目的:利用深度相机开发三维点云放疗实时监测系统并验证其可行性。方法:以深度相机坐标系为世界坐标系，由校准模体得到定位CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。患者的定位CT点云经上述关系转换到世界坐标系中并与深度相机实时获取的患者表面点云配准计算六维误差，完成摆位验证及放疗中分次内体位误差监测。统计系统六维计算误差的均值、标准差，配准后点云的豪斯多夫距离以及各部分程序运行时间，验证系统的可行性。选取15例真实患者，统计本系统与锥形线束CT之间六维误差。结果:模体实验中，系统在左右、头脚、腹背方向的误差分别为（1.292±0.880）、（1.963±1.115）、（1.496±1.045）mm，在偏转、俯仰、翻滚角度的误差分别为0.201°±0.181°、0.286°±0.326°、0.181°±0.192°。对于真实患者，系统平移误差在2.6 mm以内，旋转误差在1°左右，程序运行1~2帧/s，精度和速度满足放疗要求。结论:基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统能自动完成放疗前摆位验证、放疗中体位实时监测，并提供误差视觉反馈，具有潜在的临床应用价值。

目的:研究飞行员眼位分布和人体头面部测量项目，为飞行员头盔显示系统设计提供精确的眼位数据。方法:采用非接触式三维扫描方法，对372名男性歼击机飞行员进行头面部扫描，获取人体头面部三维点云模型。在此基础上，对三维点云模型进行去噪、修补等处理，建立头面部同质网格模型和统一的人体头部解剖学坐标系。按照单目显示和双目显示定义设计眼位。以人体头面部三维模型计算左、右眼位（瞳孔中心点）坐标和12项人体测量数据。结果:建立了372名歼击机飞行员头面部三维扫描数据库，获得了左、右眼位坐标及瞳孔间距、眼顶高等12项人体测量数据。结论:基于三维扫描技术，以人体头部解剖学坐标系为定位基准构建飞行员眼位分布空间（设计眼位和眼盒）和获取相关人体头面部测量数据，为飞行员头盔显示系统的设计提供基础数据。

目的:基于人体胃-食管结构的CT图像进行3D建模，提供胃-食管正常形态及反流形态的3D模型。方法:基于胃-食管结构CT图像，利用Mimics 10.01，Geomagic Studio 2012和SolidWorks 2018软件进行3D建模。其中，使用Mimics软件对模型进行粗分割与细分割，导出胃-食管点云数据；在此点云数据的基础上，使用Geomagic Studio软件对模型进行精简与修补，并完成填充孔洞、光滑曲面等操作，得到较为完整的胃-食管3D模型；最后将3D模型导入到SolidWorks中，处理贲门处结构并建立胃-食管正常模型及贲门病变模型。使用软性3D打印技术对模型进行加工。结果:所建立的胃-食管模型的各项几何参数均在实际范围内，模型具有一定的实用性。结论:该模型可以作为胃外科手术模拟训练的基础材料，帮助医生或医学学生熟练并提高胃外科手术的操作技巧与手术水平。

目的:应用经胸三维超声心动图定量分析退行性二尖瓣反流(DMR)患者二尖瓣环(MA)静态几何结构及动态变化。方法:选取2019年8月至2021年3月于云南省阜外心血管病医院就诊的35例DMR(均为二尖瓣脱垂和Barlow样改变)患者作为DMR组，选取同期健康志愿者42例作为对照组。所有研究对象均在舒张晚期、收缩早期、收缩中期和收缩晚期定量测量二尖瓣环面积(MAA)、二尖瓣环周长(MAP)、二尖瓣环前外后内侧直径(DALPM)、二尖瓣环前后径(DAP)、二尖瓣非平面角(NPA)、二尖瓣环高度(AH)以及瓣环高度与联合间径的比值(AHCWR)，并计算以上各参数的收缩期变化分数。比较两组间MA静态结构和动态变化差异，分析两组MA在整个心动周期内的动态变化特点。结果:静态结构：DMR组整个心动周期内MAA、MAP、DAP和DALPM较对照组增大，差异有统计学意义(均 P<0.05)；DMR组收缩中期和晚期鞍形结构较对照组扁平(AHCWR：0.17±0.01比0.21±0.01，0.15±0.01比0.23±0.01；均 P<0.05)，其余时相鞍形结构相对保留。动态变化：对照组舒张晚期至收缩早期出现收缩前收缩(MAA、MAP、DAP、DALPM减小，均 P<0.05)，鞍形加深(NPA减小，AH和AHCWR增大，均 P<0.05)；与对照组相比，DMR组MA收缩前收缩和鞍形加深均消失(舒张晚期与收缩早期所有MA参数差异无统计学意义，均 P>0.05)；DMR组收缩期动态变化也较对照组减弱受损，表现为DALPM、NPA及AHCWR收缩期变化分数小于对照组(均 P<0.05)，除DAP外，其余MA参数4个时相差异无统计学意义(均 P>0.05)。 结论:正常人MA鞍形结构明显，且MA在心动周期内动态变化显著，出现明显的收缩前收缩，鞍形加深现象。DMR患者MA明显增大，且MA鞍形结构在收缩中晚期扁平化。DMR患者整个心动周期内MA动能均减弱，收缩前收缩现象消失，收缩期动态变化也不同程度受损。

目的:探讨肱骨近端骨折冈上肌骨块的临床特点与意义。方法:回顾性分析2016年7月至2020年12月云南大学附属医院骨与创伤外科采用手术治疗的肱骨近端骨折患者210例，男91例、女119例，年龄（52.4±11.3）岁（范围18~87岁）。术前对肩关节X线片、CT及三维重建、MRI进行评估，观察是否存在结节间沟上外侧的小块状骨折块及结节间沟处的"M"形骨折块。由同一组医生进行术中观察、处理、术后功能锻炼及随访。术后第2、4、6、12、24周门诊复查，第2、6、24周摄肩关节X线片及CT观察有无肩峰下移位骨块，采用肩关节Constant-Murley量表评定肩关节功能。结果:210例患者均顺利完成手术，术中无一例出现重要血管、神经及韧带损伤。根据Neer分型：二部分肱骨大结节骨折59例、二部分肱骨外科颈骨折36例、三部分肱骨大结节骨折50例、四部分肱骨近端骨折65例。61.0%（128/210）的患者术前影像学检查示存在冈上肌骨块，其中42例二部分肱骨大结节骨折、1例二部分肱骨外科颈骨折、31例三部分肱骨大结节骨折存在结节间沟上外侧小块状骨折块；54例四部分肱骨近端骨折存在含结节间沟处的"M"形骨折块。所有患者均获得随访，随访时间（11.8±2.4）个月（范围6~20个月）；术后X线片显示骨折均愈合，愈合时间（3.4±0.3）个月（范围3~5个月）。肩关节Constant-Murley评分为（86.3±11.5）分（范围61~100分）。结论:冈上肌骨块在肱骨近端骨折中较为常见。正确认识和处理冈上肌骨块有助于理解肱骨近端骨折发生的机制、骨折移位与肩袖损伤的关系，并减少术后并发症的发生率及改善肩关节功能。

目的:评估基于多深度相机的三维重建技术用于放射治疗患者日常定位的可行性。方法:使用3个Intel RealSense D435i相机，经过感兴趣区域提取、滤波、配准、拼接等过程，实时融合点云，重建患者的真实光学3D表面。重建后的表面与定位CT体表外轮廓配准以完成定位。本文使用多个模体验证系统可行性，以及头颈部患者5例、胸部患者10例、骨盆部患者5例验证临床可行性。采用配对 t检验分析各组数据。 结果:系统运行时间为0.475 s，可达到临床上实时监测要求。模体实验中配准六维误差分别为左右（1.00±0.74）mm、头脚（1.69±0.69）mm、腹背（1.36±0.87）mm、偏转角0.15°±0.14°、俯仰角0.25°±0.20°、翻滚角0.13°±0.13°。在实际患者摆位中平均摆位误差为左右（0.77±0.51）mm、头脚（1.24±0.67）mm、腹背（0.94±0.76）mm、偏转角0.61°±0.41°、俯仰角0.69°±0.55°、翻滚角0.52°±0.35°，平移误差在2.8 mm以内，其中骨盆区域摆位误差最大。结论:多深度相机实时三维重建技术适用于放疗患者定位，该方法定位准确，可检测患者位置的微小移动，满足放疗要求。

目的:探讨基于甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）仿生微环境与悬滴法三维培养小鼠毛乳头细胞（DPC）制备仿生毛乳头球的生物活性及其在裸鼠中的毛发诱导功能。方法:采用实验研究方法。采用酶消化法获取雄性5~6周龄C57BL/6J小鼠触须毛的DPC以及1 d龄C57BL/6J小鼠皮肤角质形成细胞（KC），经免疫荧光法鉴定前者第3代细胞稳定表达DPC标志物神经细胞黏附分子、碱性磷酸酶（ALP）、β连环蛋白及α平滑肌肌动蛋白，后者原代细胞稳定表达KC标志物角蛋白15。取第8代DPC，用GelMA重新悬浮并接种至Transwell孔板插件底面，光交联后倒置培养，于光学显微镜下观察培养0（即刻）、3 d GelMA悬滴中DPC聚集情况（聚集成球即仿生毛乳头球），采用活/死染色试剂盒检测培养3 d仿生毛乳头球中细胞活性。将传统二维培养的原代DPC、第8代DPC以及按前述方法制备的仿生毛乳头球分别设为原代DPC组、第8代DPC组、仿生毛乳头球组，利用高通量测序技术平台对每组培养3 d的3个样本中DPC进行转录组测序，利用基迪奥生物信息云工具平台（OmicShare Tools）对转录组数据进行主成分分析、Pearson相似性分析、差异表达基因筛选，利用时间序列趋势分析软件对差异表达基因进行表达模式聚类分析，利用基迪奥生物信息云工具平台对具有特定表达模式的差异表达基因进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）和基因本体论（GO）富集分析。同前进行细胞分组，采用随机数字表法从差异表达基因中抽取性别决定区Y框蛋白8（ SOX8）、基质金属蛋白酶9（ MMP- 9）、26型胶原纤维α1（ COL26A1）、无翅型MMTV整合位点家族成员6（ Wnt6），采用实时荧光定量反转录PCR（RT-PCR）法验证差异表达基因mRNA表达情况与测序结果的一致性（样本数为9）；采用实时荧光定量RT-PCR法检测DPC生物功能标志物成纤维细胞生长因子7（FGF7）、Wnt10a、淋巴样增强因子1（LEF1）、ALP、β连环蛋白、多功能蛋白聚糖、SOX2的mRNA表达情况（样本数为9）。取3只5~6周龄雄性BALB/c裸鼠，分别设为原代DPC组、第8代DPC组、仿生毛乳头球组，将原代DPC、第8代DPC、仿生毛乳头球分别与原代KC以2∶1细胞数比例混合后分别注射至相应组别裸鼠皮下，每只注射6个区域。注射后2周，取注射区域全厚皮，计数再生毛发，行苏木精-伊红染色后观察再生毛囊情况。对数据行单因素方差分析、Tukey检验并进行Bonferroni校正。 结果:培养3 d，DPC在GelMA悬滴中由培养0 d的分散状态聚集成仿生毛乳头球，制备的仿生毛乳头球中细胞活性良好。培养3 d，主成分分析显示，相比于第8代DPC组，原代DPC组、仿生毛乳头球组组内样本间变异程度较低，仿生毛乳头球组与原代DPC组组间样本变异程度最低，3组DPC样本超过90%的基因谱数据变异可由第1个和第2个主要成分来解释；Pearson相似性分析显示，组内样本重复性好，原代DPC组和仿生毛乳头球组样本间的相关系数为0.84~0.95，原代DPC组和第8代DPC组样本间的相关系数为0.72~0.87；3组DPC间差异表达基因分析筛选出642个组间交集差异表达基因，对其进行表达模式聚类显示有2种基因表达模式有显著趋势（ P<0.05），分别为第8代DPC组基因表达显著低于原代DPC组/仿生毛乳头球组、第8代DPC组基因表达显著高于原代DPC组/仿生毛乳头球组，共包含411个差异表达基因；KEGG富集分析显示这411个差异表达基因在Wnt信号通路以及磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B信号通路显著富集（ P<0.05），GO富集分析表明细胞外基质、经典Wnt信号通路、细胞分化等GO术语被显著富集（ P<0.05）。与原代DPC组、仿生毛乳头球组比较，第8代DPC组细胞基因 SOX8、MMP- 9、COL26A1、Wnt6 mRNA表达量均明显下降（ q=15.950、8.854、11.890、11.050，9.851、5.884、7.418、4.870， P<0.01），与测序数据一致。与原代DPC组、仿生毛乳头球组比较，第8代DPC组细胞生物功能标志物FGF7、Wnt10a、LEF1、ALP、β连环蛋白、多功能蛋白聚糖、SOX2 mRNA表达量均明显下降（ q=11.470、9.795、4.165、9.242、10.970、10.570、8.005，7.472、4.976、3.651、4.784、5.236、6.825、5.214， P<0.05或 P<0.01）。注射后2周，第8代DPC组裸鼠无毛发再生，仿生毛乳头球组与原代DPC组裸鼠再生毛发数量相近（ q=1.852， P>0.05）且均显著高于第8代DPC组（ q=18.980、17.130， P<0.01）；第8代DPC组裸鼠注射区域皮肤仅形成了坏死灶，而仿生毛乳头球组与原代DPC组裸鼠注射区域皮肤均观察到再生毛囊且毛囊横断切面有黑色素沉着。 结论:基于GelMA仿生微环境与悬滴法三维培养小鼠DPC制备仿生毛乳头球的培养模型可一定程度上恢复高传代DPC在裸鼠中的毛发诱导能力，且其生物特性更加类似于原代DPC，可实现DPC的扩增后特性恢复。

目的:探讨碳纳米管地三维多孔骨组织工程支架材料制备方法及具体临床效果。方法:首先制备CNTs/PLA/CHI碳纳米管(CNTs)/聚乳酸(PLA)/甲壳素(CHI)三维多孔支架材料，然后对材料亲水性表征及动物实验效果进行观察。应用SPSS 20.0统计软件分析。结果:(1)甲壳素纤维的亲水性理想，可将复合材料的亲水性显著改善。对于本研究所使用的几种材料，唯有聚乳酸(PLA)/碳纤维(CF)复合材料亲水性最佳。与未含碳纳米管的对照组比较，加入少量的碳纳米管地low组的亲水性要显著降低，然而随着复合材料中所加入的碳纳米管(CNTs)逐渐增多，材料亲水性也稍增强。但是材料亲水性与是否交联无显著关系。当CNTs添加至PLA/CF复合材料中，会使得复合材料亲水性显著下降。当CNTs水平逐渐增大时，复合材料的亲水性能则出现一定的增强。(2)经X线片检查，各组术后骨缺损移植地人工骨材料均未发生移位以及断裂现象。在第4周时，实验组桡骨缺损区域能够发现存在非常明显的骨生成影像，呈现云雾状，且均匀分布于骨缺损区域，骨密度水平非常低，存在大量孔隙；第8周时，经X线检查，显示植入体已与缺损断端骨性愈合，骨缺损部位的骨密度水平显著增大，新骨阴影非常显著，有成骨出现，但皮质骨连续性较差；第12周时，实验组CNTs中剂量组以及高剂量组均显示，植入体已与骨缺损部位断端骨性愈合，皮质骨连续性比较理想，髓腔畅通性较好。4种不同含量的CNTs复合材料组中，随着CNTs含量逐渐增多，骨缺损愈合程度逐渐加大。(3)随着CNTs含量的逐渐增加，骨密度水平显著增大，低含量组、中等含量组与高含量组骨密度均分别显著高于对照组(低含量：4周： P<0.01；中等含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01；高含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01)，同组各时间节点骨密度水平两两均存在差异，有统计学意义(低含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；中等含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；高含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01)。 结论:碳纳米管可有效促进新骨生成。

目的:比较传统表面髋关节假体和仿生表面髋关节假体的生物力学性能。方法:选用Sawbone数字模型（型号3908，左侧，中号）作为研究对象，通过Mimics 21.0软件重建股骨实体化模型，利用Solidworks 16.0软件建立假体模型，包括传统和仿生（1~4型）表面髋关节股骨侧假体的三维模型并装配，其中仿生1~4型假体螺钉交叉位置距压力螺钉顶部分别为20.22 mm、30.12 mm、32.17 mm和37.76 mm。在Workbench 18.2软件中划分网格并对材料赋值，模拟缓慢行走单足负重下的受力，测量整个模型的力学分布特征并得到应力分布云图。结果:传统和1~4型仿生表面髋关节股骨侧假体的骨-假体柄交界处峰值应力分别为32.18 MPa、13.80 MPa、15.01 MPa、23.46 MPa和34.51 MPa。随着交叉处远离股骨顶部，1~4型仿生表面髋关节股骨侧假体的交叉处峰值应力分别为37.98 MPa、48.60 MPa、54.80 MPa和53.87 MPa。传统假体和1~4型仿生表面髋关节假体股骨颈上方应力峰值分别为8.00 MPa、7.80 MPa、7.04 MPa、7.03 MPa和7.51 MPa，股骨颈下方应力峰值分别为15.38 MPa、14.20 MPa、11.11 MPa、13.10 MPa和12.18 MPa，股骨大转子应力峰值分别为13.08 MPa、11.61 MPa、13.09 MPa、11.02 MPa和39.51 MPa。结论:与传统表面髋关节假体相比，基于杠杆平衡重建理论设计的类型1仿生表面髋关节假体通过仿生重建主张力骨小梁和主压力骨小梁、合理的置钉角度和更接近股骨头中心的支点内移，弥补了传统表面髋关节假体的设计缺陷，优化了股骨近端的应力分布，提高了置换术后假体的稳定性，有助于降低股骨颈骨折和假体松动的风险，延长假体使用寿命。

目的:了解咳嗽产生飞沫的传播轨迹及不同口罩对于飞沫的动力学影响。方法:基于三维物质点法(MPM3D)，建立咳嗽飞沫和口罩防护效果的动力学模型。结果:取咳嗽时呼气速度为50 m/s，咳嗽时间为0.75 s，当 t=0.05 s时，飞沫会形成体积约为2.75倍口腔体积的雾云； t=0.5 s时，飞沫扩散至周围1.17 m的环境； t=5 s时，飞沫浓度集中于距离地面0.6 m以下的地方； t=10 s时，空气中的飞沫浓度已经较低。N95口罩在1 m之内的穿透率0.06~0.20，在1.5 m以外衰减到≤0.03；一般口罩在1.5 m之内的穿透率0.08~0.40，在2 m以外衰减到≤0.03。 结论:呼吸系统疾病患者因咳嗽喷出的飞沫在0.5 s内可对周围1.17 m的环境形成强烈影响，在5 s之后对大部分成年人的影响较小。距离患者1 m以内，口罩防护效果不佳，在2 m内，N95防护效果较好，在2 m以外，一般口罩和N95口罩均可起到防护作用。