目的:评价新型主从操作式经尿道手术机器人系统的性能，验证其安全性和有效性。方法:2021年9月北京协和医院2名泌尿外科医生(A和B)应用经尿道手术机器人样机进行仿真人体组织模型实验。本研究采用的经尿道手术机器人系统包括：主端控制平台、从端手术平台和末端执行器。主端控制平台采用Omega7力反馈主手作为主控制器，自由度包括：上下平移、左右平移、前后平移、末端旋转、末端俯仰、末端摆动、末端操作。从端手术平台采用Med 7七自由度医疗协作机械臂，通过末端执行器操作电切镜。末端执行器采用模块化设计，最大化兼容现有手术器械。2名医生均分别常规组装电切镜和经尿道手术机器人各20次，计算组装时间。常规组装电切镜时间包括电切镜安装、连接镜头和光源后，医生手持电切镜进入实验模块的时间。组装手术机器人时间包括将电切镜与末端执行器安装，并连接镜头和光源后进入实验模块的时间。2名医生分别进行25次模拟前列腺电切手术和5次模拟膀胱电切手术。将猪的小肠、心脏和胃缝合构建模拟人体的尿道、前列腺和膀胱结构：尿道(猪小肠)长16~18 cm，前列腺(猪心脏)大小约5 cm×5 cm×6 cm，膀胱(猪胃)容量250~300 ml。将模型置于3D打印套盒中，模拟尿道与硅胶阴茎贴合。模拟前列腺电切手术：医生于主端控制平台操作手柄，通过人机交互控制从端执行器，直视下围绕不动点切除"前列腺"，模拟标准经尿道前列腺切除术，切除范围为从模拟膀胱颈至模拟前列腺尖部，切除两侧叶和中叶。每次手术时间40 min，记录切除组织重量。模拟经尿道膀胱电切手术：每次手术需切除模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部区域，记录是否发生穿孔。通过手术对机器人的主从操作距离准确度、操作姿态准确度、主从操作姿态重复度、不动点准确度、主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间、机械臂摆动范围、极限位点等指标进行验证。结果:经尿道手术机器人性能测试结果显示，末端执行器定位精度<0.5 mm，主从操作距离准确度≤0.5 mm，重复性距离≤0.2 mm；主从操作姿态准确度角度a≤0.30°，角度b≤0.30°，角度c≤0.15°；不动点准确度≤0.6 mm，机械臂最大活动空间为半径(1 493±5) mm的半球形空间。主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间均≤100 ms。从端机械臂末端在运动中受到外力碰撞时，系统可自动停止机械臂运动，此时外力为(70±7)N；不动点设置范围30~170 mm。医生A和医生B组装经尿道手术机器人时间分别为(111.35±57.88)s和(111.70±58.30)s( P＝0.996)，常规组装电切镜时间分别为(44.90±4.89)s和(44.90±5.16)s( P＝0.679)，2名医生间比较差异均无统计学意义；2名医生的机器人组装时间均多于常规组装时间，差异均有统计学意义( P＝0.001， P＝0.001)。随组装次数增加，机器人组装时间进行性下降，5次组装后时间稳定≤120 s。医生A和医生B切除的前列腺组织重量分别为(43.60±12.42)g和(43.45±12.63)g，差异无统计学意义( P＝0.954)。模拟膀胱电切手术中，机器人系统可顺利完成模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部组织切除。手术实验中系统运行流畅，未发生机械故障，无模块损伤、穿孔等并发症发生。 结论:经尿道手术机器人能够安全、有效地完成经尿道电切手术。

光谱差异对近视影响的研究日益增多，但是各研究中光源的设置不尽相同。光作为一个物理量，可以进行辐射度量，主要检测光的能量特性；而光作为一个心理－物理量，则需要进行光度量，检测生物体对光的感受程度。不同的光测量工具则根据光电转化器件的反应曲线进行测量。实验中光源光谱设置的本质是控制生物体对光的感受性，因此在解读类似实验结果时需要特别注意光源设置差异的影响，在设置实验动物光照时需要考虑动物的感光色素吸收曲线以及动物的光谱光视效率曲线差异，建议根据光照度200~300 lx的水平，采用辐射计测量设置各组间光子通量密度一致。本文就光照和近视相关实验研究中光谱的规范化设置进行综述。

目的:评估脉冲光辐照强度对微生物的杀灭效果，为杀菌技术设计提供验证依据。方法:以金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、枯草芽孢杆菌(ATCC9372)为实验菌，用载体定量杀菌方法评估杀菌效果，指数稀释、倾注培养计数法计算杀菌效率。用扫描电镜和透射电镜观察光照强度对细菌结构的影响。实验设置细菌对照组：未经脉冲光照射处理的相同初始浓度菌，平行培养30、60和90 s。细菌实验组：分别距离脉冲光源50、100、150和200 cm 4个点接受辐照处理，同样设置30、60和90 s 3个辐照时间点。结果:距离脉冲光源50、100 cm时，照射30 s金黄色葡萄球菌灭活率为100%。枯草芽孢杆菌灭活率为99.9%。当细菌距离光源为150 cm时，金黄色葡萄球菌辐照30、60和90 s的灭活率分别为81.9%、95.4%、100%，枯草芽孢杆菌的灭活率分别为76.0%、92.3%和99.9%。当辐照距离提高至200 cm时，脉冲光对细菌的灭活效率明显下降，3个检测时间点金黄色葡萄球菌灭活效率分别为24.5%、38.8%、48.8%，枯草芽孢杆菌分别为14.2%、20.0%、28.5%。结论:脉冲光能迅速灭活微生物，灭活速度、效率与光照强度密切相关。

照明提升城市夜间安全与活力,是城市建设的重要因素.但近年来夜间照明的迅速蔓延,改变了城市自然环境的光周期与光分布范围,造成光污染生态风险.其中,趋光昆虫受到的胁迫尤为显著,城市绿地昆虫种类与数量急剧下降,进而通过级联效应,引发城市绿地生态系统失衡问题.昆虫是典型的生态指示种和光敏动物,明确昆虫的光谱趋性差异,筛选出对昆虫趋光性友好的光谱,可为生态光源的研发提供依据,从而降低城市照明的生态风险.已有研究较多采用实验室内实验箱的设置方法,探究某一特定昆虫属种的趋光行为,尚缺乏对特定生境下的昆虫群落和典型昆虫目的光谱趋性研究.因此,研究在天津市津南区天津大学北洋园校区绿地系统开展野外人工光诱捕昆虫实验,以野外诱捕昆虫的种类与数量为判定依据,分析各光谱的昆虫趋性差异.野外诱虫实验以7种窄光带光谱(单色光)为研究对象,采用相对评价法,设置趋光昆虫最敏感的紫外光(Ultraviolet,369 nm)为对照组.结果表明,天津城市绿地生境中,4类典型趋光昆虫为双翅目(61.1％)、半翅目(19.7％)、鞘翅目(11.1％)、鳞翅目(5.7％)类,占诱捕总量的97.6％;对照紫外光(Ultraviolet,369 nm),4种典型昆虫总体的趋性敏感光谱排序及趋性概率为:远红色光(Far Red,740 nm)0.5％＜深红色光(Deep Red,660 nm)2.0％＜橘红色光(Red Orange,627 nm)9.0％＜青色光(Cyan,500 nm)22.8％＜绿色光(Green,519 nm)22.9％＜蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)27.6％＜蓝色光(Blue,478 nm)40.1％;绝对生态光谱为红光,相对生态光谱为青色光(Cyan,500 nm)和蓝紫色光(Royal Blue,447 nm).在全面推进入与自然和谐共生的现代化建设阶段,研究将有助于生态光源的开发、生态保护和城市光生态建设的提升.

解脲脲原体是一种重要的病原微生物,近年来其耐药形势十分严峻,因此寻找一种全新的有效替代治疗方案尤为重要.本研究旨在探索光动力抗微生物化学疗法对解脲脲原体体外活性的影响.选取解脲脲原体两种生物群(Parvo生物群及 T960生物群)代表菌株,包括标准株及临床株,与系列稀释的2.5~0.0390625 mmol/L光敏剂甲苯胺蓝孵育20 min或60 min,再以(633 ± 10)nm红光照射,设置48、102、204和408 mJ/cm2共4组能量密度,48 h后判读结果.观察不同解脲脲原体与甲苯胺蓝孵育时间、甲苯胺蓝浓度、光照能量密度对光动力抗微生物化学疗法灭活解脲脲原体效果的影响,并观察两种生物群对光动力抗微生物化学疗法敏感性的差异.结果显示,光动力抗微生物化学疗法在体外对解脲脲原体有明显灭活作用.在光照能量密度及解脲脲原体与甲苯胺蓝孵育时间固定的前提下,这种灭活作用随甲苯胺蓝浓度的增加而增强;单一633 nm红光光源在408 mJ/cm2及以下的能量密度对解脲脲原体的活性无明显影响.在甲苯胺蓝浓度及解脲脲原体与甲苯胺蓝孵育时间固定的条件下,光动力抗微生物化学疗法对解脲脲原体的灭活作用随光照能量密度(48~408 mJ/cm2)的增加而增强.随孵育时间(30~60 min)延长,光动力抗微生物化学疗法对解脲脲原体的灭活作用有增强的趋势.结果提示,两种解脲脲原体生物群对光动力抗微生物化学疗法的敏感性相似.本研究证实,光动力抗微生物化学疗法在体外能有效灭活解脲脲原体,有望成为解脲脲原体感染的有效替代治疗方法.

以红金钻蔓绿绒试管苗为试材,探讨不同光质对红金钻蔓绿绒试管苗生长特性的影响、光合色素及荧光参数的变化趋势,探索试管苗生长发育对光质的响应机制,提升试管苗质量.采用LED精准配制光源,以荧光灯为对照,设置红、蓝、红蓝绿、红蓝光5个处理.结果表明,不同光质处理30 d后,蓝红绿复合光有利于红金钻蔓绿绒不定芽增殖、试管苗株高、总鲜重、总干重的增加,蓝光利于叶长、叶宽、茎粗的增加,红光利于根长的增加;叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总量及叶绿素a/b比值在红蓝绿复合光下处理下最大;叶绿素荧光参数(qp,ETR,NPQ)在红蓝绿复合光处理下高于其它处理,蓝光次之,Fv/Fm、Fv/Fo各光质处理(除红光)下差异不明显,由荧光隶属函数值得出在红蓝绿复合光处理下最优.因此,可采用红∶蓝∶绿=7∶1∶1作为红金钻蔓绿绒组培的人工光源.

为研究光质对豇豆(Vigna unguiculata)幼苗环旋运动的影响,分别在暗箱的顶部和侧面固定一台红外检测仪,在垂直生长方向分别设置白、红、蓝、红-蓝光源,对豇豆幼苗生长点运动进行48 h的等间隔(5 min)拍照,读取图片中豇豆幼苗生长点的轨迹坐标进行分析.结果表明:黑暗下,豇豆幼苗生长点的运动分为逆时针螺旋上升(约占1/3)和不规则的摆动上升(约占2/3)两类.螺旋上升持续时间为18.3 h,后转为不规则的摆动上升,环旋一周的时间为(82.7±4.2) min,最大摆幅为2.0 cm,最小摆幅为0.5 cm.白光下为趋向光源摆动上升,摆动幅度由大到小,再变大,最大摆幅为0.6 cm,最小摆幅为0.1 cm.红光下为近直线趋向光源和垂直光源方向摆动两个阶段,近直线趋向光源持续(21.9±1.6)h,垂直光源方向摆动持续(8.8±0.5)h,最大摆幅为3.5 cm,最小摆幅为2.0 cm.蓝光下为“Z”形向光源上升运动,(110.0±5.8) min和(223.5±4.9) min两种周期交替进行.红-蓝光下趋向蓝光运动持续(12.0±3.8)h后,转慢速趋红光运动.不同光质下48 h内豇豆幼苗增长高度由高到低为:红光＞黑暗＞蓝光＞白光＞红-蓝光.豇豆幼苗在没有光照下也产生环旋运动,环旋运动不需要光的诱导,但光质改变了幼苗运动的方向和速度.不同光质下豇豆幼苗有不同的运动形式,但总体上都表现为趋光性.

目的 观察姜黄素介导的光动力疗法(PDT)对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)及其生物膜活性的影响.方法 先用单态氧荧光探针(SOSG)验证光动力下姜黄素产生活性氧(ROS);后实验对象为MRSA悬液和MRSA生物膜,均分为姜黄素组、PDT组、姜黄素-PDT组、空白对照组4组.姜黄素组和姜黄素-PDT组分别设置不同浓度剂量组(1.00、6.25、12.50、25.00 μmol/L).PDT处理为450 nm波长光源照射(辐照度1W/cm2).稀释平板法检测MRSA浮游菌存活率,MTF法测定生物膜内MRSA存活率.MRSA生物膜通过扫描电镜观察鉴定.应用SPSS20.0统计软件分析,计量资料以均值±标准差(Mean±SD)表示,各组间比较用方差分析.组间差异有统计学意义时进行组间两两比较的SNK-q检验.结果 姜黄素光动力下产生ROS呈浓度依赖性;浓度一定时,ROS量5 min后趋于稳定.实验浓度范围内,姜黄素-PDT组对MRSA浮游菌及生物膜内细菌的杀伤作用呈姜黄素浓度依赖性,浓度为25 μmol/L时,存活率分别降至(0.38±0.32)％、(34.50±1.44)％,同时,扫描电镜结果显示生物膜完整性破坏明显.姜黄素组、PDT组与空白对照组比较,差异无统计学意义(t =0.28、0.71,P＞0.05).结论 姜黄素介导PDT体外对MRSA浮游菌及生物膜内MRSA均有浓度依赖性的杀伤作用,同时还可有效破坏MRSA生物膜结构.

以野生亚成体齐口裂腹鱼为实验对象, 进行了光色选择实验和趋光性实验, 旨在找到异齿裂腹鱼的偏好光色和光强.实验变量设置5种光色 (红、黄、蓝、绿和黑暗) 及3种流速工况 (0、0.15和0.30 m·s-1) .在光色选择实验中, 研究了齐口裂腹鱼在静水、光强照度为10 lx下不同光环境下的偏好行为.结果表明:齐口裂腹鱼对5种光色的喜好顺序为绿色＞蓝色＞黑色＞红色＞黄色, 且在绿光和蓝光区域中的分布率和选择指数显著大于红光和黄光区域 (P＜0.05) .在趋光性实验中, 研究了光源光照强度均为20 lx, 不同水流流速 (0、0.15和0.30 m·s-1) 时齐口裂腹鱼的趋光性, 发现:无论在静水还是动水工况下, 齐口裂腹鱼均对蓝光和绿光表现为正趋光性, 对红光和黄光表现为负趋光性;齐口裂腹鱼属弱趋光性鱼类, 且其趋光性不随水流的增大而增大, 趋光阈值为1.402.65 lx.依据实验结果, 我们建议在工程中采用光强照度为20 lx的绿光进行诱集齐口裂腹鱼.

目的:利用调Q激光脉冲改变医用通体发光光纤皮层微结构的方法,解决光纤前后端发光强度差异大、侧面发光强度不均匀的问题.方法:采用NaturaLase QS激光器的1064 nm调Q激光,对医用通体发光光纤进行定量再加工,通过设置激光器的不同参数,实现光纤未弯曲处的皮层结构微加工,增加光散射强度,使其与光纤弯曲处的发光光强基本相同.结果:调Q激光器加工位置越靠近光源,加工位置的光功率逸散越大;加工位置越靠近光纤末端,加工位置的光功率逸散越小.调Q激光参数设置为波长1064 nm、每个脉冲能量2 J时散射效果最佳.结论:以控制最佳输出能量密度和光斑大小为输出指标的加工方法能够提高侧面发光效率和均匀性,该加工方法在一定程度上解决了医用通体发光光纤侧面发光强度不均匀和能量不均等问题.