目的:为精准有效地预测便携式医疗设备的电池剩余寿命,提出一种基于反向传播(back propagation,BP)神经网络和麻雀搜索(sparrow search algorithm,SSA)算法的SSA-BP算法.方法:首先,通过BP神经网络的结构确定权值以及阈值的总数;其次,利用SSA算法优化初始权值和阈值,并赋值给BP神经网络;最后,通过对输入样本的训练获取预测的输出值.选取不同环境温度(4、24、43℃)下的18650型号锂电池数据进行测试,通过平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差验证SSA-BP神经网络算法和BP神经网络算法对医疗设备电池剩余寿命的预测精度.结果:SSA-BP神经网络算法预测医疗设备电池剩余寿命的平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差均低于BP神经网络算法.结论:SSA-BP神经网络算法能够精准有效地对电池的使用寿命进行预测,提高了电池在实际应用中的可靠性.

目的:为实现更好的颈椎健康监测与颈椎病预防效果,设计一种嵌入式颈椎健康智能系统.方法:该系统主要由移动便携监测终端、云端服务器、微信小程序三大部分组成.移动便携监测终端主要由数据采集模块、数据处理模块、物联网通信模块三大模块组成,其中数据采集模块选用JY901-S作为主要数据传感器;数据处理模块通过动作分类模型对头部动作进行分类识别,选用STM32F4作为主控芯片、国产RT-Thread作为嵌入式操作系统;物联网通信模块选用乐鑫ESP32-C3系列Wi-Fi蓝牙双模模块.云端服务器选用Linux+Nginx+uWSGI作为Web服务器架构,通过MySQL数据库存储用户数据,并利用颈椎健康评估模型评估用户颈椎健康状态.微信小程序采用WXML+WXSS+WXS开发.结果:该系统基本能够实现颈椎健康状态监测和运动指导功能,且对人体头部动作分类识别的平均准确率为90％以上,对颈部关节活动度的测量精度为±1°,整体性能较好.结论:该系统能有效帮助用户建立并维持规律的颈椎健康运动行为,可为医院等机构提供关键可靠的康复运动治疗方案与康复护理数据支撑.

金黄色葡萄球菌(金葡菌)是常见人类致病菌之一,给人类生命健康造成极大威胁.因此,快速准确地检测金葡菌具有重要意义.传统金葡菌检测方法耗时长、成本较高、且需经专业人员进行复杂操作.为有效节约时间和成本,使用快速、灵敏且特异的便携式设备检测金葡菌是未来发展趋势.近些年,基于生物传感器的检测方法因其具有快速和可现场检测等优点,已逐步应用于金葡菌检测中.本文对基于不同信号传导方式(电化学、光学和质量)检测金葡菌的生物传感器进行综述,并展望了其发展趋势.

目的:本研究拟提供一套方便癫痫患者进行院外长期监测的便携式脑电图设备，从而建立一个用于癫痫数据监测与联合诊疗的医联体平台。方法:纳入2018年6月至2019年10月来源于复旦大学附属华山医院（上级医院）和附属静安区中心医院（下级医院）癫痫中心门诊的29例患者，其中确诊癫痫28例，痫样发作1例。使用便携式脑电图仪采集脑电图，每周采集一次，随访3个月。记录发作次数、发作形式、用药种类、脑电图导联数及阳性率。患者病历资料及脑电数据通过网络上传存储至云端数据库，构建医联体平台，不同级别医院的医生可基于该平台实现对癫痫患者数据的分级诊断和资源共享。结果:便携式脑电图仪采集的脑电数据伪迹较少，可以监测到完整的睡眠周期，且能记录到发作间期痫样放电。29例患者在3个月随访期间共进行148次脑电图监测，监测到发作间期痫样放电85例，脑电图阳性率为57.4%。全面性发作患者的脑电图阳性率（84.9%）较局灶性发作者更高（42.1%）（ P<0.01）；使用2~3种抗癫痫药物的患者，及3个月内发作次数频繁的患者，脑电图阳性率也更高（ P<0.05）。医联体平台中的上级医院医生根据发作情况和脑电数据作出诊疗建议：11例无发作患者及4例发作与脑电图均改善的患者，分流至下级医院继续随访；14例发作控制不佳和（或）脑电图持续痫样放电的患者，转诊至上级医院调整用药。下级医院的医护人员通过医联体平台查看诊疗建议，加强对患者的日常护理及随访。 结论:结合便携式脑电图仪，本研究建立了一个针对癫痫患者的医联体平台，从而达到长期监测和合理利用医疗资源的目的。

COVID-19是由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的一种呼吸系统新发传染病，SARS-CoV-2的暴发、流行和变异已在世界范围内造成大量人员死亡和社会恐慌，严重影响公共卫生安全，研制特异性和灵敏性高的实时、快速和可用于床旁检测的设备及方法对于COVID-19预防和控制具有重要价值。同时，准确掌握经空气传播病原微生物产生的生物气溶胶的行为学特征，对于科学制定疫情防控政策也至关重要。生物传感器是一种能将生物分子反应信号转换成可检测的物理化学信号的分析装置，已越来越多地应用于病原微生物检测与分析领域，基于常规检测方法(包括菌落计数、免疫学检测、分子生物学检测等)的生物传感器，存在耗费时间和人力、操作复杂等缺点，基于纳米材料的生物传感器的出现使其应用更加便携，并能满足现场快速检测需求。本文拟就生物传感器检测的病原种类、检测方法、最新进展及纳米生物传感器在经空气传播病原微生物监测中的应用前景进行综述。

开展医疗共同体(以下简称医共体)医疗设备优化选点配置，对科学配置设备资源、提升医共体服务能力具有重要作用。作者以县域医共体便携式彩色多普勒超声仪(以下简称彩超)选点配置运营成本最小、居民就诊花费时间最短为目标，根据价值工程法建立医共体配置总价值目标函数，考虑距离、时间、人员资质等相关约束条件，构建县域医共体便携式彩超设备选点配置最优规划数学模型。实证研究结果显示，基于既定约束条件，5 000次迭代测算终结后，模型在实证医共体9个选配点中输出5个相对优化的配置点，且当每个配置点的配置数量为1台时，医共体内配置总价值达到最大。研究为我国县域医共体设备资源配置提供了新思路和可行方法。

目的:探讨便携式可穿戴设备结合运动管理对2型糖尿病（T2DM）患者血糖和肌氧代谢的影响。方法:选取2018年5月至2019年6月于河南科技大学第一附属医院就诊的无运动禁忌的T2DM患者54例，按随机信封法分为可穿戴设备结合运动管理组（试验组，33例）和对照组（21例）。两组均给予常规出院健康教育及运动指导。试验组使用穿戴便携式设备进行2周运动干预，隔日1次，2周后研究者根据患者运动速度设置居家快步走运动方案，采用微信计步的方式远程管理，将每天运动情况上传至微信运动管理群，24周后返回运动中心测试。对照组在基线及研究结束时穿戴便携式设备收集指标，未进行运动干预。24周后，观察两组患者空腹血糖（FPG）、糖化血红蛋白（HbA 1c）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、肌氧、心率等指标的变化。组间指标的比较采用 t检验、Wilcoxon秩和检验或 χ2检验。 结果:与对照组相比，干预后试验组LDL-C降低幅度更大，差异具有统计学意义［分别为（-1.02±0.96）和（0.19±0.85）mmol/L， P<0.05］。与干预前相比，试验组FPG［分别为7.00（5.90，8.20）和8.00（6.70，9.60）mmol/L］，HbA 1c［分别为6.40%（6.10%，7.00%）和7.50%（6.20%，10.10%）］，LDL-C［分别为（1.83±0.72）和（2.85±0.80）mmol/L］均降低，差异具有统计学意义（ P<0.01）。与对照组相比，试验组肌氧与心率曲线交叉点时间［分别为（13.70±6.22）和（14.56±5.18）min］、肌氧最低点时间［分别为（14.05±3.75）和（15.88±3.70）min］、肌氧回升点时间［分别为（16.90±5.25）和（18.00±4.49）min］均提前，但差异均无统计学意义（ P>0.05）；与对照组相比，干预后试验组第2阶段1 min肌氧降幅（分别为3.85%±0.58%和2.43%±0.24%）、第3阶段2 min心率升幅［分别为（3.33±0.58）和（5.06±0.57）次/min］差异均有统计学意义（ P<0.05）。 结论:便携式可穿戴设备并结合运动管理可降低血糖，提高T2DM患者肌氧代谢能力及心肺耐力。

经颅直流电刺激(tDCS)作为一种神经调控技术已经受到了广泛地关注，且国外有学者已将其应用到了竞技体育中。本文对tDCS对人体运动能力的作用效果方面的研究进行了综述，总结后认为，传统的tDCS技术可以帮助患者或者正常人改善肌肉力量、延缓肌肉疲劳、促进运动技能学习等。但由于受到传统tDCS设备的限制，常见的导线式电极刺激只能在实验室中由专业人员进行操控，不利于运动员运动专项训练的实际应用；而便携式tDCS刺激器在运动员专项运动训练和提升其运动能力方面可能具有重要的意义。

虽然目前诊断新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的金标准，即实时荧光定量PCR技术已被广泛应用于人群筛查并且检测限可低至1拷贝/μl，但最新的病毒动力学模型表明，相较于灵敏度而言，高频率检测和快速诊断才是减少病毒传播的关键。因此，研究人员正努力探索基于CRISPR-Cas技术的病毒RNA检测新策略。其中，Cas13a蛋白可与CRISPR RNA(crRNA)形成复合物并在crRNA的引导下靶向结合目的RNA序列，激活核酸酶活性，非特异地切割附近的任意单链RNA。利用这一特性，将带有荧光淬灭基团的RNA探针加入体系，可检测靶RNA序列。在此原理上，本研究开发了一种突破性方法，无需前期预扩增即可直接从鼻拭子RNA中检测SARS-CoV-2。通过设计针对病毒N基因和E基因的不同区域的多个crRNA，等浓度组合加入反应体系，使单次反应可以激活更多的Cas13a蛋白，检测灵敏度提高的同时也减少了基因突变导致检测脱靶的可能性，整个检测过程均在样品中直接进行，无需额外操作。此外，该新型检测平台还可以将反应速率和产生的荧光信号转化为病毒载量，样本定性的同时进行RNA定量。为了提高检测的简单性和便携性，本研究还设计了一个小型设备包括低成本的激光照明和光收集元件，可以通过手机摄像头读取CRISPR-Cas13a检测产生的荧光信号，灵敏度达到100拷贝/μl的同时能够在5 min内准确诊断出一组从新型冠状病毒肺炎患者样本中预提取的RNA。本研究开发的方法有可能为现场SARS-CoV-2筛查提供一种快速、准确、便携和低成本的选择。

纳米孔检测技术是一种新型传感技术，目前被广泛应用于各种生物分子的检测。随着各种传染病大流行与局部暴发，人类对病原体检测设备的要求日益增高。基于纳米孔检测设备灵敏、实时和便携的特点，许多研究团队将其应用到传染病病原体的快速检测，并取得了丰硕的成果。现介绍近年来纳米孔检测技术在人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、流行性感冒病毒和埃博拉病毒这几种常见传染病病原体检测中的应用，并对其发展态势进行总结，以期为传染病病原体的快速检测提供新的研究思路。