检索结果-南通市图书馆

作者：余守骏南方医科大学

学位级别：硕士

脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统损伤,其以高发病率、高致残率和高死亡率等特点,引起了医疗界的广泛关注,也是全球面临的医疗难题。近二十年以来,手术、药物、细胞移植以及康复治疗等方面虽然有了许多进步,但肢体的肌肉功能、感觉和... 详细信息

脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统损伤,其以高发病率、高致残率和高死亡率等特点,引起了医疗界的广泛关注,也是全球面临的医疗难题。近二十年以来,手术、药物、细胞移植以及康复治疗等方面虽然有了许多进步,但肢体的肌肉功能、感觉和自主神经功能丧失的问题始终没有得到解决。因此,通过工程学方法能够有效地恢复患者肢体的正常功能。本文主要关注外周神经进行功能性电刺激中出现的稳定性变差的问题。这种稳定性变差会导致患者常常无法完成一个稳定的动作,如举手,拿取物品等。因此,揭示外周神经功能性电刺激响应的稳定性变差的原因,对优化设计电刺激方案以及电极的设计具有指导性意义。外周神经功能性电刺激响应的稳定性变差的内在机制以及来源仍存在争议。目前,针对这种稳定性变差的现象,一种较为常见的假设则认为,外周神经功能性电刺激会在局部对神经元细胞膜电位产生扰动,使得其阈值电压产生波动,从而使得机械响应强度不稳定。为探究外周神经电刺激的稳定性变化,首先进行了外周神经功能性电刺激实验的准备工作,包括电刺激平台的搭建、动物手术准备和植入式电极的设计制作与测试。在坐骨神经电刺激实验中,发现同样电刺激参数下重复电刺激会导致机械响应的稳定性变差。因此,定义和计算了实验不稳定性,并观察到在改变刺激电流幅值的情况下不稳定性曲线出现“正峰值”,称之为不稳定性峰。试图解释和避开不稳定性峰,采用电路-概率理论对稳定性变差的现象做出解释,并给出积极的解决方案。本研究发现,一方面,神经电刺激实验的结果能够在仿真中很好地再现。这说明构建的仿真模型能够较好地解释神经电刺激实验现象。其中,本文认为电刺激中的不稳定性确实是由于阈值电压波动导致的,而不稳定性峰的来源是亚阈值刺激下跨膜电场产生的亚阈值振荡。另一方面,依据不同电刺激参数下不稳定性的仿真结果,提出了动态调整电刺激参数的指导性方案,以改善外周神经功能性电刺激响应的稳定性。

关键词：电路-概率理论数学模型 Simulink仿真神经电刺激

改进PSO-BP神经网络的压力导丝温度及非线性补偿研究与实现

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改进PSO-BP神经网络的压力导丝温度及非线性补偿研究与实现

作者：范广坡南方医科大学

学位级别：硕士

近年来,心血管疾病为我国居民的首要死亡原因。研究表明,随着人民生活水平的提高,造成心血管疾病的因素也逐渐增多,再加上于人口老龄化与人口增长,我国心血管疾病患病率及死亡率仍处于上升阶段。根据推算,中国目前心血管疾病患者人数高... 详细信息

近年来,心血管疾病为我国居民的首要死亡原因。研究表明,随着人民生活水平的提高,造成心血管疾病的因素也逐渐增多,再加上于人口老龄化与人口增长,我国心血管疾病患病率及死亡率仍处于上升阶段。根据推算,中国目前心血管疾病患者人数高达2.9亿人,因此心血管疾病的早期诊断与治疗尤为重要。随着医疗技术的不断进步,许多新的可用于心血管疾病中冠状动脉病变的诊断技术被提出。如冠状动脉造影(Coronary Artery Angiography, CAG)、血管内超声(Intravenous Ultrasound, IVUS)、光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)等。但是,无论是曾经的诊断冠状动脉病变的“金标准”CAG,还是在冠状动脉病变介入性诊疗中有很高指导价值的IVUS都只能对血管病变进行影像学评价,无法直接对冠状动脉病变部位的生理功能进行准确评价。只能根据诊断医生的经验来判断冠状动脉狭窄病变的性质,无法准确评价病变的严重程度,进而造成严重后果。为了能够更加准确的评价冠状动脉狭窄病变部位的生理功能状态,国内外研究者不断地在寻找新的有效的评价方法。1993年Pijls、Vanson等学者提出了冠状动脉的血流储备分数(Fractional Flow Reserve, FFR)这一新概念：FFR是指存在狭窄病变状态下心肌的最大血流量与同一区域假设不存在狭窄病变时心肌所获得最大血流量的比值。与之前的影像学评价方法相比,冠状动脉FFR从理论上来说不受血流动力学因素(如血压、心率、心肌收缩力等)影响,能够准确评价冠状动脉狭窄病变程度。目前,冠状动脉血流储备分数的测量设备主要包括两部分：一是压力导丝,二是测量主机。其测量过程为：压力导丝从人体下肢动脉或腰部动脉进入人体血管,配合血管造影技术引导到达冠状动脉狭窄部位,通过压力导丝远端的超微型压力传感器测得狭窄处两端的血压值,送到测量主机进行信号处理,进而计算得到FFR值。压力导丝作为FFR测量的核心元件,其测量精度的高低直接影响FFR测量结果。但其远端的超微型压力传感器本身尺寸极小,受传感器制造工艺影响,本身存在非线性问题,且受外环境温度影响严重。由于计算FFR所需的血流压力值由超微型压力传感器直接测得,它的非线性及温度漂移将直接影响FFR测量精度。因此,为了保证FFR测量结果的准确性,必须消除超微型压力传感器的温度漂移及非线性,通过有效的补偿方法对其温度及非线性误差进行补偿。针对压力传感器非线性及温度补偿问题,主要有硬件补偿和软件算法补偿两种解决方法。目前临床上正在使用的FFR测量系统主要是由美国的***和Volcano两家公司生产的,且这两家公司对于压力导丝的温度及非线性问题主要是通过硬件方法进行补偿。本课题组设计的FFR测量系统前期也进行了硬件方法的补偿研究,为避开硬件补偿方法己被国外公司申报专利保护,更重要的是为了进一步提高补偿精度,因此本课题希望找到补偿精度较高的软件算法实现压力导丝的温度及非线性补偿。但目前对于传统压力传感器进行温度及非线性补偿的软件算法比较成熟的是以BP (Back-Propagation)神经网络为主的人工智能算法。BP神经网络算法通过学习可以以任意精度逼近非线性映射模型,有效地提高补偿精度,但标准的BP神经网络存在易陷入局部最优、收敛速度慢和稳定性差等缺点。针对现有技术的缺点与不足,本文提出一种改进的粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)优化神经网络的权值和阈值,改善BP神经网络的补偿效果,并将其应用在压力导丝温度及非线性误差补偿上。通过实验验证,利用软件算法对压力导丝温度及非线性误差进行补偿,相比于硬件补偿方法降低了成本,提高了补偿精度,同时利用改进粒子群算法的全局寻优能力优化BP神经网络,可以避免陷入局部最优,提高神经网络的补偿精度、泛化能力和稳定性。论文最后对改进算法的压力导丝补偿模型进行了FPGA初步硬件实现,其补偿结果与软件仿真结果基本一致。论文第一章介绍了课题研究背景,包括血流储备分数定义,前期本课题组已经做的工作及工作中的问题,同时对国内外压力导丝温度及非线性误差补偿相关研究发展状况和FPGA相关技术背景进行论述,并对本课题研究内容和意义进行了具体描述,最后介绍了论文的结构安排论文第二章介绍了压力导丝的工作原理,并具体介绍了本课题研究的压力导丝的温度和非线性误差,并对目前已有的硬件补偿方法进行实现以及补偿效果分析,对传统硅压力传感器温度及非线性误差软件补偿原理及方法进行了简单介绍。在结合软件补偿方法的具体应用环境对目前己被广泛使用的各种软件补偿方法的深入学习和分析后,选择对粒子群算法进行改进后优化BP神经网络的软件补偿方法进行压力导丝的温度及非线性误差补偿研究。论文第

关键词：血流储备分数压力导丝温度及非线性补偿改进PSO-BP算法 FPGA

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含纳米银的抗菌凝胶和敷料的制备与表征

含纳米银的抗菌凝胶和敷料的制备与表征

作者：李达恒南方医科大学

学位级别：硕士

纳米银通常指粒径小于100 nm的金属银单质。由于纳米银的表面效应,同等浓度下其抑菌能力要明显好于大颗粒的银单质。此外,纳米尺度的银单质比银离子具有更好的抑菌效果。在医疗领域使用的过程中,银单质不会像抗生素那样,会因为细菌的耐... 详细信息

纳米银通常指粒径小于100 nm的金属银单质。由于纳米银的表面效应,同等浓度下其抑菌能力要明显好于大颗粒的银单质。此外,纳米尺度的银单质比银离子具有更好的抑菌效果。在医疗领域使用的过程中,银单质不会像抗生素那样,会因为细菌的耐药性而导致药效丧失。正因如此,纳米银在医疗卫生领域的应用成为了近年来研究的热点。目前,已有纳米银抗菌纤维、纳米银抗菌凝胶和纳米银抗菌敷料等医疗产品相继问世。其应用范围包括了痤疮、前列腺炎、癣、妇科疾病以及烧伤、创伤等的治疗。但有研究对当今中国市场上销售的纳米银医疗产品的体外细胞毒性进行了评测,结果发现,绝大多数的含纳米银医疗器械产品都具有Ⅲ级及以上的细胞毒性,生物相容性较差。对此,本研究的目的是制备出具有较低细胞毒性且具有一定抑菌能力的纳米银医疗产品,其中主要研究方向为纳米银凝胶,次要研究方向为纳米银敷料。凝胶和敷料可用于皮肤Ⅱ度烧伤中体液渗出期的治疗。这主要得益于凝胶和敷料的以下六个特性：①具有良好的生物相容性;②能吸收创面的渗出液;③能保持创面的湿润,从而促进肉芽组织的生长和伤口的愈合;④具有抑菌活性并能阻止外部细菌所带来的感染;⑤能较好地黏附在创面上;⑥具有一定的机械强度。在皮肤Ⅱ度烧伤的体液渗出期中,创面会分泌出大量的体液,临床上除了输液以补充丢失的体液外,还需要及时清理分泌出的体液,因为在潮湿的环境下,富有营养物质的分泌物会孳生大量细菌,从而导致创面的感染,进而影响创口的恢复甚至患者的生命安全。另外,创面由于没有皮肤的保护,用药时,药物的有效成分和其他分子量较小的成分都会随着受损的皮肤进入创口的细胞和人体的血液循环。如果药物的成分中有较高细胞毒性的成分,则在治疗的同时,会对患者造成二次伤害。因此,制备出一种有效抗感染且具有良好生物相容性的凝胶和敷料,对于患者的预后和转归将大有裨益。通常含纳米银的凝胶和敷料的细胞毒性来源主要有两方面：一是纳米银,二是凝胶和敷料本身的基质。对于同一浓度的纳米银来说,纳米银的尺寸越小,其抑菌能力也越强,但同时其体外细胞毒性也越大。与前面类似,纳米银的浓度越高,其抑菌能力也越强,同时其体外细胞毒性也越大。所以在本研究中,采用了光引发法制备纳米银,并使用泊洛沙姆407作为分散剂,使其纳米银尺寸处于一个中等的水平,以均衡其抑菌能力与体外细胞毒性水平。对于凝胶和敷料的基质来说,交联剂(如戊二醛)的引入常是其体外细胞毒性的主要来源。所以本研究采用了物理交联法,通过静电作用、氢键作用和分子链的相互缠绕等物理作用,形成具有三维网络结构的凝胶和敷料。从而避免了有毒交联剂的使用带来的毒性增大的问题。本研究以壳聚糖作为凝胶的主要基质,因为壳聚糖具有以下特性：①通过调节pH的方式,可以形成凝胶;②壳聚糖为天然高分子几丁质经脱乙酰化后形成的,材料来源广泛,且在自然条件下可降解;③壳聚糖本身具有一定的抑菌能力。此外,通过在基质中添加泊洛沙姆407,使得基质具有更好地吸收水分的能力。本研究通过光引发法制备纳米银,并对其进行了紫外可见吸收光谱(UV-vis)试验、X射线粉末衍射(XRD)试验以及扫描电镜(SEM)试验,以分别分析纳米银溶液的吸收光谱特性、纳米银颗粒的物性和纳米银颗粒的微观形貌。通过物理交联法制备含纳米银的凝胶和敷料,并对凝胶进行了pH测试、溶胀率试验、扫描电镜试验、粘度测试、抑菌圈试验以及体外细胞毒性试验,以分别分析其酸碱特性、吸水能力、微观形貌、粘度大小、抑菌能力以及生物相容性;对敷料进行了扫描电镜试验、拉力测试、溶胀率试验以及抑菌圈试验,以分别分析其微观形貌、力学特性、吸水能力以及抑菌能力。在制备纳米银时,本研究在蒸馏水和超纯水两种溶剂中,各分别加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和泊洛沙姆407两种分散剂对纳米银进行分散,即制备了蒸馏水-PVP、蒸馏水-泊洛沙姆、超纯水-PVP、超纯水-泊洛沙姆四组样品。将以上四组样品分别进行了紫外可见吸收光谱测试,结果显示,四组样品的最大吸光度所对应的波长,即最大吸收波长分别为442 nm、431 nm、431 nm和414 nm。由于最大吸收波长与纳米银的平均粒径呈正比,所以以上结果表明了泊洛沙姆-超纯水组的平均粒径最小。同时以上结果表明,在同种溶剂中,泊洛沙姆相比于PVP具有更好地减小纳米银平均粒径的作用;在同种分散剂中,在超纯水中制备出的纳米银的平均粒径要比在蒸馏水中的小。根据相关文献的报道,当最大吸收波长为416 nm左右时,所对应的纳米银平均粒径为60 nm,粒径大小中等,因此本研究选取了平均粒径更小的超纯水组进行了扫描电镜试验。通过扫描电镜测试,证实了超纯水-泊洛沙姆组的平均粒径(粒径分布为45-85 nm)要比超纯水-PVP组(粒径分布为50-120 nm)的小,同时也表明了超纯水-泊洛沙姆组相比于超纯水-PVP组具有更窄的粒径分布。

关键词：纳米银凝胶敷料抗菌制备与表征

动态血糖波动幅度评估参数的自动计算算法研究与应用

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动态血糖波动幅度评估参数的自动计算算法研究与应用

作者：林良卓南方医科大学

学位级别：硕士

继心脑血管病变、肿瘤之后,糖尿病已成为第三大严重威胁人类健康的慢性疾病,给个人健康和社会经济带来了严重影响,由糖尿病引发的慢性并发症是威胁糖尿病患者生命和健康的主要因素。研究表明,血糖波动是糖尿病慢性并发症发生、发展的潜... 详细信息

继心脑血管病变、肿瘤之后,糖尿病已成为第三大严重威胁人类健康的慢性疾病,给个人健康和社会经济带来了严重影响,由糖尿病引发的慢性并发症是威胁糖尿病患者生命和健康的主要因素。研究表明,血糖波动是糖尿病慢性并发症发生、发展的潜在独立危险因素。若血糖长期波动过大,会增加患者罹患糖尿病慢性并发症的危险性,因此对糖尿病患者进行血糖波动的监测与控制是减少糖尿病慢性并发症发生的有效手段。为了更好的对血糖波动进行监测与控制,必须要准确地量化评估血糖波动幅度。目前已有许多参数被提出用于血糖波动幅度评估,主要包括:血糖值的平均值(MBG)、标准差(SDBG)、四分位距(IQR)、M值(M-value)、变异系数(%CV)、J系数(J-index)、最大血糖波动幅度(LAGE)、低血糖系数(LBG1)、高血糖系数(HBG1)、血糖风险评估(GRADE)、日均风险值(ADRR)、平均血糖波动幅度(MAGEA、日间血糖平均绝对差(MODD)、连续24小时血糖净作用(CONGAn=24)等,但迄今为止还没有统一公认的最佳指标。随着动态血糖监测技术(CGM)的发展及可靠性的提高,且MAGE在反映血糖波动与氧化应激反应有其独特的优势,而氧化应激反应有可能是导致糖尿病慢性并发症发生的机制,目前该参数已被越来越多的临床工作者认可,被认为可能是反映日内血糖波动的“金标准”。CGM为血糖波动评估带来了大量的血糖数据,然而CGM系统自身却并未提供目前所有血糖波动幅度评估参数的计算功能,当使用CGM数据进行以上评估参数的计算时,工作量将十分巨大,不利于参数的快速获得。尤其是进行MAGE参数计算,因为在临床上一般只能通过人工比较的方式筛选数据进行计算。若同时对多名患者CGM数据进行计算,参数计算的工作量将大大的增加,十分耗费时间。此外,临床研究人员必须要进行MAGE参数计算的相关专业培训方可确保数据筛选的准确性,否则容易导致计算结果存在一定的误差。目前国内外已经针对MAGE参数提出了几种自动计算方法及相关计算软件,但并未获得临床的广泛认可,主要是因为临床上缺乏计算结果准确性的检验标准,并且这些方法都缺乏数学理论的支撑使得计算结果的准确性易受到临床的质疑;同时这些自动计算软件并未囊括其他评估参数不利于多角度综合评估血糖波动情况。因此,为解决所存在的问题,本研究提出了动态血糖波动幅度评估参数的自动计算算法,很好地解决了现有评估参数的自动计算问题。尤其针对MAGE的自动计算,算法在MAGE定义的基础上,结合完善的有效血糖波动判断标准,构建了应用差分进化算法求解的基于非线性整数规划的M4GE计算数学模型。为使算法进一步应用于临床,利用C#语言在VS2010的编程环境中对算法进行开发,开发了相应的可以在Windows下安装使用的自动计算软件。该自动计算软件实现了现有评估参数的快速计算,同时该软件方便易操作、灵活的界面使得没有经过相关专业培训的人亦可以导入需要分析的CGM数据计算出参数值。为克服MAGE参数计算没有检验标准的难题,本研究通过统计学分析比较分别使用传统人工筛选数据的计算方法和自动计算算法对大量的不同类型的糖尿病患者的CGM临床数据的计算结果以验证自动计算算法的准确性,分析显示自动计算与手动计算结果之间具有高度相关性和一致性,从而验证了自动算法计算MAGE值的准确性。研究算法使血糖波动幅度评估参数值的获取更加简单方便与客观准确,大大地缩短了计算时间,提高了临床的效率,也为临床工作者同时综合利用多个参数评估血糖波动提供了可能,进一步推动血糖波动评估研究的开展。

关键词：动态血糖监测血糖波动幅度评估参数数学模型自动计算软件应用

基于非线性整数规划的平均血糖波动幅度自动计算算法研究

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基于非线性整数规划的平均血糖波动幅度自动计算算法研究

作者：简峻南方医科大学

学位级别：硕士

血糖监测是糖尿病管理中的重要组成部分,血糖监测的结果有助于评估糖尿病患者糖代谢紊乱的程度,制定降糖方案,同时反映降糖治疗的效果并指导对治疗方案的调整。近年来,动态血糖监测技术得到不断的完善,已逐渐应用于临床科研和糖尿病的... 详细信息

血糖监测是糖尿病管理中的重要组成部分,血糖监测的结果有助于评估糖尿病患者糖代谢紊乱的程度,制定降糖方案,同时反映降糖治疗的效果并指导对治疗方案的调整。近年来,动态血糖监测技术得到不断的完善,已逐渐应用于临床科研和糖尿病的防治工作中。与传统血糖监测方法相比,动态血糖监测可以提供连续、可靠的全天血糖信息,其监测结果能够更全面、准确地反映血糖波动的特征。因此在临床研究中,以动态血糖监测数据为基础提出了多种血糖波动指标,其中最具代表性的是平均血糖波动幅度,目前该参数被公认为反映血糖波动的“金标准”。然而,在实际临床应用中,平均血糖波动幅度值并不能直接从动态血糖监测系统的分析软件中得到,而是需要通过人工比较的方式筛选数据进行计算。由于动态血糖监测所得的数据量较大,当患者数据增加时,参数计算的工作量将大大的增加,这使得计算需要消耗大量的时间,从而降低了临床科研的效率。此外,为确保数据筛选的准确性,对参数进行计算分析的临床研究人员必须经过相关的专业培训,若研究人员经验不足,将导致参数的计算结果与真实值之间存在一定的误差,因此数据的筛选受到研究人员经验的影响,使得利用人工筛选数据的准确性也相对较低。本文针对人工计算MAGE参数所存在的问题,提出一种利用计算机自动筛选有效数据并辅助计算MAGE值的算法。该算法基于非线性整数规划方法,首先对求解MAGE参数的过程进行分析理解,建立相应的数学模型,并在数学模型的基础上构造解决问题的目标函数以及影响目标函数的各种约束条件,再利用差分演化算法求解目标函数,最后利用求解得到的结果计算MAGE参数。该算法的提出使得MAGE参数的计算可以利用计算机辅助完成,从而缩短了该参数计算的时间,提高参数计算的准确度和重复性,使其能够更快捷、更准确的获得动态血糖监测的MAGE参数值。此外,本文还利用VisualC#2008实现了该算法的软件应用,使得算法能够真正在临床实际中使用,真正解决人工计算MAGE参数所存在的问题,提高临床科研工作的效率。全文共分为六章,每章都有详细的文字描述和图形说明,并且在介绍算法验证实验时,还以表格的形式给出了算法比较的计算结果。第一章绪论:主要阐述了(1)课题的研究背景,其中包括血糖及其调节机制概述、糖尿病的症状与主要分类、糖尿病的危害、血糖监测的意义及基本形式、动态血糖监测技术及血糖波动及长期过大波动的危害;(2)课题的研究意义与目的,包括平均血糖波动幅度参数的重要性及主要解决的问题;(3)对文章结构安排进行了说明。第二章平均血糖波动幅度计算算法研究现状:主要介绍了(1)平均血糖波动幅度的人工计算方法;(2)平均血糖波动幅度自动计算算法研究现状;(3)目前方法存在的问题。第三章基于非线性整数规划的平均血糖波动幅度自动计算算法:详细介绍了(1)非线性整数规划;(2)有效血糖波动;(3)对求解问题进行分析;(4)数学建模;(5)差分进化算法;(6)利用差分进化算法求解INLP问题;(7)数据的预处理;(8)算法的伪代码等内容。第四章算法验证与结果分析:详细介绍了(1)算法验证,其中包括图表观察验证与统计数据验证两种方法的介绍;(2)计算结果分析,其中包括相关分析与Bland-Altman 一致性分析两种分析方法的结果。第五章算法的软件应用实现:详细介绍了根据基于非线性整数规划的平均血糖波动幅度自动计算算法的思想,利用Visual C#2008开发出的MAGE参数计算机辅助分析软件(v 1.0),其中包括软件各主要功能模块。此外,还对在MAGE参数计算机辅助分析软件(v 1.0)中加入的计算日间血糖平均绝对差的功能进行了介绍,算法的软件化使得算法能够真正应用于临床实践中。第六章总结与展望:从总体上对本文的工作进行了总结和展望。该算法简化了 MAGE参数的分析过程,使得没有经过相关专业培训的人亦可以通过软件简单而准确的计算出参数值,从而使一般糖尿病患者对自身血糖波动情况进行自我监控成为可能。而且由于软件对参数的计算速度较快,使得分析动态血糖监测者的血糖波动情况无需再待至72小时甚至更长时间后才能进行,大大提高了参数的时效性。利用基于非线性整数规划的平均血糖波动幅度自动计算算法能够更快捷、更准确的获得动态血糖监测的MAGE参数值,大大提高临床科研工作的效率。

关键词：连续血糖监测平均血糖波动幅度非线性整数规划差分演化

基于开端同轴探头法的人体肿瘤组织介电特性测量及自动鉴别研究

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基于开端同轴探头法的人体肿瘤组织介电特性测量及自动鉴别研究

作者：孙颖南方医科大学

学位级别：硕士

生物组织的介电特性是固有物理属性,是在电磁场的作用下生物组织吸收和耦合电磁能的特性表征。对于人体组织,其介电特性可以为相关研究如术中组织良恶性鉴别,磁共振电特性断层成像(MR-EPT)等提供基础数据。因此,测量人体组织的介电特性... 详细信息

生物组织的介电特性是固有物理属性,是在电磁场的作用下生物组织吸收和耦合电磁能的特性表征。对于人体组织,其介电特性可以为相关研究如术中组织良恶性鉴别,磁共振电特性断层成像(MR-EPT)等提供基础数据。因此,测量人体组织的介电特性、建立人体组织介电特性数据库具有重要意义。然而,目前对于人体组织介电特性的报道还不够全面。研究表明人体正常组织和肿瘤组织之间的介电特性存在显著的差别,这意味着可以通过介电特性的测量来辨别两种组织,这可能成为癌症早期发现的一种新的技术手段。比如,在癌症手术切除中手术切缘的检测,需要将肿瘤组织切缘切除干净以预防手术复发,但是,在使用开端同轴探头法进行人体组织介电特性测量时,需要多次测量后取均值来确定组织类型,这具有重复性低、测量误差高的缺点。因此,我们将机器学习算法应用到肺组织的介电特性测量中,从而实现正常组织和肿瘤组织的自动鉴别,这对于术中肿瘤组织边缘检测技术的实现具有重要意义。本文使用开端同轴探头法测量了肺癌转移和非转移淋巴结的介电特性。研究结果表明,在宽带频率下,转移和非转移淋巴结之间的介电特性值存在显著差异,在单频点下,差异具有统计学意义。并且,使用双极Cole-Cole方程对数据进行拟合,取得了很好的拟合效果。因此,此项研究不仅可以为其它相关研究提供基础数据,也可以为术中鉴别淋巴结是否转移提供了一种新的可能。本文又基于人体肺正常组织和肿瘤组织的介电特性值的差异,以长短期记忆网络(LSTM)网络为基础单元,搭建了一种基于序列的人体肿瘤组织自动鉴别模型—序列分析模型(Sequence Analyze Model,SAM)。将获得的分类结果与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)进行比较。SAM最终获得了 88.05%的分类正确率,明显高于SVM的83.19%和MLP的76.55%。这说明对比于SVM方法和MLP方法,本文提出的SAM对于组织类别的分类效果最好。在上述临床测量的基础上提出了一些测量方法的改进。1)使用Visual Studio 2012软件调用动态链接库指令,实现了对网络分析仪的直接控制,结合介电特性的计算过程,开发了一款人体组织介电特性计算软件。2)使用去离子水和质量分数0.9%的NaCl溶液分别作校准液,探索了测量误差和溶液相关性的关系,结果显示校准液和被测溶液介电特性相关性越强则测量结果越准确。这些都为以后的介电特性测量和相关研究提供了经验和参考。

关键词：开端同轴探头介电特性肿瘤组织自动鉴别

基于Biztalk的异构医疗系统接口引擎设计

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基于Biztalk的异构医疗系统接口引擎设计

作者：罗志达南方医科大学

学位级别：硕士

近年来,我国数字化医疗建设取得了很大进展,许多医院基本上都已经建立覆盖医院所有业务的多种医疗信息系统,主要包括HIS （Hospital Information System）、PACS（Picture Archiving ＆ Communication System）、RIS （Radio Informatio... 详细信息

近年来,我国数字化医疗建设取得了很大进展,许多医院基本上都已经建立覆盖医院所有业务的多种医疗信息系统,主要包括HIS （Hospital Information System）、PACS（Picture Archiving ＆ Communication System）、RIS （Radio Information System）、LIS（Laboratory Information System）、电子病历系统等,但医院内各个系统间的集成还存在较大的问题。医院系统的复杂性决定了任何一个厂商都不可能提供囊括所有子系统的全线产品,而且医院需求的发展变化以及市场的瞬息万变也使得医院先期系统和后期系统会寻求不同的开发商。在这样的状况下,医院系统集成成为必然。目前医院系统的现实情况是,各个子系统之间、先期系统与后期系统之间因开发商的不同或开发团队的不同,导致并没有遵循统一的标准,采用了不同的操作系统、不同的开发环境、不同的软件体系架构、不同的数据格式等,而且,医院系统之间存在的这种严重的“异构”问题以及非标准信息格式问题,严重影响了医疗数据的传输、共享,是医疗资源共享的严重障碍,是阻碍降低医疗费用的重要因素。当前卫生电子政务的主要障碍也是医疗数据的“异构”造成的,所以医院环境下异构系统的无缝集成成为研究热点和技术难点。而随着医院信息化建设不断向前发展,应用系统的数量不断增加,加上已有的多个应用系统,不可能为每个系统分别开发连接到其它系统的接口模块。为了降低开发的复杂性,便于维护,解决问题的方法是：建设一个信息交换平台,各应用系统只需少量改造之后,通过这个平台与其它系统实现通讯,从而实现医疗信息资源的整合和共享,解决异构系统之间的互联和数据交换问题。本项目主要目标是为医疗环境下异构系统集成问题寻找出一种可扩展、集成效率高、复杂度低、可重复使用且成本低的适应医疗标准化集成方法,这对于当前各医院面临的医院信息系统集成问题的解决具有普遍意义,同时可以推动医院信息标准化的建设,为实现区级、市级、省级,甚至国家级医疗信息共享奠定基础。为了能够实现这个目标,需要通过建成标准统一、功能完善、安全可靠的数据交互网络平台,一种架构统一、符合开发技术规范的应用运行和接入手段。现有分散的医疗信息可以通过这个平台进行数据交换和实现数据共享;异构实现的各种应用也可以利用这种平台更高效的实现业务互访,这种平台就是面向服务架构,即SOA （Service-oriented architecture）。基于SOA思想,将应用系统的不同功能单元通过服务间定义良好的接口和契约联系起来;接口采用中立的方式进行定义,使它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言;使系统间具有松散耦合的特征;各种资源整合成基于标准的服务,使其能够重新组合和应用。这样能使医疗机构可以按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务,以解决新的业务需要,并可以把现有的或已有的应用作为服务。而BizTalk Server是Microsoft企业应用集成和业务流程管理工具集的中心产品,它具体体现了XML和Web服务技术的应用程序集成和流程自动化能力,是其专门为充分利用SOA而设计的开发工具。系统软件设计遵循SOA的设计思想,主要由三个层次组成：服务层,业务逻辑处理层,数据层。由于WCF是使用托管代码建立和运行面向服务应用程序的统一框架,有助于建立一个跨平台的安全、可信赖、事务性的解决方案,所以服务层为寄存在IIS上的WCF服务,向应用程序提供接入集成平台的接口;外部应用程序只需通过引用服务的URL,直接调用WCF服务来实现数据交互。业务逻辑处理层是整个体系结构的核心,采用Biztalk Server 2009作为集成服务器。利用WCF适配器负责提供统一的WCF访问接口;Biztalk Server业务流程实现各种业务逻辑,为具体的应用提供异常处理,日志,通知等服务功能;利用Biztalk Server映射工具解决异构数据的提取,合并和转换问题;利用多种Biztalk Server适配器,如WCF适配器,实现对来自不同应用系统的数据进行灵活地集成。数据层主要是存储各种应用系统的数据源,如患者信息数据库,人事数据库等。从而在企业内部各个系统以及企业与上下游伙伴的系统间实现无缝集成。本文首先针对课题的选题依据,国内外医疗系统集成的现状进行分析,提出了基于Biztalk Sever的信息交换接口引擎的解决方案。在此基础上,运用面向对象服务的体系结构思想,Biztalk Server平台和WCF通讯等技术,分析了Biztalk Server对SOA架构的实现和Biztalk Server的实现原理与组织结构,研究了用于医疗电子信息交换的HL7标准,然后深入分析了基于Biztallk

关键词：接口引擎 Biztalk Server 面向服务体系结构 HL7 异构信息系统