低功耗的数字脉搏血氧仪设计方法.采用基于光-频率转换器的高分辨数字探头提高精度和检测范围,移植直流跟踪滤波器去基线漂移提高抗干扰能力,利用上升沿和下降沿检测脉率算法提高检测准确率.本设计在人体小幅运动及手指轻度抖动时,仍能得到稳定的脉搏波形和脉率,通过使用Fluke Index2型血氧模拟仪在不同条件下进行重复实验,发现血氧饱和度为35%～100%时精度为1%、弱灌注量小于等于0.2%时精度达到4%;脉率检测的误差小于1.表明此设计在高精度、大范围、重复性和抗抖动方面均有所改善,适合于家庭、社区等医用监护场合使用.     

基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究

呼吸机的压力控制是呼吸机控制的基础,是呼吸机安全、有效工作的重要保证。本文研究模糊控制技术对呼吸机压力的控制,并评估其控制效果。首先,根据常见呼吸机气路结构和压力控制原理,搭建一实验平台,用于控制效果评估。然后在实验平台上,分别利用传统的PID控制和模糊PID控制,分析两种方法控制下的超调量、控制误差和控制时间。结果表明,模糊PID控制比传统的PID控制更能有效地抑制超调、减小控制误差,在控制时间上也有一定的优势。模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

多重反馈闭环控制便携式呼吸机的设计

在便携式呼吸机中引入闭环控制,能够增强便携式呼吸机的性能,使便携式呼吸机的使用更为安全、有效.将肺的力学性质、呼气末期二氧化碳分压(PetCO2),血氧饱和度(SaO2)作为反馈信号.控制呼吸机的工作与调整,在不影响便携性能的基础上,增强便携式呼吸机治疗效果.     

蒙医整骨治疗尺桡骨骨折力学原理的有限元分析

文题释义： 蒙医整骨术：是蒙古族历代医者们所积累的、具有蒙古民族特色的治疗骨折与脱臼、软组织损伤等一系列整骨疗法的总称。蒙医整骨方法简练、手法简单，具有可靠的临床效果。蒙医整骨讲究“机触于处，巧生于内，手随心转，法从手出”。实施疗法的时候，需要重视人体生理功能之内在作用，注意保护人体骨骼之完整性，最大限度地发挥组织器官的自愈能力，使伤折部位及早愈合，恢复正常生理功能。 尺桡骨三维模型建立：当前科研活动当中主要使用直接建模、坐标点建模、组织切片建模，基于医学图像建模，和DICOM数据直接建模。其中基于CT数据的DICOM数据建模方法因为数据来源准确而且建模过程不需要人为干预，成为有限元分析过程中最常用的建模方法。背景：目前中国蒙医整骨术以手法繁复、理论驳杂著称，结合尺桡骨骨折有限元断裂模型专门进行力学原理分析的阐述，国内外未见相关报道。 目的：模拟尺桡骨各类骨折受力情况，建立尺桡骨骨折断裂模型，评估模型效果，并分析蒙医整骨对应骨折的手法机制。 方法：选择1名35岁男性志愿者，签署知情同意书后获取右臂前肢CT影像资料，建立尺桡骨几何模型，依据骨组织技术指标设定材料参数，划分网格，赋予载荷参数，进行分析运算。以Colles骨折与Smith骨折常见损伤原因为判断依据，结合蒙医整骨“以力对力”原则进行整骨手法判断。 结果与结论：①尺桡骨的骨折模型应力分布情况与以往对前臂的研究高度符合，在对应力方向获得了伸直性、屈曲性骨折的力学模型，调整骨质力学参数后成功模拟出4种年龄段的不同骨折模型；②结果证明，能够较好的模拟尺桡骨骨折断裂情况，从而为蒙医整骨“以力对力”治疗尺桡骨骨折提供手法参考。 ORCID: 0000-0003-4940-7891(李忠贤)中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

基于改进阈值的VGG网络的新冠肺炎CT图像自动诊断算法

肺部CT能够较准确地鉴定新冠肺炎病例,但医生工作量较大,本研究提出一种基于改进阈值的VGG网络的新冠肺炎CT图像自动诊断算法,通过该模型可快速准确地完成新冠肺炎病例的自动识别,为进一步控制其传播提供帮助。通过比较卷积神经网络VGG中的VGG-11、VGG-13、VGG-16,获得准确率较高的新冠肺炎CT图像自动诊断模型VGG-13,并在此基础上通过改进阈值的方式使准确率由86%提高到了89%,进一步提高诊断的准确性。     

多重反馈闭环控制便携式呼吸机的设计

在便携式呼吸机中引入闭环控制,能够增强便携式呼吸机的性能,使便携式呼吸机的使用更为安全、有效。将肺的力学性质、呼气末期二氧化碳分压（PetCO2）,血氧饱和度（SaO2）作为反馈信号,控制呼吸机的工作与调整,在不影响便携性能的基础上,增强便携式呼吸机治疗效果。     

基于虚拟现实技术构建蒙医针刺手法的上肢仿真系统

背景:蒙医针刺手法的训练是蒙医针灸理论联系实际的一个重要步骤。目的:在虚拟环境中,建立表达不同上肢穴位蒙医针刺手法涉及的力学模型,以多层次展示蒙医上肢针灸穴位的针刺过程。方法:①由内蒙古医科大学蒙医药学院1名在职研究人员针对蒙医针刺疗法在前臂特定穴位的直刺法(垂直刺入皮肤)、斜刺法(倾斜45°刺入皮肤)、十字刺法(刺入皮肤后四方旋转)进行演示实验,使用ATP-IV型针刺信息采集系统的光学位置传感器和附带的记录软件,记录自行针开始10 s内的各个传感器数据;②扫描条件为电压9 V,电流250 mA,其余各项参数选择手法参数测定仪的默认值。将针刺手法参数测定仪的X、Y、Z轴采样信息分别绘制电压-时间关系图,参照文献记载建立针刺过程模型;③对蒙医针刺过程的建模进行生物力学分析;④研究方案的实施符合内蒙古医科大学的相关伦理要求。结果与结论:①通过ATP-IV针刺参数测定仪实际测定的直刺、斜刺手法模拟参数,可见在针尖接触到软组织表面后针受到的轴向力会迅速上升,在刺破软组织表皮后急剧下降,形成了落空感,并在此后由于软组织弹性和摩擦力的作用,针受到的阻力趋于平缓,与Okamura的生物力学实验结果基本一致;②相对于中医复杂的针刺手法,蒙医文献载述的针刺手法只有与手感结合的进针三步法和与穴位结合的8种针刺手法,具有操作简便、用具简单的特点。     

中国蒙医诺哈拉呼摆动类手法力学信息分析

目的:尝试以滚法为例研究蒙医诺哈拉呼手法涉及的力学模型的基础问题,力求展示中国蒙医诺哈拉呼手法的施力过程。方法:由内蒙古医科大学蒙医药学院1名在职研究人员针对蒙医推拿手法在前臂使用的摆动类手法（滚法）进行演示实验,使用握力信息采集系统的力学位置传感器和附带的记录软件记录自推拿开始60 s内的各个传感器数据。扫描条件:电压5 V,采集时间1 min,电流200 mA,其余各项参数选择测定仪的默认值。根据测定仪的X、Y轴采样信息分别绘制受力-时间关系图,参照文献记载建立推拿受力过程模型,并对蒙医推拿过程的建模进行生物力学分析。结果与结论:①通过握力信息采集系统实际测定的揉法、滚法手法模拟参数可见,实验人手部对应位置在接触到软组织表面后受到的轴向力会迅速上升,相应在软组织上的反作用力也会迅速上升,形成了对应在患处的有效作用力;②相对于中医的推拿手法,蒙医文献载述的诺哈拉呼摆动类手法应用位置同中医存在显著差异,具有用途多样的特点。     

一种基于提升小波和中值滤波的心电去噪方法

小波变换在心电去噪中有非常好的效果,但传统的小波变换计算量大,不利于实时处理和嵌入式系统的实现,提升小波是一种快速有效的小波变换的实现方法,本文提出了一种运用提升小波和中值滤波去除心电信号工频干扰、肌电干扰和基线漂移三种噪声的方法。该方法运用提升小波对含噪声的心电信号做三层分解,并根据小波基的特性在不同层次采用不同的小波基,去除心电信号的工频干扰和肌电干扰;对第三层分解后得到的数据做中值滤波,去除心电信号的基线漂移。将以上方法与传统的小波方法相比,去噪结果表明两者去噪效果相当,但提升方法运算速度有很大的提升。结果证实将提升小波与中值滤波方法结合可以有效地去除心电信号的工频干扰、肌电干扰和基线漂移,而且可以较大地提高运算速度,便于进行实时处理和嵌入式系统的实现。