物理约束装置广泛应用于住院特别是在重症监护病房（ICU）内接受治疗的危重症患者，以防止因患者谵妄、烦躁时意外拔除各种监护导联线、治疗用管道、自伤或伤及他人等不良事件的发生。现有物理约束措施直接将患者的上肢捆绑固定在病床上，常给患者带来心理伤害，并可导致废用性肌萎缩的发生。在ICU中开展早期康复治疗有助于改善患者预后，但由于对护理和康复医师的人员数量依赖较大，故难以在ICU得到广泛开展。首都医科大学附属北京天坛医院重症医学科的医护人员设计了一种便于患者实施康复训练的物理约束装置，并获得了国家实用新型专利（专利号：ZL 2020 2 2492749.6）。该装置主要由横梁及其两端由摇臂连接的锁定装置、上肢限位器和上身限位器组成。通过上肢限位器和上身限位器限制患者上肢、上身及头部的活动，在限位器的角度限制下可避免患者自行拔除治疗管路，同时保留手部抓握横梁并转动横梁的能力，且横梁上的滑动块可左右滑动，进一步增加了上肢活动空间，从而满足患者上肢肌力的锻炼。在ICU治疗期间使用该装置尽早开展肢体康复训练，能够缓解患者被动束缚的抵抗情绪，降低废用性肌萎缩的发生率，消除医疗纠纷的潜在隐患，并最终改善患者预后。

目的 为从少量的低信噪比扩散加权(DW)图像中估计得到准确的扩散张量成像(DTI)量化参数,本文提出一种基于3D U-Net和DTI模型约束的扩散张量场估计网络(3D DTI-Unet).方法 3D DTI-Unet的输入为有噪声的扩散磁共振成像(dMRI)数据(包含1幅非扩散加权图像与6幅不同扩散编码方向的DW图像),通过3D U-Net网络预测得到降噪后的非扩散加权图像以及准确的扩散张量场,并通过DTI模型重建得到dMRI数据,将其与dMRI数据的真实值进行比较来优化网络,从而保证dMRI数据与扩散张量场的物理模型一致性.为验证所提方法的有效性,与Marchenko-Pastur主成分分析(MP-PCA)和基于全局指导下的局部高阶奇异值分解(GL-HOSVD)这两种扩散加权图像去噪算法进行实验对比.结果 从DW图像、扩散张量场以及DTI量化参数的定量分析结果以及视觉效果来看,所提方法均优于MP-PCA与GL-HOSVD.结论 本文所提方法能够从1幅非扩散加权图像和6幅DW图像得到准确的DTI量化参数,可减少临床采集时间,提高临床量化诊断的可靠性.

美国医疗财政管理局(Health Care Financing Administration,HCFA)将身体约束定义为"用任何物理或机械性设备、材料或工具附加在或临近于患者的身体,使患者不能轻易将其移除,以限制患者的自由活动或使患者不能正常接近自己的身体[1].身体约束不仅给患者带来不同程度身心伤害,也使护士面临众多伦理难题.随着经济、社会发展,我国民众对人权保护越来越重视,因而继美国将"住院患者身体约束率"定为护理敏感性质量指标[2]后,我国国家卫生计生医院管理研究所护理中心于2016年将"住院患者身体约束率"纳入《护理敏感质量指标实用手册》[3]中,致力于降低我国住院患者身体约束率.重症监护室(intensive care unit,ICU)是集疾病特殊性、复杂性和急迫性于一体的为患者提供全面支持和强化治疗的场所,为保证患者安全和提高治疗依从性,身体约束常被应用,本文将国内外ICU患者身体约束研究现状综述如下.

澳大利亚的国家养老质量指标项目以压疮、物理约束和非预期体质量下降3个指标为关键照护质量指标内容,本文分别对3个质量指标的定义、所致的不良事件,发生原因等进行解析,为构建适用于我国养老机构的关键照护质量指标提供借鉴.

目的 现代战争区域环境复杂多变,地形适应能力不足制约了救援机器在火线的推广应用.针对这一问题,该文设计一种新型单纵臂式悬架机构,开展原理分析与仿真优化,有效提升轮式救援机器人的地形适应能力.方法 利用多体动力学分析软件ADAMS建立虚拟悬架模型,根据救援机器人参数指标与工作条件,设置合理的约束条件与目标函数,优化悬架杆长尺寸和弹簧刚度系数.结果 通过仿真实验优化出最佳悬架结构参数,对比实验行程数据,发现此悬架可把螺旋弹簧减振器的小行程转化为轮胎运动的大行程.结论 单纵臂式悬架的机构设计与仿真研究对其物理样机的研发与螺旋弹簧减振器的选型有着重要意义,对小型轮式救援机器人的发展能起到一定的推动作用.

目的 研究右美托咪定和咪达唑仑用于重症监护病房(ICU)机械通气(MV)患者的早期目标导向镇静的可行性及安全性.方法 选择2015年5月至2016年10月预计机械通气超过24 h且需要镇静的ICU患者80例,按随机数字表法分为2组,分别给予咪达唑仑(41例)和右美托咪定(39例)镇静治疗,根据镇静程度评估量表(RASS)评分调整镇静药剂量,使镇静深度评分控制在-2～+1分;观察记录2组药物用量、48 h内浅镇静的时间、3 d内拔管率、两周内MV时间、ICU住院时间、ICU病死率以及心动过缓、谵妄、呼吸机相关性肺炎、物理约束、非计划拔管等的发生率.结果 右美托咪定与咪达唑仑均能使患者达到镇静目标评分,右美托咪定组更易达到浅镇静目标.与咪达唑仑组比较,右美托咪定组MV时间明显缩短[(102.47±81.84)h vs(172.71±83.09)h,P<0.05],48 h内浅镇静的时间明显延长[(37.79±5.85)h vs(25.14±9.89)h,P<0.01],3 d内拔管率明显增加(56.4％vs24.4％,P<0.01),ICU住院时间明显缩短[(9.05±5.97)d vs(14.76±9.15)d,P<0.05],谵妄发生率明显降低(30.8％vs53.7％,P<0.05),但心动过缓发生率明显增加(33.3％vs 4.9％,P<0.01).结论 与咪达唑仑治疗相比,以右美托咪定为基础的目标导向镇静方案具有良好的可行性及安全性,缩短了MV时间,提高了早期拔管率,缩短ICU住院时间,降低了谵妄发生率,但同时要加强心率的监测,防治心动过缓.

虚拟手术训练中,碰撞力的计算必不可少,常见的碰撞力计算中,经常会忽略碰撞体之间的摩擦.提出一种带有摩擦的碰撞力计算方法.首先,建立计算机图形学物理仿真中最为常用的粒子系统,总体的常微分方程通过隐式欧拉方法求解,通过碰撞检测找出潜在的碰撞点,建立碰撞约束和摩擦约束数学模型,再通过类高斯-赛德尔算法求解出摩擦接触力.然后分别进行10次单接触面和双接触面的接触碰撞实验,分析其相应时间和稳定后起伏平均值,再进行100次多接触点碰撞实验,分析其平均运算时间.实验表明,在单接触面和双接触面接触的情况下,模型碰撞的平均响应时间为0.02 s,接触力稳定后的平均起伏范围为±0.02个单位.在多接触点接触的实验中,11个接触点接触时,平均每个接触点的运算时间为1.9 ms,满足物理仿真的实时性要求.

目的:通过对早期目标导向镇静(EGDS)策略与标准镇静(STDS)策略的比较,为以后临床工作中镇静策略的选择提供一定的依据.方法:选取我院ICU患者100例,随机分为早期目标导向镇静(EGDS)策略组与标准镇静(STDS)策略组,在入组后48 h评估患者镇静状态分布情况及浅镇静达成率,通过CAM-ICU量表评价患者谵妄发生情况,并统计患者28 d生存率、气管插管拔管率、物理约束率、机械通气时间、ICU住院时间、住院费用,在出科前1d及出科后6个月通过SCL 90、SDS、SAS量表评价出科后患者心理状况.结果:①入组后48hEGDS组患者能更早达到浅镇静状态,48 h达到浅镇静的比例EGDS(80％),与STDS(53％)相比较,差异有统计学意义(P＜0.05);②EGDS组患者的气管插管拔管率、物理约束率、机械通气时间、ICU住院时间、住院费用均低于STDS组(P＜0.05),但两组患者28 d病死率差异无统计学意义(P＞0.05);③在出科1d,EGDS组患者在躯体化、强迫、人际关系、抑郁、敌对、恐怖、焦虑因子评分、SDS评分、SAS评分均低于STDS组(P＜0.05),在出科后6个月,EGDS组患者在躯体化、强迫、人际关系、抑郁、焦虑因子评分、SDS评分、SAS评分低于STDS组(P＜0.05).结论:早期目标导向镇静治疗能够使重症机械通气患者尽早达到浅镇静状态,减少住院期间患者谵妄发生率,降低物理约束率、气管插管拔管率,缩短机械通气时间及患者住院时间,降低住院费用,并能改善患者出科后心理状况.

应用传统外科手术培训模式发展的医师队伍无法满足当前日益激增的膝关节病患就医需求,研究构建一套基于虚拟现实和力反馈技术的个性化膝关节置换手术仿真系统.采用医学影像三维重构技术创建膝关节解剖组织几何模型,应用正向CAD参数化建模技术建立手术器械的几何模型,研究三角网格体素化算法,并基于此生成组织和器械的物理体素模型;通过设备接口和虚拟代理点的坐标匹配映射建立手术器械的力触觉模型,AABB包围盒层次树作为碰撞检测模型,空间重叠相交模拟组织的切割变形,基于单点约束的力触觉渲染方法建立组织和器械的虚拟操作过程;以力反馈设备Phantom Omni和计算机为硬件平台,基于触觉引擎CHAI 3D和OpenGL等软件接口,开发构建虚拟膝关节置换手术仿真系统;将专业医学人员体验系统后实际手术操作训练时间与对照组的作比较,并采用问卷调查的形式对系统作出等级评估.结果表明,仿真系统可实现个性化膝关节置换手术沿规划路径钻孔和截骨操作的组织形变和力触觉反馈的仿真模拟,并且系统仿真的实时性能良好,视触觉刷新频率维持在60～1 000 Hz左右;统计结果显示,两组成员的实际手术操作时间存在显著性统计学差异(P＜0.04),问卷结果皆在平均优良水平(8分)之上(P＜0.05).仿真系统为个性化膝关节置换手术提供一种安全、可靠、有效的医学培训和术前演练方式.

目的 探讨物理优化与生物优化方法在肺癌大分割放疗中的剂量学差异.方法 选择10例非小细胞肺癌放疗病例,分别对每个病例使用物理函数(DV组)、生物函数-物理函数相结合(DV+EUD组、EUD+DV组)及生物函数(EUD组)优化方法重新进行VMAT计划设计;其中4个组计划约束函数不同,但约束条件与计算参数保持相同.通过计算与统计各项剂量学参数来评估4种计划优化方法在肺癌大分割放疗中的剂量学差异.结果 在靶区方面,EUD组与EUD+DV组的等效均匀剂量值相近,但这两组EUD值比另外两组分别高出2.8％～3.6％和3.2％～3.7％;EUD组与EUD+DV组的肿瘤控制率平均值也高于DV组和DV+EUD组(P＜0.05).均匀性指数值也不同(P＜0.05),而适形指数值相近(P＞0.05).在危及器官方面,正常肺组织的EUD、V5、V1o、V20、V30以及心脏与脊髓的剂量参数差异均相近(P＞0.05),但靶区使用生物函数的两组其全肺平均剂量较另外两组的略低.结论 生物函数在提高靶区的EUD与肿瘤控制率以及保护肺组织方面都具有一定的优势,临床工作中可以此为参考选择生物函数优化方法.