目的 针对数字助听器中现有的频响补偿算法在噪声环境下无法满足耳障者对语音质量和可懂度要求的问题,本文提出了基于信噪比的多通道自适应频响补偿算法.方法 该算法首先采用Gammatone滤波器组对含噪语音进行子带分解,对各子带采用二值掩蔽方法去噪,在不损伤语音的同时尽可能去除各子带内的噪声;然后在各子带估计其信噪比以及增益;再利用信噪比自适应地调整线性放大和宽动态压缩在频响补偿中所占的权重,并且在高频语音部分采用基于非线性频率压缩的宽动态压缩算法;后根据正常人和耳障者听力曲线以及信噪比对各子带进行自适应频响补偿,通过对语音的LPA估计以及对耳障者的主观测试比较本文算法与对比算法的优越性.结果 本文算法对每个子带的语音信号实现了自适应频响补偿,相较于对比算法,本文算法在噪声环境下不仅较好地保护了语音的共振峰结构和谱包络,而且使语音的声压级在耳障者的听力舒适阈内得到了较多的补偿,有效地补偿了患者损失的听力,提高了耳障者的言语可懂度.结论 噪声环境下基于信噪比的多通道频响补偿算法优于对比算法,有效提高了听障患者感知语音的可懂度和舒适度.
作者：李如玮；张永亚；潘冬梅；杨登才 刊期： 2019年第01期
目的 舌苔、舌质分离对后续肿瘤患者舌象的客观化辨证具有重要的意义.常用的算法是基于颜色空间通道舌图像的K-means聚类算法.CIELAB颜色空间的a?通道舌图像相较于其他颜色空间通道的舌图像分割结果稳定,常用于后续的分割.对于部分舌图像,a?通道舌图像的舌苔、舌质虽然具有一定的区分度,但二者的区分度并不是十分明显,影响后续的分割结果.因此,本文提出一种基于直方图均衡化的伽马校正和K-means聚类的舌苔、舌质分离方法.方法 采用200幅肿瘤患者的舌图像作为实验样本.首先将舌图像从RGB颜色空间转换到CIELAB颜色空间,对a?通道舌图像进行直方图均衡化增强以及伽马校正,然后利用K-means聚类方法对增强后的舌图像舌苔、舌质分离,得到直方图均衡化以及伽马校正后的a?通道舌图像和分割后的舌苔、舌质图像.为了验证算法的可行性,请5位专业中医医生对200例肿瘤患者的舌图像舌苔、舌质分割效果进行辨析.结果 进行直方图均衡化以及伽马校正后的a?通道舌图像舌苔、舌质分割结果明显强于未经处理的a?通道舌图像分割结果.经辨析,分割合格率为97％.结论该方法可以很好地实现舌苔、舌质分离,具有一定的应用价值.
作者：韩立博；胡广芹；张新峰；冯利；李泉旺；蔡轶珩 刊期： 2019年第01期
目的 为了研究大脑运动想象时脑功能网络的状态变化,并区分运动想象任务,本文提出一种基于锁相值和图论的脑功能网络特征提取方法.方法 首先获取Mu节律和Beta节律的运动想象脑电信号(motor imagery electroencephalography,MI-EEG),计算任意两导相同节律MI-EEG之间的锁相值;然后分别构建两个节律的脑功能网络,并提取6种全局网络特征参数,对其归一化处理后进行串行融合获得特征向量;后以支持向量机(support vector machine,SVM)作为分类器,采用10折交叉验证法,在BCI Competition III Data Sets IIIa数据集上对两种运动想象任务进行分类.结果 相比于其他脑网络特征提取方法,本文方法获得了较高的识别率,高识别率和平均识别率分别达到100.00％和83.33％.结论从脑功能网络的角度,通过构建Mu节律和Beta节律两个运动节律MI-EEG的脑功能网络,提取多个反映大脑网络整体信息的特征,相对于构建单一运动节律MI-EEG的脑功能网络,提取单个网络特征参数,能够有效改善运动想象任务的识别效果,为MI-EEG信号的特征提取方法提供了一种新的思路.
作者：李明爱；南琳；孙炎珺 刊期： 2019年第01期
目的 通常检测腓骨旋转不良的方法是对术中踝关节2D X射线影像做目视评估,但主观判断往往导致结果误差较大;目前公认的准确检测腓骨旋转不良的方法需借助术后3D CT数据,但会为患者引入较大的辐射量.为此,本文提出了一种基于2D-3D配准技术准确识别术中腓骨旋转不良的低剂量、低成本的精准复位腓骨的可行方法,以此验证所提方法的可行性.方法 研究对象为单一腓骨CT数据,初始位置定义为参考位,然后借助Mimics软件对其做不同程度的旋转变换,生成12组腓骨旋转畸形测试位的CT数据,模拟术中腓骨的不同姿态,包括6组腓骨内旋和6组腓骨外旋.测试位腓骨术中C臂图像由投影仿真程序生成.通过将术中C臂图像和参考位CT数据做2D-3D配准来识别这12组测试位相对于参考位的旋转不良程度.得到的结果和金标准比对,从而评估2D-3D配准的准确性;其中,金标准为参考位和12组测试位的3D-3D配准结果.另外,因为与投影轴平行方向检测位移不敏感,故本文用两幅正交位投影的配准结果做补偿.结果 10次测试12组数据配准结果在绕x轴、y轴和z轴旋转的平均角度(及沿3个方向的平均位移)误差分别为1.19°(0.56 mm)、0.72°(0.84 mm)和0.81°(0.65 mm);标准差依次为0.43°(0.38 mm)、0.51°(0.47 mm)和0.58°(0.5 mm);大误差分别是2.13°(1.76 mm)、2.74°(1.90 mm)和2.10°(2.16 mm).结论2D-3D配准方法可为临床腓骨复位提供精度更高的监控工具,其误差远小于目前10°旋转的目测误差.相比于术前CT做手术规划、术后CT做手术评估,本文方法借助术前CT和术中C臂图像不仅可达到准确评估的目的,而且可实现术中动态评估,故其辐射剂量更低,患者医疗成本更低,治疗更及时、更有效.
作者：李言；武王将；杨博鑫；丁云鹤；王巨鹏；孙振辉；杨智 刊期： 2019年第01期
目的 探讨应用三维(three dimensional,3D)打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型的可行性.方法 前瞻性入选术前接受CT检查且拟行主动脉瓣置换术的患者8例,其中6例的主动脉疾病手术指征为主动脉瓣重度狭窄(2例合并主动脉瓣二叶式畸形),1例为人工生物瓣置入术后瓣膜失功能,1例为主动脉根部瘤合并主动脉瓣反流.CT扫描均使用前瞻性心电门控采集,将患者收缩期CT图像导入Mimics?、3-matic、Magics?、Freeform?等医学三维图像建模及编辑软件,逐一进行疾病三维模型的构建,并打印出实物模型.结果8例患者的主动脉疾病模型均成功构建,模型质量满意,有3例模型得到了手术验证.患者中位年龄为74岁(52～82岁),三维建模的中位耗时为4.5 h(3.0～5.5 h),3D打印的中位耗时为5 h(5～9 h),中位材料成本为3050元(2600～9700元).结论 应用3D打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型是可行的.
作者：马连彩；刘坤；张茗卉；崔跃；张宝祥；李君涛；吕滨 刊期： 2019年第01期
目的 为了增加脑-机接口(brain-computer interface,BCI)控制机械臂完成诸如抓取和放置的复杂操作的能力,本文设计与实现了一套新颖的基于脑-机接口,控制的机械臂系统.方法 该系统主要包括计算机视觉、稳态视觉诱发电位脑-机接口和机械臂.计算机视觉用于识别工作区物体的形状和位置,低频稳态视觉诱发电位脑-机接口允许用户选择需要被操作的物体,机械臂则自主完成抓取和放置操作.为了验证机械臂系统,选取14名健康受试者,受试者均参加了离线实验,12名受试者参与在线实验.结果12名健康受试者的在线结果表明,所构建的系统能够在6.75 s内从4个可供选择的指令中输出一个命令,且获得(95.24±1.19)％的平均分类正确率.结论 稳态视觉诱发电位的脑-机接口能够为机械臂提供精确、有效的高级控制.
作者：李红卫；陈小刚 刊期： 2019年第01期
目的 肠道机器人内镜是新一代肠道疾病诊疗设备,为了提高这类设备在肠道内自主运动的效率,本文研究了机器人运动机构与肠道之间的相互作用力对设备自主运动的影响.方法 针对扩张-伸缩式机器人的运动原理提出了两个模型,分别是扩张机构与肠道之间的力学模型、机器人机身与肠道之间的力学模型,并在猪体外肠道环境下开展了实验验证.结果 机器人机身与肠道之间的阻力在0.1～0.4N之间;扩张机构与肠道之间的阻力在0.1～1.8N之间,且与扩张直径成正比.扩张机构的扩张直径大于肠道直径超过10 mm后,扩张机构受到的肠道阻力将明显大于0.1～0.4 N,有利于有效驻留的产生.结论 这种利用腿式结构在肠道内产生力学差使机器人实现在肠道内自主运动的方式,以及腿式结构与肠道之间的力学可以为能对胃肠道机器人的设计提供参考.
作者：贺术；张震；颜国正 刊期： 2019年第01期
目的 量化分析痉挛型脑瘫儿童足底压力分布特征,为临床诊断提供参考.方法 选取12名GMFCSⅠ级或Ⅱ级的痉挛型脑瘫儿童和16名正常儿童作为研究对象,应用0.5 m足底压力分布测试系统(Rsscan International@,比利时)对受试者进行自然行走过程的步态测试,采用独立样本t检验和配对t检验分别对脑瘫儿童和正常儿童及脑瘫儿童患侧、健侧步态参数的差异性进行检验.结果 痉挛型脑瘫儿童足跟着地期、足后部所受冲量百分比、足中部和足跟中部压强峰值、第一趾骨和第一跖骨单位时间负荷率显著小于健康儿童(P<0.001、P=0.029、P=0.035、P=0.027、P=0.017、P=0.026),而全足支撑期、足中部所受冲量百分比、足弓指数、足底第三到第五跖骨和足中部所受冲量显著大于健康儿童(P=0.041、P=0.031、P=0.034、P=0.024、P=0.007、P=0.045、P=0.046);痉挛型脑瘫儿童受累侧和非受累侧足底压力分布参数的差异无统计学意义.结论 痉挛型脑瘫儿童行走过程中足底压力特征发生明显改变,并且非受累侧存在代偿作用.
作者：王雪森；闫松华；郑华；付晓虎；孔繁闰；王启宁；张宽 刊期： 2019年第01期
目的 为了得到更适合血液循环的动力装置,提出一种用于体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)系统由电磁铁驱动的搏动式血泵,并研究其可行性.方法 首先利用电磁原理设计出电磁驱动机构,主要部件包括对称的两个电磁铁和压簧,两个电磁铁交替通电下使得动铁芯往复运动;利用容积控制原理,泵腔在动铁芯的驱动下收缩舒张;然后根据上述原理设计出血泵模型,包括电磁驱动部件和泵腔;后建立包括血泵、电路控制部分、示波器、加速度传感器、输入输出管路和储液池的试验台,对血泵模型进行驱动力和流量输出测试.结果 血泵模型在通电电压7～12 V时动铁芯的初始驱动力为2.97～8.00 N.血泵模型产生的初始驱动力与工作电压呈正相关非线性关系,当通入电压12 V时血泵模型初始驱动力满足要求.当前压与后压为0、频率80次/min、工作电压7～12 V时的流量输出为0.97～3.81 L/min.当前压与后压为0,工作电压12 V、频率60～90次/min时的流量输出为3.1～3.8 L/min.当工作电压12 V、频率80次/min、前压0～40 cmH2 O和后压50～110 cmH2 O时的流量输出为0.55～3.59 L/min.血泵流量与工作电压和频率呈正相关,与后压呈负相关,与前压无显著性相关.结论 往复式电磁铁驱动搏动式血泵基本满足ECMO临床要求,具有广泛的应用前景,对体外循环血泵的发展具有重要意义,但仍需进一步研究和改进.
作者：伍进平；葛斌；方旭晨；张少伟；张磊；魏凌轩 刊期： 2019年第01期
肿瘤热疗(hyperthermia)是利用肿瘤组织对温度敏感性高于正常组织的性质,即人体正常细胞在42.5～43℃下不会受到损伤,但大部分肿瘤细胞在该温度下会被诱导进入凋亡过程.临床上应用超声、微波或红外等作为加热源,加热并杀死肿瘤组织而使得正常组织基本不受损伤.但是对于如何精确测量肿瘤热疗的温度从而控制热疗剂量仍然是一个难题.本文综述了目前肿瘤热疗过程中电阻抗断层成像(ectrical impedance tomograph,EIT)测温、红外热图引导技术、微波辐射测温法、超声无损测温、磁共振成像测温(magnetic resonance imaging,MRI)等无损测温方法及其研究现状,展望了如何有效精确测量肿瘤热疗时的温度,为控制肿瘤热疗的热剂量提供参考,以期在不伤害正常组织的前提下,使肿瘤组织产生不可逆的损伤.
作者：嵇敏洁；印佳；杨悦；韩佳薇；吴小玲 刊期： 2019年第01期
人体脉搏波中含有丰富的生理病理信息,在脉诊客观化进程中,对脉搏波信号的分析尤为重要.本文对脉搏波时域分析法和频域分析法进行了简要介绍,重点梳理了频域分析法中共振理论的研究进展,包括动脉径向振动方程、器官共振频率、物理生物实验等.通过对共振理论的分析,发现其存在动脉径向振动方程实用性差、证明脉搏波谐波-器官频率匹配的实验不充分等问题,并进一步指出了今后的研究要点,以期有助于该理论的发展和临床应用.
作者：冯晨星；杨颖；徐国卿 刊期： 2019年第01期
利用飞利浦公司FD20高端血管造影系统,在血管造影时联动高压注射器可对患者血管注射造影剂,达到对血管病灶诊断的目的. 本文对机器使用过程中出现的高压联动故障进行了简单分析,以供同行参考.
作者：王飞 刊期： 2019年第01期
目的 胸主动脉腔内修复术(thoracic endovascular aortic repair,TEVAR)已经广泛应用于胸主动脉病变的治疗,成为传统主动脉开胸手术的可靠替代方案.然而,医生在术中看不到血管形态和位置,覆膜支架容易封堵主动脉重要分支而引发严重并发症.为了帮助医生导航支架,提出并实现了一种TEVAR术前CT血管造影(computed tomographic angiography,CTA)与术中X线图像的配准算法.方法 首先,对影响CTA投影形状的参数高密度采样,利用采样获得的系列投影形变,分别对CTA全图和分割的CTA骨架进行数字影像重建(digitally reconstructed radiograph,DRR),将两者叠加起来,生成叠加DRR库;然后,以爬山优化,在叠加DRR库中寻找与X线图像归一化互信息大的DRR图像,推算出投影形变,终实现CTA与X线图像的配准.结果 采用叠加DRR库的方法,配准了1例患者的术前CTA图像与一帧术中X线图像.与归一化互相关方法以及无骨架叠加的普通DRR库方法相比较,本方法获得了更为精确的配准结果.结论 基于叠加DRR库的方法能有效配准术前CTA与术中X线图像.
作者：王一丁；郝永达；舒丽霞 刊期： 2018年第01期
目的 通过生物信息学分析研究两种膀胱癌亚型(基底样膀胱癌和管腔型膀胱癌)之间不同的分子调控机制和分子特性,为更准确地区分膀胱癌亚型和探索潜在的治疗靶点提供帮助.方法 利用稳健的多芯片平均算法将由22个基底样膀胱癌和132管腔型膀胱癌样本组成的数据集进行标准化,并选择其中前1000个具有高标准差的基因进行两种亚型的差异表达基因分析.将得到的差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析.此外,选择前100个差异表达基因构建蛋白质互作网络.结果 得到基底样和管腔型膀胱癌差异表达基因共742,其中基底样亚型上调的基因405个,下调的基因337个.GO富集分析显示差异表达基因显著富集在细胞外区基质、趋化性、炎症等功能上,KEGG通路富集显示差异表达基因显著富集在细胞外基质受体相互作用的通路上.构建的蛋白质互作网络显示重要的hub蛋白质为LNX1、MSN和PPARG.结论 本研究得到的基底样和管腔型膀胱癌亚型分子机制的区别主要体现在细胞外区域的分子作用机制、细胞趋化性和炎症反应等,基因LNX1、MSN和PPARG为区别两种膀胱癌亚型的特征基因.
作者：徐文彬；郑卫英；夏翃；华琳 刊期： 2018年第01期
目的 基于低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)图像数据,对比揭示弱视患者脑部自发活动的异常,以及这些异常与弱视视力损失的相关性.方法 在闭眼静息条件下采集22例弱视成年人和21例正常对照组fMRI数据,对fMRI数据进行预处理,计算每个被试脑区的ALFF值.应用双样本t检验对ALFF结果 进行组间分析,采用皮尔森分析弱视不同脑区的ALFF与其损伤的相关程度.结果在屈光参差性成人弱视与正常组有显著性差异的脑区中,脑部自发活动增加的脑区主要分布在颞下回、颞上回、枕叶等区域,脑部自发活动降低的脑区主要分别在小脑后叶、额下回、额上回等区域.首次发现小脑后叶、楔回、枕叶、颞上回和额叶等区域脑区自发活动与弱视损伤有显著相关性.结论 基于低频振幅的静息态磁共振分析是有效的非侵入式脑区同步性异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视自发脑部活动脑区异常表现,这些同步性异常表现与视力损失程度有较强的相关性,这些结果对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发.
作者：黄煜峰；周逸峰 刊期： 2018年第01期
目的 利用三维有限元分析探讨后纵韧带(posterior longitudinal ligament,PLL)硬化后对颈椎生物力学的影响,分析探讨其可能引起的颈部稳定性改变.方法 对1位健康成年男性进行颈部CT及MR扫描,获取C1—C7节段的断层图片,采用MIMICS(Version 12)软件对颈椎图像进行三维重建,用HYPERMESH 10.0软件对三维几何进行网格划分,后处理计算软件为LS-DYNA3D 971.模型开发和模拟计算在Dell Power Edge 12G M420刀片式服务器上进行,并固定C7,对C1进行前屈、仰伸及轴向旋转运动,加载力矩为3 N·m.比较在前屈、仰伸及旋转运动下,正常以及PLL硬化后颈椎有限元模型的生物力学改变对颈部稳定性的影响.结果 颈椎前屈运动中,PLL硬化后椎间盘纤维环大应力减小6％.颈椎仰伸运动中,PLL硬化后髓核大应力降低约11％,椎小关节大应力增大约15.7％.颈椎旋转运动中,PLL硬化椎间盘纤维环大应力降低24％,大应力集中在C4/5纤维环旋转方向侧;髓核大应力降低25％,且大应力位置由C2/3髓核上方下移至C6/7髓核下方;椎小关节大应力下降10％.结论 PLL硬化后,前屈及旋转运动使PLL承载更多的力,可能加重已有病变或引起继发损伤;仰伸运动会使大受力部位转移到椎小关节,导致继发性椎小关节损伤的可能性增加.
作者：牛陆；李娜；柳茵；王维 刊期： 2018年第01期
目的 对在校大学生的脑电信号(electroencephalography,EEG)进行研究,以期找到对抑郁情绪倾向预测具有可行的高识别率的情绪特征.方法 首先通过14导脑电设备采集19位高校大学生(女6、男13)的脑电信号并对其进行贝克抑郁量表的测试,按测试结果 将其分为实验组和正常组.然后使用Eeglab工具包对采集到的数据进行预处理,得到干净的脑电信号.后采用事件相关频谱扰动(ERSP)对其进行时频分析,以讨论在时间-频率域内的能量变化与抑郁情绪倾向预测的关系.结果在负性图片刺激下,在Alpha、Beta波段均发现时间窗为50～150 ms、350～450 ms时正常组和实验组之间差异具有统计学意义.在正性图片刺激下,Alpha波段在时间窗为150～250 ms、350～450 ms时正常组和实验组之间差异具有统计学意义,Beta波段在时间窗为300～400 ms时差异具有统计学意义.结论 在正负性图片的刺激下,Alpha、Beta波段的部分特殊时间段中存在可识别抑郁情绪倾向的特征值,可为今后研究抑郁情绪倾向性提供一定的参考依据.
作者：白芷嫣；卞毓彩；朱颖颖；杜若瑜 刊期： 2018年第01期
目的 利用眼底图像中硬性渗出物(hard exudates,HE)的亮度与边缘特征,提出一种基于Canny边缘检测算法与形态学重构相结合的HE自动检测方法 ,以解决目前算法灵敏度低、检测结果 中视盘和血管的干扰等问题,对糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)的自动筛查具有重要意义.方法检测算法包括4个步骤.步骤一,图像预处理,主要包括RGB通道选取、基于形态学的图像对比度增强.步骤二,视网膜图像关键结构的消除,利用基于Gabor滤波的血管分割方法,消除血管边缘对HE检测的影响.将本文视杯分割算法应用在眼底图像红色通道上实现视盘自动分割,消除视盘及其边缘对HE检测的影响.步骤三,利用改进的Canny边缘检测算法和形态学重构方法对HE进行提取.步骤四,基于形态学的图像后处理,消除眼底图像边缘部分假阳性区域.后利用该算法测试公开数据库中的40幅图像(35幅HE病变图像,5幅正常图像).结果该算法对基于病变的灵敏性(sensitivity,SE)和阳性预测值(positive predictive value,PPV)分别为93.18％和79.26％,基于图像的灵敏性、特异性(specificity,SP)和准确率(accuracy,ACC)分别为97.14％ 、80.00％和95.00％.结论 与其他方法对比,基于Canny边缘检测算法与形态学重构相结合的HE自动检测算法具有较好的可行性.
作者：段彦华；周梦颖；杨春兰；刘冰 刊期： 2018年第01期
目的 对PET/CT图像高维纹理参数进行降维,基于不同纹理参数建立肺结节良恶性的K近邻(K-nearest neighbor,KNN)分类器,探究佳建模方法 ,提高分类的准确率.方法采用回顾性研究的方式,收集52例首都医科大学宣武医院核医学科肺结节患者的PET/CT图像,对图像的感兴趣区域基于Contourlet变换提取灰度共生矩阵的纹理参数.对肺结节PET/CT图像的纹理参数首先采用单因素分析的方法,根据ROC曲线下面积筛选纹理参数,再对其进行主成分分析提取主要成分.基于主成分、根据ROC曲线筛选的纹理及原始纹理分别采用K近邻分类算法建立肺结节良恶性的分类器,通过正确率、灵敏度、特异度、阳性预测值(positive predictive value,PPV)、阴性预测值(negative predictive value,NPV)、ROC曲线下面积(area under curve,AUC)这些指标评价分类效果.结果 PET/CT图像共提取1344个原始纹理参数,经单因素分析后筛选出89个纹理参数,对筛选后的纹理共提取11个主成分.基于主成分、筛选纹理、原始纹理的分类模型正确率分别为0.614、0.579、0.263;AUC分别为0.645、0.610、0.515.结论 在主成分纹理、单因素分析筛选的纹理、原始纹理中,基于主成分纹理建立K近邻分类器的效果好.
作者：马圆；田思佳；冯巍；梁志刚；崔春蕾；郭秀花 刊期： 2018年第01期
目的 为了提高手术室环境下拼接后全景图像的主观质量,本文提出一种基于改进尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)的手术室多视点图像拼接算法.方法 基于SIFT特征点匹配算法,依据手术室采集设备为平行摄像机且获取的两视点高关注区域重叠较宽泛的特点,提出采用局部加权融合的拼接算法消除拼接重影,并在局部加权融合算法下,对参与图像空间变换的特征点在垂直方向增加约束,筛选出正确匹配特征点对以消除拼接折痕.结果 此算法解决了手术室拼接图像中手术衣的袖子、手术剪和手套的重影及治疗巾位置拼缝不对齐的问题,即消除了术野高关注度下的拼接重影及误匹配带来的拼接折痕,保证了两幅图像拼缝后的平滑过渡.结论 基于改进SIFT特征点匹配的算法获得了较好的主观手术画面的拼接质量.
作者：梁楠；贾博奇；张梦诗；王宇；武博；张楠 刊期： 2018年第01期
目的 全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)后的居家康复训练非常重要,但是目前缺乏对患者居家康复训练的监控和指导手段,因此设计一套远程监测系统指导TKA患者在家进行屈膝和行走训练.方法 系统分为数据采集模块(包括加速度计、陀螺仪、磁传感器)、患者端手机应用程序(App)、云端服务器、医生端App,患者端App可以识别屈膝训练和行走训练两种运动.采用有限状态机模型,实现坐位屈膝角度和次数的计算;采用自适应零交叉法,实现行走步数和距离的计算.选取12例健康受试者(年龄26.4岁±3.8岁、身高1.71 m±0.05 m、体重63.6 kg±8.5 kg)和12例TKA患者(年龄62.1岁±6.6岁、身高1.65 m±0.07 m、体重66.8 kg±3.5 kg)进行系统测量准确性验证.结果 系统能够获取康复数据并通过患者手机端App传输到云端,医生能通过医生端App从云端读取患者的康复数据.健康受试者组和TKA患者组屈膝次数的计算准确率均为100％,步数的计算误差分别为1.6％±1.3％和3.0％±2.2％,距离误差分别为5.3％±2.9％和6.5％±4.9％.结论 监测系统实现了TKA术后屈膝和行走训练的准确识别,为术后居家康复训练的远程监控和指导提供了有效方法.
作者：黄鹏；张昊华；刘艳成；刘庆凯；全海英；闫松华；张宽 刊期： 2018年第01期
目的 为了获得心脏瓣膜力学特性,设计一套高精度双轴拉伸机系统.方法 采用上、下位机结构.上位机采用Labview软件编程,设计人机界面,提高系统灵活性和数据处理能力;下位机采用数控语言编程,提高用户编程的简易性和灵活性;采用灵敏度1μm的机械运动硬件模块、16位数据采集卡、光学位移测量方法,提高系统测量精度.对猪的二尖瓣前瓣进行双轴拉伸实验,并将实验结果 与国外研究者测试数据进行对比.结果猪二尖瓣前瓣的应力-应变数据与国外研究者测试数据差别为0.4％～3.7％.结论 本系统可灵活地对心脏瓣膜和其他生物软组织进行力学特性测试.
作者：马娜；曾培；荆腾；陈思 刊期： 2018年第01期
