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基于PLC的自动测流机器人系统设计

自动化仪表 2024年第1期45卷 37-40,47页

作者：王茂灿万熠梁西昌侯嘉瑞夏新雲田超群王泉钧山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心山东济南250061 山东大学工程训练中心山东济南250002

针对当前河道测流存在的效率和自动化程度较低、测量模式单一等问题,提出了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的河道自动测流机器人系统设计与实现方案。该机器人系统由运动系统、采集系统、人机交互以及远程通信四大模块组成。首先,设计... 详细信息

针对当前河道测流存在的效率和自动化程度较低、测量模式单一等问题,提出了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的河道自动测流机器人系统设计与实现方案。该机器人系统由运动系统、采集系统、人机交互以及远程通信四大模块组成。首先,设计了自动测流机器人系统的硬件结构,实现了自动测流机器人在河流轨道上运动、铅鱼收放等功能。然后,开发了基于PLC的测控系统,设计了PLC梯形图和硬件连接方案,实现了自动测流机器人运动控制。最后,自动测流机器人系统通过RS-485通信协议将多传感器采集的数据传输到操控屏,结合4G远程技术,实现了采集数据和操作指令的远程传输。通过现场模拟的采集测试,该机器人系统可实现自动测流、远程操控、故障自检等功能,并提供多种测量模式,满足河道测流的使用需求。该系统的设计为开展智能化河流数据采集的研究奠定了基础。

关键词：河道机器人自动测流 4G远程操控可编程逻辑控制器人机交互故障检测数据采集系统 RS-485协议

基于全病变MRI动态增强扫描直方图分析对小乳腺癌腋窝淋巴结转移的预测价值

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中国中西医结合影像学杂志 2024年第4期22卷 424-429页

作者：马芹芹卢星如李芷凡刘春翠冯雯雷军强兰州大学第一临床医学院甘肃兰州730000 兰州大学第一医院放射科甘肃兰州730000 甘肃省智能影像医学工程研究中心甘肃兰州730000 甘肃省放射影像医学临床医学研究中心甘肃兰州730000

目的:基于小乳腺癌全病变MRI动态增强扫描(DCE-MRI)直方图分析及临床特征预测腋窝淋巴结(ALN)转移。方法:回顾性分析93例小乳腺癌患者临床病理资料,其中30例发生ALN转移(转移组),63例ALN无转移(无转移组)。患者术前或治疗前均行MRI检查... 详细信息

目的:基于小乳腺癌全病变MRI动态增强扫描(DCE-MRI)直方图分析及临床特征预测腋窝淋巴结(ALN)转移。方法:回顾性分析93例小乳腺癌患者临床病理资料,其中30例发生ALN转移(转移组),63例ALN无转移(无转移组)。患者术前或治疗前均行MRI检查。采用FireVoxel软件勾画ROI并行直方图分析,采用t检验及Mann-WhitneyU检验分析比较2组的直方图参数。采用Pearson及Spearman相关检验分析ALN转移与直方图参数之间的相关性,采用二元logistic回归分析对筛选出ALN转移组和无转移组间差异有统计学意义的参数构建联合模型,并利用ROC曲线分析直方图参数对ALN状态的诊断效能。结果:年龄和绝经状态均与ALN转移存在相关性(均P<0.05)。直方图参数中最小值、第5百分位数、变异系数、体积均与ALN转移显著相关(均P<0.05)。在直方图参数中,体积预测ALN状态的AUC最大,为0.729,最佳阈值为1.765。最小值、第5百分位数、变异系数、体积和年龄构建的联合模型的AUC最高,为0.780。结论:基于全病变DCE-MRI直方图分析可用于预测小乳腺癌的ALN转移,且最小值、第5百分位数、变异系数和体积是预测ALN状态有价值的影像学指标。

关键词：小乳腺癌磁共振成像动态增强扫描直方图分析腋窝淋巴结转移

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国产体外膜肺氧合治疗急性呼吸循环衰竭8例并文献复习

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山东大学学报（医学版） 2024年第1期62卷 63-70页

作者：李瑞建张建波边圆刘淑琴刘艳伟山东大学齐鲁医院急诊科山东济南250012 山东大学电气工程学院山东济南250061 山东恒心医疗器械有限公司山东济南250061

目的探讨应用国产体外膜肺氧合设备(HX-ECMO)救治急性呼吸循环衰竭患者的安全性及临床效果。方法2022年12月至2023年3月山东大学齐鲁医院急诊科使用HX-ECMO治疗急性呼吸循环衰竭患者8例。对施行ECMO辅助治疗的效果进行前瞻性分析。结果... 详细信息

目的探讨应用国产体外膜肺氧合设备(HX-ECMO)救治急性呼吸循环衰竭患者的安全性及临床效果。方法2022年12月至2023年3月山东大学齐鲁医院急诊科使用HX-ECMO治疗急性呼吸循环衰竭患者8例。对施行ECMO辅助治疗的效果进行前瞻性分析。结果8例急性呼吸循环衰竭患者经ECMO治疗后的各项指标优于治疗前,通过离心泵和膜肺给机体提供充足的血液及氧气供应,为器官功能恢复创造了条件。相对于常规治疗方案,ECMO的应用提高了急性呼吸循环衰竭患者救治成功率。研究期间HX-ECMO运转稳定,性能良好。结论国产HX-ECMO性能良好,提高急性呼吸循环衰竭患者救治成功率,为ECMO技术推广应用提供有力支持。

关键词：体外膜肺氧合急性呼吸循环衰竭离心泵膜肺心肺功能

IVF/ICSI-ET患者TORCH血清学检测与出生缺陷分析:基于倾向性评分匹配法

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医学检验与临床 2024年第2期35卷 67-70页

作者：王鑫张晓冬邱松赵丽娟山东大学公共卫生学院山东济南250012 山东大学生殖医学研究中心/国家辅助生殖与优生工程技术研究中心/生殖内分泌教育部重点实验室(山东大学) 山东济南250001

目的:探讨实施体外受精-胚胎移植(In vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)和卵泡内单精子注射(In vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)技术患者TORCH血清学检测与出生缺陷的相关性。方法:,基于倾向性评分匹配(Propensityscorematching,PSM)的方法分析2017年1月-2020年12月期间在山东大学附属生殖医院实施IVF/ICSI-ET治疗患者的临床资料,根据既往妊娠结局分为出生缺陷组与正常组。比较倾向性评分匹配前后的TORCH血清学检测结果。结果:PSM前,不同组别的基线资料分布不均衡。出生缺陷组CMV-IgM、HSV-IgM阳性率高于正常组(P0.05)。出生缺陷组TORCH-IgG阳性率与正常组无显著差异(P>0.05)。结论:行IVF/ICSI-ET治疗的患者TORCH感染与出生缺陷不存在相关性,出生缺陷患儿人数构成以先天性心脏病最多。

关键词： TORCH感染妊娠结局出生缺陷

新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

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中国生物工程杂志 2024年第5期44卷 99-107页

作者：郭红莲路小欢李琪琳张德太王琳华中科技大学同济医学院附属协和医院检验科武汉430022 华中科技大学同济医学院附属协和医院、再生医学交叉与转化湖北省重点实验室组织工程与再生医学研究中心武汉430022 华中科技大学同济医学院附属协和医院、医学检验与主动健康智能装备湖北省工程研究中心武汉430022 华中科技大学同济医学院附属协和医院、组织工程与再生医学研究中心武汉430022 华中科技大学同济医学院附属协和医院胃肠外科武汉430022

随着“提高全民健康素养”的号召深入人心,自主健康监测的需求也逐渐扩大,代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比,电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽,在生物医... 详细信息

随着“提高全民健康素养”的号召深入人心,自主健康监测的需求也逐渐扩大,代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比,电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽,在生物医学、环境科学、材料科学等领域均显示出巨大的应用潜力。目前,科研工作者已经开发出多种面向生物代谢物检测的电化学传感器,用于确定离体体液中疾病标志物的水平或进行在体实时动态监测。以生物分子检测为切入点,综述了便携式、植入式和可穿戴式新型电化学传感器在疾病相关代谢物分析中的应用进展,并对这些传感装置进行总结和比较,以期为生物传感器的创新及临床应用拓展提供参考。

关键词：分子检测电化学传感器生物医学

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骨科止血材料临床应用的优势、不适与面临的挑战

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中国组织工程研究 2024年第5期28卷 795-803页

作者：刘闯单烁于腾波周欢杨磊河北工业大学材料科学与工程学院天津市300131 河北工业大学生命科学与健康工程学院健康科学与工程研究中心河北省生物医学材料与智能诊疗重点实验室天津市300131 青岛大学附属医院运动医学科山东省青岛市266100

背景:骨蜡是可用于骨止血的填塞剂,国内外虽一直在修正骨蜡配方,但无法改变其难以被吸收的核心瓶颈,因此开发具有止血、成骨和抗菌等功能化的骨科止血材料替代骨蜡具有迫切的临床需求。目的:回顾包括骨蜡和其替代材料在内的骨科止血材... 详细信息

背景:骨蜡是可用于骨止血的填塞剂,国内外虽一直在修正骨蜡配方,但无法改变其难以被吸收的核心瓶颈,因此开发具有止血、成骨和抗菌等功能化的骨科止血材料替代骨蜡具有迫切的临床需求。目的:回顾包括骨蜡和其替代材料在内的骨科止血材料的发展历程。方法:检索Pub Med、Web of Science、万方数据库、中国知网及维普数据库中与骨蜡、止血材料、骨科止血材料研究进展相关的文献,并通过阅读文章中的摘要部分初筛,选择了136篇文献纳入综述。结果与结论:为替代传统骨蜡,研究人员从止血、成骨等实际场景的需求出发,开发出各式骨科止血材料,但相关研究多集中于基础的理化和性能测试,缺乏系统的评价体系,同时欠缺足够的大动物实验和临床试验报道。因此,目前骨蜡依旧是公认的骨科止血材料,其根本原因是已有材料的设计无法适时满足术中止血、术后成骨及临床上的新需求。未来还需要对现有止血和成骨材料的结构、组分和功能进行整合和再设计,以满足不断提高的止血与成骨需求。

关键词：骨科止血材料骨蜡止血成骨一体化生物医用材料综述

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超大直径水下盾构隧道施工技术进展与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 124-138页

作者：陈健袁大军苏秀婷王志奎中铁十四局集团有限公司济南250101 中国铁建水下隧道工程实验室济南250101 大盾构隧道智能化建造与装备再制造山东省工程研究中心济南250101 中国海洋大学青岛266100 北京交通大学北京100044

随着“一带一路”、国家海洋战略、区域经济一体化战略布局发展,大批轨道交通、公路、铁路等大型基础设施工程面临着越江跨海的挑战。从南京长江隧道、上海长江隧道、武汉长江隧道的发端,通过引进、消化、实践、再创新盾构技术,促使我... 详细信息

随着“一带一路”、国家海洋战略、区域经济一体化战略布局发展,大批轨道交通、公路、铁路等大型基础设施工程面临着越江跨海的挑战。从南京长江隧道、上海长江隧道、武汉长江隧道的发端,通过引进、消化、实践、再创新盾构技术,促使我国水下盾构隧道技术进入快速发展阶段,一大批已建和在建超级水下盾构隧道工程极大推动了我国乃至世界水下盾构隧道技术的创新、发展和进步,在水下隧道盾构装备、设计、施工、运维等方面突破了一系列技术瓶颈。文章系统阐述了盾构技术三大要素及其内涵,即土水稳定、盾构设备及控制、结构安全与防水,分析了国内外超大直径水下盾构隧道技术现状与发展趋势,总结了近年来超大直径水下盾构隧道技术方面取得的重要创新成果,提出了大直径、长距离、高水压、复杂地质条件下水下盾构隧道工程的技术挑战、对策及工程应用前景。

关键词：超大直径水下盾构隧道研究现状发展趋势技术创新挑战与对策

基于少层MoS_(2)纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物ctDNA的检测

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中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 183-195页

作者：卫瑚玥李杜娟崔治莲樊凯杨伟煌刘红英李丽丽吴薇王高峰杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 智能微传感器与微系统教育部工程研究中心杭州310018 杭州电子科技大学自动化学院杭州310018

癌症已成为威胁人类健康和生命的主要疾病之一。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种实用的液体活检技术,在肿瘤诊断、靶向治疗和预后预测中具有重要的应用前景。因此,本课题研究了一种基于少层MoS_(2)纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物... 详细信息

癌症已成为威胁人类健康和生命的主要疾病之一。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种实用的液体活检技术,在肿瘤诊断、靶向治疗和预后预测中具有重要的应用前景。因此,本课题研究了一种基于少层MoS_(2)纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物ctDNA的高灵敏检测。首先,采用剪切剥离法制备少层MoS_(2)纳米片,并对制备条件进行优化,以制备横向尺寸较大、厚度均匀的少层MoS_(2)纳米片;其次,通过分散液吸光度的变化研究少层MoS_(2)纳米片在高浓度盐溶液中的加速聚集沉淀行为;然后,基于MoS_(2)纳米片对单链DNA的吸附力,研究了单链DNA对于盐诱导沉淀少层MoS_(2)纳米片的抑制作用;最后,利用杂交形成的双链DNA从少层MoS_(2)纳米片上脱落而导致的分散液吸光度的变化构建光学生物传感器,并通过cpDNA与不同浓度的ctDNA杂交对该传感器的性能进行检测。结果表明,当cpDNA浓度为100 nM时,浓度范围在25~100 nM的ctDNA与少层MoS_(2)纳米片分散液的吸光度呈反比线性关系。在401和448 nm波长处时,少层MoS_(2)纳米片分散液的吸光度与ctDNA浓度的线性回归方程分别为Y=0.23557-0.00070X,R^(2)=0.94222和Y=0.21253-0.00050X,R^(2)=0.95141。所构建的光学生物传感器成功地实现了对癌症标志物ctDNA的检测;为未来的体外癌症检测和诊断提供了一种有效的传感策略。

关键词：少层MoS_(2)纳米片 ctDNA 生物传感器紫外光谱

基于人工智能技术的治疗非重症新型冠状病毒感染中药方剂研发及其作用机制研究

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中医杂志 2024年第1期65卷 103-112页

作者：黄文婷乔连生闫迪刘腾文曹宏梅郭弘妍张智程京谢兰刘清泉清华大学医学院医学系统生物学研究中心北京市100084 生物芯片北京国家工程研究中心成都中医药大学基础医学院北京博奥晶方生物科技有限公司首都医科大学附属北京中医医院

目的研发治疗非重症新型冠状病毒感染(COVID-19)的中药方剂并验证其抗炎作用机制。方法基于COVID-19患者支气管肺泡灌洗液中巨噬细胞的表达谱和新型冠状病毒(SARS-CoV-2)体外感染的肺上皮细胞表达谱分别确定了COVID-19在这两类细胞中... 详细信息

目的研发治疗非重症新型冠状病毒感染(COVID-19)的中药方剂并验证其抗炎作用机制。方法基于COVID-19患者支气管肺泡灌洗液中巨噬细胞的表达谱和新型冠状病毒(SARS-CoV-2)体外感染的肺上皮细胞表达谱分别确定了COVID-19在这两类细胞中失调的信号通路。通过文献收集临床治疗非重症COVID-19的中药方剂102首,基于特征信号通路评价102首方剂在肺上皮细胞和巨噬细胞中的通路逆转率,并根据中医理论确定“基础方”。通过临床常用方剂总结得到治疗非重症COVID-19的常用药,结合《中华人民共和国药典》中药筛选结果得到COVID-19中药方剂研发的“药物池”。通过靶向转录组获得每味药物对信号通路的调控作用,以逆转COVID-19失调的信号通路为目标展开计算,基于中药智能组方方法采用穷举法和平行运算进行组方得到若干个候选复方,参考中医专业经验最终得出治疗非重症COVID-19的守正创新方。采用RT-qPCR法检测该组方醇提物对脂多糖(LPS)处理的RAW264.7细胞中白细胞介素1b (IL1b)、C-X-C基序趋化因子配体2 (Cxcl2)、C-X-C基序趋化因子配体10 (Cxcl10)、C-C基序趋化因子配体2 (Ccl2)、一氧化氮合成酶2 (Nos2)和前列腺素内过氧化物合成酶2 (Ptgs2) mRNA的表达,对抗炎效果进行验证。结果在巨噬细胞和肺上皮细胞中,确定了COVID-19相关的各34条失调信号通路。基于失调信号通路和中药靶向转录组,对临床治疗非重症COVID-19的102首中药复方的功效进行评估,结果显示银翘散合平胃散在巨噬细胞及肺上皮细胞上的通路逆转率分别为91.18%和100%,效果最佳;且该复方具有疏风清热、解毒化湿的功效,符合COVID-19风热夹湿的病机,故选用银翘散合平胃散作为守正创新方研发的基础方。利用中药智能组方方法结合中医专业经验对银翘散合平胃散进行加减化裁,得到守正创新方翘蒡术皮饮。该方逆转了巨噬细胞和肺上皮细胞上COVID-19相关全部失调信号通路,逆转率均为100%。翘蒡术皮饮中的君药连翘、豨莶草和牛蒡子可下调多条与病毒感染、免疫及损伤增值相关的信号通路。RT-qPCR结果表明,与模型组比较,翘蒡术皮饮组下调了LPS诱导RAW264.7细胞中的IL1b、Tnf、Cxcl2、Cxcl10、Ccl2、Nos2和Ptgs2mRNA表达(P智能研发得到治疗非重症COVID-19的翘蒡术皮饮,该方剂的乙醇提取物在细胞炎症模型上能够抑制多种促炎基因的表达。

关键词：新型冠状病毒感染中药研发靶向转录组信号通路炎症反应人工智能翘蒡术皮饮