目的设计一种穿戴式无线胸贴监护终端,实现心电、呼吸、体温信号的采集、处理和无线传输.方法采用集成呼吸阻抗和ECG前端的模拟前端ADS1292R来采集人体心电和呼吸信号,使用低功耗、高精度数字温度传感器MAX30208来采集体温.并通过带有Arm Cortex-M4F内核的低功耗nRF52840蓝牙SoC,设计滤波算法进行信号处理和无线传输.结果实验结果表明,所设计的监护终端能实时监测人体的心电、呼吸和体温参数,并通过蓝牙将监测结果发送出来,连续工作时间超过13 h.结论穿戴式无线胸贴监护终端便携性好、待机时间长,测量精度高,在家庭健康监护、移动医疗、智慧医疗领域具有较好的应用前景.

采用实验室盒养方式,在高密度投虫工况下,考察不同深度料温、不同料温监测方式以及不同监测点位等因素对黑水虻Hermetia illucens转化鸡粪原料过程中料温监测效果的影响,以期优选出更有效的黑水虻养殖料温监测预警策略.结果表明,黑水虻养殖物料表面温度明显高于其余深度,随着物料深度增加呈逐渐降低趋势,并且各深度料温与表面料温呈正相关关系(P＜0.05);热电阻、红外传感器和红外热成像等不同测温方式均可以测量料温,通过对非接触测温方式与热电阻实测物料表面温度进行相关性分析发现,红外传感器测温方式具有更好的相关性,其二次多项式拟合方程精度最高(R2=0.952);从不同测温位置效果分析,整个养殖周期中心点平均料温明显高于四周,可作为黑水虻养殖料温高温预警的主要监测点.该研究结果为后续研究料温调控策略和黑水虻养殖环境智能控制系统提供了科学依据.

热射病是一种由热刺激引起、发展快速、对机体健康产生严重危害的危重疾病，可引起多器官功能受损，病死率较高。此外，约30%的幸存者会遗留不同系统的后遗症，如神经系统。目前早期迅速降温为热射病治疗的核心。因此，解放军总医院第八医学中心重症医学科的医护人员与工程师合作，针对野外以及院内救治的特点，研发了一种热射病降温组件，以实现在野外和院内早期迅速降温及有效的目标温度管理（TTM）。降温组件由降温毯、降温帽两大部分组成，二者均由温变面料制成。降温毯包括背衬层、缓冲层、柔性导热囊体、温变组件、固定部件、温度传感器。降温帽包括主体及侧耳，其中主体佩戴于患者头顶，正面装有柔性显示屏，便于实时监测降温毯温变组件的温度；侧耳可包裹患者双耳及颈部，设计有鼓膜测温计可对鼓膜温度实时监控以指导降温治疗的时程、及时停止降温。该降温组件具有携带和操作方便、实时监测温度、降温效果确切、可重复使用的特点，用于热射病患者的现场急救、转运、病房内持续降温。

目的:研制创面温度与压力无线传感模块(下称无线传感模块)并进行相关特征性检验和生物安全性评价。方法:(1)设计无线传感模块结构及工作模式；在柔性排线一端焊接温湿度传感器，和压力传感器同时与焊接了蓝牙发射器、微处理器和电源接口的印制电路板相连，建立无线传感模块；开发移动端数据接收应用程序，在智能手机上，通过蓝牙功能读取无线传感模块暴露在空气中的检测数值。(2)同时用无线传感模块和红外线测温仪测量35～42 ℃热水袋温度，对比30对数据并进行相关分析。(3)于第2作者手臂贴负压封闭引流材料，将无线传感模块置于负压条件下，同时记录无线传感模块测得负压值和负压表数值，对比14对数据并进行相关分析。(4)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每3平方厘米表面积加入1 mL生理盐水，分别配置相应材料浸提液。取20只6～8周龄雌性C57BL/6小鼠，称量实验前体质量，采用随机数字表法分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、混合浸提液组和生理盐水组(每组5只)，分别腹腔注射压力传感器浸提液、焊接温湿度传感器柔性排线浸提液、压力传感器浸提液与焊接温湿度传感器柔性排线浸提液1∶1混合浸提液、生理盐水50 mL/kg，观察小鼠有无异常毒性反应，并称量注射后24、48、72 h小鼠体质量，综合评估材料毒性。(5)取4只3～6个月龄、雌雄不限日本大耳白兔，脊柱左侧2个区域敷贴无菌纱布设为无菌纱布组，脊柱右侧2个区域敷贴无线传感模块设为无线传感模块组，评估各区域敷贴后1、12、24、48 h皮肤状态，按照皮肤刺激性评分标准记录评分。(6)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每1平方厘米表面积加入1 mL无血清DMEM培养基，分别配制相应材料浸提液。取L－929成纤维细胞株，分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、苯酚对照组、培养基对照组，前2组分别加入对应浸提液，苯酚对照组加入64 g/L苯酚，培养基对照组加入不含血清的DMEM培养基培养，体积均为100 μL。噻唑蓝法检测培养2、4、7 d吸光度值以计算细胞增殖率(各时间点样本数为6)，进行细胞毒性分级。对数据行配对样本 t检验、Wilcoxon符号秩检验、Pearson相关分析、Spearman相关分析、Mann－Whitney U检验、重复测量方差分析、析因设计方差分析、单因素方差分析、Bonferroni校正。 结果:(1)智能手机通过蓝牙功能成功接收无线传感模块检测的空气温度、湿度与压力信息。(2)无线传感模块测量的热水袋温度为(37.7±1.7)℃，与红外线测温仪的(37.7±1.7)℃相近( t＝－0.112， P>0.05)，且二者存在明显正相关( r＝0.996， P<0.01)。(3)无线传感模块测量的手臂负压材料下负压为－36.7(－38.8，－27.4)kPa，明显低于负压表的－22.7(－32.7，－12.5)kPa( Z＝－3.235， P<0.01)，但二者绝对值存在明显正相关( ρ＝1.000， P<0.01)。(4)各组小鼠均无异常毒性反应。4组小鼠体质量总体比较，差异无统计学意义( F＝3.132， P>0.05)。(5)敷贴后1、12、24、48 h，2组兔敷贴区域皮肤刺激性评分均相近( Z＝－1.000、<0.001、－0.620、<0.001， P>0.05)。(6)培养各时间点，与培养基对照组比较，压力传感器浸提液组和柔性排线浸提液组细胞增殖率均明显升高( P<0.01)，苯酚对照组细胞增殖率均明显降低( P<0.01)。培养2、4、7 d，苯酚对照组细胞毒性分级分别为1、1、2级，各浸提液组细胞毒性分级均为0级。 结论:无线传感模块集成了温湿度与压力传感器，可监测局部温度与压力，并能在移动端应用程序上实现参数的可视化，其测量温度准确，压力测量结果与负压表负压值变化趋势一致，且生物安全性良好，具有较大的临床应用价值和发展前景。

目的:探讨围术期全程闭环体温管理系统预防老年股骨颈骨折患者低体温的效果。方法:采用回顾性病例对照研究分析2020年1月至2020年12月成都市第一人民医院收治的120例老年股骨颈骨折患者临床资料，其中男48例，女72例；年龄60~79岁［（68.3±5.0）岁］。患者均接受人工全髋关节置换术治疗。40例采用全程闭环体温管理系统进行保温（闭环组），40例采用医用加温垫进行保温（保温组），40例采用常规棉被进行保温（对照组）。记录三组佩戴体温传感器8 min（T0）、麻醉诱导时（T1）、麻醉诱导后30 min（T2）、麻醉诱导后60 min（T3）、术毕（T4）及进入麻醉恢复室（PACU）20 min时（T5）的核心体温。比较三组术前和T4时凝血酶时间（TT）、凝血酶原时间（PT）及活化部分凝血活酶时间（APTT）。比较三组术中低体温发生率、PACU期间寒颤发生率、手术部位感染发生率、拔管时间（停药至拔除气管导管）、住院时间（手术当天至出院时间）及使用设备相关的不良反应。结果:T0时三组核心体温差异无统计学意义（ P>0.05）。T1时闭环组核心体温［（36.61±0.28）℃］高于保温组［（36.45±0.28）℃］和对照组［（36.44±0.27）℃］（ P<0.05），保温组和对照组核心体温差异无统计学意义（ P>0.05）；T2~T5时闭环组核心体温［（36.46±0.28）℃、（36.40±0.30）℃、（36.45±0.37）℃、（36.50±0.27）℃］高于保温组［（36.32±0.31）℃、（36.24±0.26）℃、（36.28±0.30）℃、（36.24±0.31）℃］和对照组［（36.12±0.30）℃、（35.98±0.28）℃、（35.73±0.31）℃、（35.81±0.32）℃］（ P<0.05），保温组核心体温高于对照组（ P<0.05）。T1时闭环组核心体温较T0时升高（ P<0.05），保温组和对照组核心体温与T0时比较，差异无统计学意义（ P>0.05）。T2~T5时闭环组核心体温与T0时比较，差异无统计学意义（ P>0.05），保温组和对照组核心体温较T0时降低（ P<0.05）。T1~T5时闭环组核心体温均在设置的目标温度范围内。术前三组TT、PT、APTT差异无统计学意义（ P>0.05）。T4时闭环组TT［（18.9±1.7）s］、PT［（11.9±0.7）s］、APTT［（35.5±3.3）s］和保温组TT［（18.8±1.7）s］、PT［（11.6±0.8）s］、APTT［（35.7±3.4）s］均短于对照组［（20.9±1.3）s、（13.0±0.8）s、（38.7±3.4）s］（ P<0.05）。T4时闭环组和保温组APTT较术前延长（ P<0.05）；T4时对照组TT、PT、APTT较术前延长（ P<0.05）。闭环组术中低体温发生率［18%（7/40）］、PACU期间寒颤发生率［3%（1/40）］和保温组术中低体温发生率［33%（13/40）］、PACU期间寒颤发生率［8%（3/40）］差异均无统计学意义（ P>0.05），均显著低于对照组［75%（30/40）、33%（13/40）］（ P<0.05）。闭环组拔管时间［（12.5±3.6）min］和保温组拔管时间［（13.2±3.9）min］差异无统计学意义（ P>0.05），均较对照组［（16.6±4.0）min］明显缩短（ P<0.05）。三组手术部位感染发生率和住院时间差异无统计学意义（ P>0.05）。保温过程中三组均未出现过敏、压疮等不良反应。 结论:围术期全程闭环体温管理系统能够有效维持老年股骨颈骨折患者的核心体温，改善凝血功能，预防围术期低体温，减少寒颤，缩短拔管时间，且不增加其他不良事件风险，可安全应用于临床。

目的:设计桡骨远端骨折夹板压力读取系统,以实现对夹板固定压力的实时监测.方法:该系统硬件由主控单元、压力温度采集单元和电源管理单元组成.其中,主控单元采用STC15系列的单片机作为主控芯片,压力温度采集单元选用FSR400薄膜型压力传感器和DS18B20数字温度测量芯片.系统软件采用C语言编写.在固定带上分别以与柳木夹板和3D打印夹板呈90°、60°、30°的方向施加载荷,负载总质量从600 g增加至1 200 g.采用该系统测试夹板承受的压力大小及分布情况,每次测试重复6次.结果:该系统能够实时采集夹板的压力数值,并能通过显示屏显示.固定带分别与柳木夹板、3D打印夹板呈90°、60°、30°时,不同载荷下各传感器的最大压力均出现在固定带与夹板边缘连接处,夹板中间部分受到的压力相对较小.固定带在与柳木夹板呈90°、载荷1 200g时柳木夹板承受的压力最大,为(239.17±4.49)g;固定带在与柳木夹板呈60°、载荷600g时柳木夹板承受的压力最小,为(89.83±17.38)g.固定带在与3D打印夹板呈90°、载荷1 100g时3D打印夹板承受的压力最大,为(177.67±21.77)g;固定带在与3D打印夹板呈30°、载荷600g时3D打印夹板承受的压力最小,为(66.50±3.02)g.结论:该系统可及时读取夹板不同载荷、不同角度下受到的压力,且与柳木夹板相比,3D打印夹板上的压力分布更均匀.该研究可为临床夹板固定定量化治疗提供理论依据.

为在航空转运过程中检测机载负压隔离方舱的环境数据,研制一款航空用负压方舱环境检测仪,由壳体、差压变送器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器、温湿度传感器、数据处理模块、液晶显示屏与通用串行总线(USB)数据接口等部件组成负压方舱环境检测仪,可实时检测二氧化碳浓度、氧气浓度、温度、相对湿度、舱内与舱外压差和舱外气压等环境数据,数据处理模块收集数据处理后,由液晶显示屏实时显示数据与数据变化曲线,并通过USB数据接口提取检测数据.在航空环境使用时,该检测仪可无故障连续工作时间≥300 h,故障平均修复时间约为30 min,性能良好,检测精度较高,可为负压方舱的环境数据检测提供便利.

目的:为弥补低压舱及抗荷缺氧训练仪在飞行员缺氧耐力检查中应用存在的不足,研制一种低氧混合气体制备装置.方法:该装置采用气体分离原理制备低氧气体,硬件主要由盛源OLF1100D-220AF空气压缩机、SMC IDG75SAM4-03 过滤器、缓冲罐、AIR Products PA3010 一体化集成高分子膜、控制盒、传感器与调压阀等部件组成.其中,传感器包括压力传感器、流量传感器、浓度传感器和露点温度传感器,控制盒由主控板、电源模块、变送模块、通信模块、显示屏以及外壳组成.控制软件为嵌入式软件,采用KEIL5开发,采用C++编写.结果:该装置可以制备体积分数为4％～18％的低氧气体,体积分数最大误差为0.05％,而且制备气体的主要成分满足GB 8982-2009《医用及航空呼吸用氧》中规定的医用氧技术要求.结论:该装置制备的低氧气体体积分数控制精确,可用于飞行员缺氧耐力检查及缺氧习服训练.

活立木茎干水分含量作为一种典型的生理水分参数,一直是活立木生命状态最为有效的表征参数之一,对维持整株树木水分平衡起着极其重要的作用,受到研究者、林木抚育者的高度重视.但活立木茎干水分含量的获取方法一直受到操作烦琐、成本昂贵、实时性不强、准确率不高及有损活立木生命等因素的影响,限制了对其深入的应用研究.该研究创新性地采用一种具有自主知识产权的茎干水分传感器,实时、无损地获取活立木茎干水分含量,并对茎干水分含量序列特征及其影响因素进行较为详细的研究.以常见的绿化树种五角枫(五角槭,Acer pictum subsp.mono)为研究对象,采用基于驻波率原理的植物茎干水分传感器实现对五角枫茎干水分含量原位且无损监测,同步监测相关气象因子,分析生长季不同时期茎干水分含量序列特征及其与各气象因子的关系.结果显示:(1)茎干水分含量在春季(4月)和秋季中后期(9-10月)呈"昼升夜降"的趋势,夏季至秋季中期(5-8月)呈"昼降夜升"的趋势;阴天会抑制茎干水分含量的日极差与极大值,雨天时,茎干水分含量会明显上升;干燥天气会使茎干水分含量呈下降趋势;(2)生长季萌芽期,对茎干水分含量变化起直接作用的气象因子主要是空气温度和饱和水汽压差,茎干水分含量与空气温度和土壤水分含量呈显著相关关系;生长期,影响茎干水分含量的主导因子为饱和水汽压差和土壤温度,茎干水分含量与饱和水汽压差和空气温度呈显著相关关系;落叶期,对茎干水分含量变化起直接作用的因子主要为空气温度和饱和水汽压差,且茎干水分含量与两因子的皮尔逊相关系数较高.采用逐步回归分析法构建3个时期茎干水分含量与各气象因子的回归方程模型,不同时期进入回归模型中的气象因子均有所不同.综上所述,该研究揭示了在不同气象因子协同作用下生长季茎干水分含量呈现出不同的序列特征及其影响因素,可为理解植物茎干内部水分运移规律及其环境适应机制提供一定的借鉴作用.

目的 设计并验证快速复用热封系统对超声探头快速复用的应用效果.方法 ①通过医工结合的方式设计并检测快速复用热封系统的性能,主要包括防护膜(多层共挤聚烯烃热收缩膜)和热封主机,根据热缩原理使热缩膜快速热缩贴合于超声探头.在探头表面分别安装温度传感器,进行该系统隔热性能测试.②采用方便抽样法选取超声引导下动脉穿刺患者90例作为研究对象,每组30例,分别采用3种临床常用措施对探头进行保护,在使用前对穿刺部位周围进行水溶性荧光标记.实验组为热封系统组,采用快速复用热封系统标准操作方法保护超声探头.对照组1为消毒湿巾组,采用双链季铵盐消毒湿巾反复擦拭探头表面10～15次后待干;对照组2为保护套组,采用一次性使用腔镜保护套覆盖探头前端,手柄部位采用线绳结扎.对比探头使用前后,实验组与两个对照组超声探头表面水溶性荧光标记(反映探头表面菌落残留)和复用时间(第一次使用结束至第二次使用开始前所用时间).结果 ①超声探头内部的温度均低于40℃,快速复用热缩系统尚不会影响超声探头性能;②热封系统组复用时间[中位数(P25,P75)]为[8.00(7.00,10.00)]s,低于消毒湿巾组的[95.50(8.00,214.00)]s和保护套组的[25.00(8.00,51.00)]s,差异均有统计学意义(P<0.05).热封系统组与保护套组使用后均未见荧光残留,热封系统组荧光残留少于消毒湿巾组(26例残留),差异有统计学意义(χ2=45.882,P<0.05).结论 本研究设计研发的热缩膜可针对设备尺寸、大小随意切割剪裁,热缩后能对设备进行紧密贴附和包裹,牢固美观;热封系统实现热缩膜与主机的半自动化联动,减少耗时复杂的人为操作,缩短复用时间,应用方便快捷,能提高超声探头复用和运行效率.超声探头快速复用热封系统表面菌落残留少,能够为超声探头提供有效的物理屏障,且实验过程中未损坏探头性能,可以作为探头处理的新方法.