在连续性肾脏替代治疗（CRRT）过程中，置换液自身的温度、液体流量及血液在体外循环等多种因素，导致回输至体内的血液温度往往低于正常，从而引起患者体温下降，造成低体温，严重时可危及生命。临床中，医护人员大多采用机器自带的加温装置、体外循环液体温箱、升温毯等方式减少CRRT患者低体温的发生，但效果均不理想。为此，安徽医科大学第二附属医院重症医学一科医护人员设计了一种CRRT透析液袋加温保温装置及温控系统，获得了国家发明专利（专利号：ZL 2021 1 0334906.7）。该装置包括加温保温装置和温控系统，其中加温保温装置由加热透析液袋的本体和温控结构组成，解决了CRRT治疗过程中难以对液体实施安全高效加温及保温的问题；温控系统通过数据采集、数据处理、数据分析、调控、显示5个模块之间的配合使用，能显示患者体温的动态变化，及时调整透析液袋温度，并实时监测回输血液温度。将该装置应用于CRRT，可实现对危重症患者体温的精准管控，具有一定临床意义。

目的:通过体外实验探究无托槽隐形矫治磨牙远中移动不同设计方式下上颌牙列的三维受力，以期为临床设计合理的磨牙远中移动方案提供依据。方法:根据上颌磨牙远中移动方式，进行3种无托槽隐形矫治器设计：同时移动组设计上颌第一和第二磨牙同时远中移动；第二磨牙移动组设计上颌第二磨牙远中移动；第一磨牙移动组设计上颌第一磨牙远中移动；每组制作10个矫治器，移动量设计为0.2 mm。建立无托槽隐形矫治器上牙列三维力学传感测力装置，该装置包含14颗牙齿的上颌牙列模型，每颗牙齿与单独的传感器连接后将无托槽隐形矫治器戴入该上颌牙列模型，通过数据采集软件对14个传感器的数据进行采集。以移动牙为目标牙，除移动牙外的其余牙为支抗牙，测量3组无托槽隐形矫治器各牙位三维受力数据，并进行组间比较。结果:同时移动组第一和第二磨牙矢状向受力分别为（5.61±0.94）和（5.81±1.08）N，均显著小于其他组相同牙位目标牙（ P<0.05）；第一磨牙移动组第二磨牙受到矢状向反作用力（-6.73±1.99）N；3组前牙均受到矢状向反作用力，力值从尖牙至中切牙逐渐减小。冠状向上，同时移动组第二前磨牙受到腭向反作用力，力值为（-2.17±1.06）N；第二磨牙移动组第一磨牙同样受到腭向反作用力，力值为（-1.99±0.70）N；第一磨牙移动组第二磨牙、第二前磨牙也受到腭向反作用力，分别为（-2.85±0.57）和（-1.85±0.74）N。相比矢状向与冠状向受力，3组目标牙和支抗牙的垂直向受力均较小。 结论:同时远中移动第一和第二磨牙时两者受到的矢状向矫治力较小；单独远中移动第一磨牙时第二磨牙受到较大的矢状向反作用力；磨牙远中移动时应设计相邻支抗牙的颊向位移以抵消支抗牙受到的腭向反作用力。

目的:研究Eclipse计划系统Acuros XB算法不同计算网格大小对脑转移瘤计划验证通过率的影响.方法:选取17例脑转移瘤患者进行全脑及转移灶推量的放疗方式,使用Eclipse 15.5计划系统对所选病例进行3个全弧计划设计,采用Acuros XB算法,对每例患者分别使用0.25 cm、0.20 cm、0.15 cm、0.10 cm计算网格大小进行计划剂量计算,同时记录不同网格计划计算时间.利用电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)进行数据采集,用 Portal Dosimetry 分析得到 3％/3 mm、3％/2 mm、3％/1 mm、2％/3 mm、1％/3 mm不同评判标准的Gamma通过率,并对不同网格大小的Gamma通过率进行比对分析.结果:随着剂量计算网格的减小,计划计算时间数倍增长差异具有统计学意义(P＜0.05),当网格大小从0.15 cm降到0.10 cm时,计算时间平均增加18分钟.对于计划通过率,除0.10 cm与0.15 cm的3％/1 mm Gamma通过率无差异(P=0.356)外,计算网格大小为0.10 cm的Gamma通过率优于0.25 cm、0.20 cm和0.15 cm(P＜0.05),同时随着计算网格的减小,通过率增加幅度逐渐变缓,0.10 cm与0.15 cm的通过率差异极小.结论:对于全脑及转移灶推量的计划,使用0.15 cm网格在不显著增加计算时间的同时,可以增加计划的通过率.

为解决医疗设备运行数据、故障数据的采集,设计一种基于无线网络Wi-Fi的医疗设备物联网采集装置.该采集装置的设计基于STM32F407的32位微控制器与ESP8266无线模组集成的,通过Wi-Fi进行通讯的物联网数据采集装置.通过该采集装置,在配置波特率后,能够实现通过串口等数据接口读取医疗设备的运行数据,并通过无线模组进行配网,连接到楼层网络无线接入点(AP)后,实现与物联网平台服务器的数据交互,达到对医疗设备的动态管理.装配应用该采集装置,可实现在物联网平台软件对呼吸机、高频电刀、监护仪、血液透析机等设备的数据采集应用,解决无法实现无线通讯的医疗设备的数据通讯问题,在获取通讯协议的前提下,可适配于较多该类型医疗设备的数据采集及数据发送功能,实现医院对该类型医疗设备的动态管理.

目的 通过野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术进行软硬件开发,实现一种多参数呼吸训练装置的专利样机转化.方法 利用野火骄阳32单片机开发板开发应用程序,通过单片机开发板实现流量信号和压力信号的输入,舵机阀、涡轮风机、电磁阀的控制输出与上位机的数据通信等功能;样机非标零部件通过3D建模及打印技术完成制造,并将单片机开发板、标准零部件和非标零部件进行组合以完成样机开发.结果 野火骄阳32单片机开发实现了传感器数据采集、运动部件的控制输出、上位机软件的数据上传和接收;3D建模及打印技术实现了非标零部件及机器外壳的制作,以低成本成功制作出样机;样机通过质控仪检测,流量值误差范围为±15%,气道压力值误差范围为±[2%FS(满量程)+4%×实际读数],样机参数精度满足JJF1234-2018《呼吸机校准规范》要求.结论 野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术的应用,以低成本实现了样机制作,能够为专利的商业转化提供重要参考,为医工专利转化提供了一种新的思路.

本文建立了一套微波热声实时成像系统,该系统由脉冲微波发生器,多元环形探测器,多通道数据采集装置和数据重建装置共同组成.在实验中,利用填充盐水的两个塑料管验证其实时成像的性能,结果表明,该系统能够实现每秒16.7帧的成像速度.随后,对活体小鼠的正常区域和肿瘤区域分别进行热声成像,得到肿瘤和正常区域的对比度为1.7:1,证明了该系统在肿瘤检测中有较高的对比度.最后,利用该系统监控细管趋近离体肿瘤的过程.因此该系统有望应用于实时监测.综上所述,该热声成像系统具有无损,成像速度快和大视场的良好性能,有望在生物医学中得到广泛的应用,尤其在肿瘤筛查和实时监控方面发挥作用.

心电、心音和心冲击图分别从不同方面反映心脏的活动情况,本文设计了一种可同步采集这3种生理参数的可穿戴的设备.该设备以nRF52832蓝牙低功耗SoC为主控芯片,利用数字麦克风(MP34DB02)采集心音信号,利用ADS1191心电模拟前端采集心电信号,利用加速模块采集心冲击图.该装置大小为110 mm×34 mm×10 mm,重量为32 g,在人体合适的部位贴上两个心电电极片,把设备安装在心电电极扣上即可实现数据采集.设备采用蓝牙低功耗进行数据传输,功耗较低,配备75 mA的可充锂电池,可以记录20 h的数据.该设备体积小、使用方便,适用于家庭日常使用.

本文拟研究心脏全心动周期各房室容积与时间的关系,用于指导动态心脏体模的运动测控.本课题组共筛选50例试验对象以回顾性心电门控技术采集20个时相的心脏计算机断层摄影造影(CTA)图像,利用心功能分析软件测量心脏全心动周期各房室容积值.将患者按照性别、年龄、体重、身高、心率等因素分组,采用重复测量设计方法进行统计学分析,利用结构化稀疏算法拟合容积时间关系的数学表达式.研究结果显示,以性别、年龄、体重、身高和心率分组,在时间点上各房室容积值的差异均具有统计学意义(P=0.000);时间因素与性别分组在左心室存在交互作用(F=8.597,P=0.006),其余分组与时间因素不存在交互作用;右心室在不同体重分组之间容积值的差异具有统计学意义(F=9.004,P=0.005),其余各分组之间容积值的差异均无统计学意义.其次,以结构化稀疏算法与最小二乘法拟合的心脏各房室容积时间关系式的准确度相当,但前者拟合结果的表达式更简洁,其基函数的非零元个数仅为最小二乘法的2.2％,且鲁棒性测试表明,拟合结果鲁棒性可靠.基于本文以上研究结果提出,若将拟合关系式用于心脏运动测控或能更准确模拟动态心脏的运动规律,为动态心脏体模运动仿真的测控装置研究奠定了一定的理论基础.

为了提高传统手工烫伤实验效率和精度,通过预设参数实现自动化烫伤,并降低误伤实验人员的可能性,本研究研制了一种基于多传感器的大鼠自动化烫伤实验及数据采集平台.该平台结合多传感器和微处理器所组成的监控系统,实时采集烫伤实验过程中的温度、压力曲线,结合比例、积分和微分(Proportion, Integration and Differention,PID)算法精准控制加热模块和机械传动装置,实现对烫伤部位温度、压力、时间达到实验预设目标.该平台现已完成样机研制,可初步实现大鼠自动化烫伤.

目的:为了动态监测运动情况下的人体生命基本体征和周边环境信息,设计研发一套可穿戴智能装置.方法:采用系统集成方式,整合多个传感器模块,完成整机设计.以微控制器为核心部件,编写嵌入式应用程序实现外围传感器组的控制、数据获取.采用模拟串口技术,保证多个传感器协同工作.通过蓝牙实现手持机与主控模块之间的无线数据传输.结果:所设计的监测装置功耗低、体积小、质量轻,监测数据准确,满足穿戴式移动监测设备的设计要求.结论:该穿戴装置能够为使用人员提供实时监测数据,对于保证人员生命安全和健康具有积极作用.