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3D打印连续碳纤维复合材料冷却模型及变形研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：董传贺孙晓宇李旺鑫贾睿昊赵欣济南国科医工科技发展有限公司济南广康医疗器械有限公司哈尔滨理工大学荣成学院

为探究3D打印连续碳纤维复合材料（continuous carbon fiber reinforced composites， C-CFRP）动态冷却行为以及翘曲变形行为，本文首先针对3D打印C-CFRP复材丝，建立了虑及材料物性及打印参数的冷却模型，采用热电偶、热成像仪监测了... 详细信息

为探究3D打印连续碳纤维复合材料（continuous carbon fiber reinforced composites， C-CFRP）动态冷却行为以及翘曲变形行为，本文首先针对3D打印C-CFRP复材丝，建立了虑及材料物性及打印参数的冷却模型，采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复材丝温度随时间的变化，并与冷却模型计算值进行了验证，误差最小为11%。然后针对3D打印C-CFRP薄片件，探究了不同打印参数及尺寸对翘曲的影响，并分别采用热电偶、三坐标测量仪进行了成型过程温度动态变化以及翘曲度的测试。结果表明，挤出丝材高于玻璃化温度时间与打印温度、层厚呈正相关，与打印速度呈负相关；C-CFRP薄片件的翘曲度与层厚、长度呈正相关，与打印温度、打印速度呈负相关；本文为高精度C-CFRP 3D 打印技术的发展提供了参考。

关键词：连续碳纤维复合材料 3D打印翘曲变形冷却模型

生长分化因子15在衰老、代谢和炎症相关疾病中的作用

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海军军医大学学报 2024年第5期45卷 606-612页

作者：杜涵赫明达庞妍刘清桂高俊灵王敏君海军军医大学(第二军医大学)基础医学院细胞生物学教研室上海200433 上海理工大学公利医疗技术学院精准医疗与再生医学系上海200135

生长分化因子15(GDF15)是TGF-β超家族的成员,在人体多种组织中表达。正常生理条件下GDF15在除胎盘和前列腺组织以外的其他组织中表达量均较低,随着衰老的发生、运动或压力的刺激,GDF15蛋白的表达水平明显增高。GDF15与其受体胶质细胞... 详细信息

生长分化因子15(GDF15)是TGF-β超家族的成员,在人体多种组织中表达。正常生理条件下GDF15在除胎盘和前列腺组织以外的其他组织中表达量均较低,随着衰老的发生、运动或压力的刺激,GDF15蛋白的表达水平明显增高。GDF15与其受体胶质细胞源性神经营养因子家族受体α样(GFRAL)蛋白结合后,可促进细胞内脂肪酸β氧化和脂质分解,从而缓解脂肪肝等的发展,同时也能降低机体的食物摄入量从而抑制肥胖。GDF15还可作为炎症因子调控衰老和纤维化相关疾病的发生。本文主要概述GDF15在衰老、代谢和炎症相关疾病中的调控作用,为开发以GDF15为靶点的疾病治疗策略提供思路。

关键词：生长分化因子15 衰老脂肪代谢炎症纤维化

柔性可穿戴传感器用于心血管疾病监测的研究进展

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中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 214-226页

作者：黄秋帆马也徐志云上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 海军军医大学第一附属医院心血管外科上海200433

心血管疾病在我国的发病率和死亡率均处首位,并且呈现持续上升和年轻化的趋势,已成为重大的公共卫生问题。近年来,柔性电子技术在医疗健康领域得到广泛应用,为多种疾病的早期诊断和精细管理提供了新的途径。尤其是对于具有急起病、常复... 详细信息

心血管疾病在我国的发病率和死亡率均处首位,并且呈现持续上升和年轻化的趋势,已成为重大的公共卫生问题。近年来,柔性电子技术在医疗健康领域得到广泛应用,为多种疾病的早期诊断和精细管理提供了新的途径。尤其是对于具有急起病、常复发、易隐匿等特点的心血管疾病,柔性电子技术能够显著提高可穿戴传感器的佩戴舒适性和监测准确性。结合柔性电子和可穿戴传感器的发展趋势,在介绍可穿戴心血管传感技术分类和原理的基础上,综述其在监测心率、血压、血流、血氧饱和度等心血管疾病重要指标的研究进展,探讨柔性可穿戴传感器在心血管诊疗领域所面临的挑战和需要解决的问题,并展望了相应的发展方向。

关键词：柔性电子技术可穿戴传感器心血管疾病

基于费兹定律的变分数阶自适应导纳柔顺防跌倒算法

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控制工程 2024年

作者：周康寿王亚刚张一勤孟巧玲喻洪流上海理工大学光电信息与工程学院上海理工大学康复工程与技术研究所上海康复器械工程技术研究中心民政部神经功能信息与康复工程重点实验室

为了解决患者在使用康复助行器过程中不够柔顺出现跌倒趋势的问题，提出一种基于费兹定律的变分数阶自适应导纳算法。算法将费兹定律和自适应导纳控制思想相结合使得阻尼Bd参数跟随交互力F与费兹时间Tp进行自适应时变的同时将自适应导... 详细信息

为了解决患者在使用康复助行器过程中不够柔顺出现跌倒趋势的问题，提出一种基于费兹定律的变分数阶自适应导纳算法。算法将费兹定律和自适应导纳控制思想相结合使得阻尼Bd参数跟随交互力F与费兹时间Tp进行自适应时变的同时将自适应导纳控制器分数阶化，弥补传统整数阶导纳控制对交互力描述不准确跟踪误差较大的缺陷。算法以实际任务的持续时间和人机交互力为输入，自适应调整后的导纳参数、分数阶参数和速度为输出。在患者使用助行器进行康复训练因自身以及任务环境等因素导致人机交互力波动大的情况时能跟随力波动自适应调整导纳参数及阶数，从而稳定交互力让患者适应此时的交互力和速度。实验结果表明，该方法稳定人机交互力波动差值小于5N，同时能将手臂夹角稳定在安全范围100°至120°的安全范围内，避免患者出现跌倒的风险。相比其他方法，该方法具备更好的柔顺控制、位移跟随效果和系统鲁棒性，同时更省力。

关键词：主动柔顺控制防跌倒趋势费兹定律分数阶自适应导纳

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二维光子晶体水凝胶传感器检测邻苯二甲醛

分析化学 2024年第4期52卷 523-530页

作者：辛建伟王一飞孟子晖张玉琦刘鹏飞北京理工大学化学与化工学院延安大学医学院北京理工大学明德书院延安大学化学与化工学院延安大学附属医院消化内科

邻苯二甲醛（OPA）是一种新型化学消毒剂，在医疗机构中广泛使用，为保证使用效果和安全性，在临床使用中必须对其浓度进行检测和验证。本研究在二维光子晶体（2DPC）水凝胶中修饰乙二胺（EDA）并嵌入氨基，使水凝胶氨基功能化，制备了... 详细信息

邻苯二甲醛（OPA）是一种新型化学消毒剂，在医疗机构中广泛使用，为保证使用效果和安全性，在临床使用中必须对其浓度进行检测和验证。本研究在二维光子晶体（2DPC）水凝胶中修饰乙二胺（EDA）并嵌入氨基，使水凝胶氨基功能化，制备了一种响应性2DPC水凝胶。2DPC水凝胶聚合物链上嵌入的氨基可与OPA反应，随着OPA浓度增加，水凝胶的交联密度增大，从而导致水凝胶体积发生相变，即发生收缩现象，2DPC的微球间距逐渐减小，而德拜衍射环直径逐渐增大。通过测量德拜衍射环直径的变化，并根据公式计算得到2DPC的微球间距的变化。结果表明，在101～106nmol/L范围内，OPA浓度的对数值与微球间距呈良好的线性关系。因此，基于氨基功能化的2DPC水凝胶传感器可实现对OPA的定量检测。本方法检测线性范围宽，检出限为0.21 nmol/L(3σ/k)。采用此水凝胶传感器检测了稀释的临床消毒剂中的OPA，回收率为100%～103%，相对标准偏差为1.8%～5.5%。本研究构建的2DPC水凝胶传感器可用于临床内窥镜等器械消毒剂中OPA的检测。

关键词：二维光子晶体水凝胶传感器邻苯二甲醛消毒剂

来源：博看期刊

基于医疗临床数据的两阶段专业级大语言模型微调

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计算机应用研究 2024年第10期41卷 2906-2910页

作者：孙丽萍童子龙钱乾陆鑫涛凌晨方诚汤其宇蒋晓上海健康医学院医疗器械学院复旦大学信息科学与工程学院上海理工大学健康科学与工程学院海军军医大学附属第三医院中国人民解放军第905医院

通用大语言模型(Large Language Models,LLMs)缺乏对专业领域知识理解的深度和广度，对专业领域问题回答的准确度不够，常常产生幻觉，阻碍了大语言模型的商业应用落地。因此，基于专业领域特有数据提高大型语言模型的专业性成为当前大... 详细信息

通用大语言模型(Large Language Models,LLMs)缺乏对专业领域知识理解的深度和广度，对专业领域问题回答的准确度不够，常常产生幻觉，阻碍了大语言模型的商业应用落地。因此，基于专业领域特有数据提高大型语言模型的专业性成为当前大语言模型应用落地的关键挑战。目的：针对通用大语言模型在特定领域知识理解与生成内容专业性不够的问题进行了研究。方法：基于P-Tuning v2与Freeze两种参数高效微调方法，提出了一种专业级大语言模型的两阶段微调框架。依赖该框架与肝胆科临床数据对ChatGLM-6B进行微调，得到一个针对肝胆专科的专业级大语言模型，命名为MedGLM。H。结果：根据实验显示，微调后的大语言模型对于肝胆专科的试题的准确率从31%提升到了62%；得分率从57%提升到了73%。结论：在进行两阶段微调后，模型在肝胆专科的问答中表现出更高的准确性与专业性，根据3名临床医生进行的对话实验，证明了微调后的模型在更专业的医疗场景中具备应用潜力。

关键词：大语言模型微调肝胆科人工智能

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远程手术机器人系统的应用发展现状

中华肝胆外科杂志 2024年第3期30卷 228-232页

作者：徐立郭卫星上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 海军军医大学附属东方肝胆外科医院肝外六科上海200438

远程手术是指外科医生通过高速网络在手术机器人系统辅助下对异地的患者进行手术的医疗手段。远程手术能够突破空间限制,高效进行手术,减少时间消耗,降低医疗成本,规避患者转运风险。在第五代移动通信技术(5G)的支持下,机器人之间传输... 详细信息

远程手术是指外科医生通过高速网络在手术机器人系统辅助下对异地的患者进行手术的医疗手段。远程手术能够突破空间限制,高效进行手术,减少时间消耗,降低医疗成本,规避患者转运风险。在第五代移动通信技术(5G)的支持下,机器人之间传输信息更加快捷且准确,远程手术的发展步入新的阶段。本文主要分析了基于5G通信技术手术机器人系统的发展,总结其在肝胆胰远程手术的应用进展和未来发展的方向。

关键词：机器人手术远程医学肝胆外科应用现状

基于可视图与改进遗传算法的机器人平滑路径规划

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控制工程 2024年第4期31卷 678-686页

作者：黄荣杰王亚刚上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海康复器械工程技术研究中心上海200093

针对传统遗传算法在路径规划中存在收敛速度慢、易早熟和路径质量差等缺点,提出一种基于可视图与改进遗传算法的路径规划算法。首先,利用可视图法压缩地图信息,减少搜索节点;然后,对路径个体采用浮点数编码,引入模拟二进制交叉(simulate... 详细信息

针对传统遗传算法在路径规划中存在收敛速度慢、易早熟和路径质量差等缺点,提出一种基于可视图与改进遗传算法的路径规划算法。首先,利用可视图法压缩地图信息,减少搜索节点;然后,对路径个体采用浮点数编码,引入模拟二进制交叉(simulated binary crossover,SBX)算子和多项式变异算子,并采用精英保留策略和轮盘赌相结合的选择算子以防止优质个体丢失;之后,将贝塞尔(Bezier)算子引入遗传算法,改善路径的平滑性;最后,分段优化贝塞尔控制节点,防止优化路径与障碍物碰撞。在仿真地图中进行测试,实验结果表明,所提算法相比于其他算法可以规划出一条更平滑、更短的路径。将算法应用在康复助行机器人中进行测试,实验结果表明,所提算法能有效解决机器人的全局路径规划问题,提升全局路径规划的效率。

关键词：康复助行机器人遗传算法浮点数编码贝塞尔曲线路径规划

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针刺提插参数对镇痛效果影响的动物实验研究

医用生物力学 2024年第S1期 269-270页

作者：于仪刘宇航王译萱姚伟上海健康医学院医疗器械学院复旦大学航空航天系

目的研究针刺提插时间、频率、幅度参数对镇痛效果的影响和机制。方法使用SD大鼠作为实验动物,适应两天后对左足踝关节进行佐剂性关节炎造模,造模成功后进行ST36针刺治疗。分别于适应期、造模后、治疗后使用热辐射测痛仪测量大鼠的痛...

目的研究针刺提插时间、频率、幅度参数对镇痛效果的影响和机制。方法使用SD大鼠作为实验动物,适应两天后对左足踝关节进行佐剂性关节炎造模,造模成功后进行ST36针刺治疗。分别于适应期、造模后、治疗后使用热辐射测痛仪测量大鼠的痛阈。为研究针刺参数的影响,分别根据针刺时长(2、 5、10、 20、 30 min)、刺激幅度(0.5、1.0、1.5、 2.0 mm)、针刺频率(0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 Hz)对动物进行分组,并设置空白对照组(不进行治疗)和留针组(仅刺入针体,不做手法操作)。实验使用机械臂实现稳定和可控的刺激量,并设手针刺激组对比机械臂施针的有效性。测试完成后,取穴位组织进行切片统计肥大细胞脱颗粒情况。结果以痛阈恢复率作为镇痛效果的评估指标,实验统计结果表明:(1)机械臂施针刺激镇痛效果与手针刺激相当;(2)空白组与留针组痛阈几无恢复;(3)随刺激时间增长,镇痛效果改善,至20～30 min达到最大;针刺幅值为1.0 mm、频率为1.0 Hz时镇痛效果最好;(4)穴位肥大细胞脱颗粒率与上述时间、幅值、频率的参数变化关系和痛阈恢复率一致,且脱颗粒率与痛阈恢复率呈显著正相关。结论提插针刺参数对镇痛效果有显著影响,其机制与肥大细胞脱颗粒密切相关。

关键词：