一种新的连续性血液净化设备滚压泵直流电机驱动方法

根据实际连续性血液净化设备（CRRT）,选用滚压式血泵和直流电机搭建试验平台,按照CRRT机对血液流率、流速可调和长时间稳定要求,采用LM2678设计接口简单、易于控制的滚压式血泵直流电机新型功率驱动电路。由试验数据得到功率驱动电路在空载和带负载时输入、输出电压特性曲线（分3个工作区）;采用线性回归方法,分别构建正常工作（线性区）时这两种情况下系统特性的拟合曲线方程。试验结果表明：新型功率驱动电路的输入电压和输出电压具有良好线性关系,通过改变驱动电路输出电压,稳定调节直流电机转速,从而实现调节CRRT血泵流量。     

血泵在连续性血液净化设备中的应用研究

血泵是连续性血液净化设备(CRRT)中最重要部件之一.回顾CRRT机中所用血泵特点及其分类,重点介绍现代滚压泵和离心泵,分析这两类血泵的机械结构和工作原理.因滚压式血泵耐用、操作简便.故易被接受.离心泵主要优点是血液损失小、压力缓冲大、安全性高.从9个方面进行综合比较、分析离心泵与滚压泵在实际应用中各自特点,给出离心泵在实际应用中使用少的原因,并进一步展望未来血泵发展方向.     

多位姿下肢康复机器人床身高度自动调整算法

目的 设计多位姿下肢康复机器人床身高度自动调整算法,以适应患者腿长和训练模式的差异,避免康复机器人与地面碰撞。方法 根据多位姿下肢康复机器人的6种训练模式和人体关节约束条件,建立不同模式下机器人床身高度与患者腿长和床身翻转角度的数学模型,分析机械间隙和挠变以及运动过程中腿部支架的抖动误差可能造成的影响;开发相关软件实现床身自动调整。招募志愿者10例进行实测。结果 床身高度实验测试数据与理论计算数据一致,间隙及挠变不影响床身高度理论计算。训练过程中,机器人下肢末端始终与地面保持在设定的安全距离以上。结论 建立的算法能根据患者腿长、训练模式、床身翻转角度实现床身自动调整,保证设备运行在安全范围。     

海马神经元网络发育中自发活动的动力学分析

目的:在多电极阵列(multielectrode arrays,MEA)芯片上体外培养海马神经元网络.研究发育过程中自发活动的动力学变化规律.方法:采用锋电位发放速率、爆发速率和爆发持续时间参数分析神经元网络自发活动.结果:网络发育初期(培养1周～2周)因自发电活动是零星的单个锋电位发放模式,爆发速率低;主要发育期(培养3周～5周)因发放模式变为单发和爆发放交替模式,自发锋电位发放速率增加,爆发速率和爆发持续时间明显升高;成熟稳定期(培养6周以上),自发活动主要是同步爆发发放和节律性同步发放模式,单位时间内爆发活动次数减少,爆发持续时间变短.结论:上述研究表明爆发活动参数能够量化和描述海马神经元自发活动在网络发育过程中不同阶段的动态变化特性.     

适应个体差异的下肢康复机器人步态规划与实现

目的 针对下肢康复机器人轨迹规划,进行适应个体差异康复运动模式的求解,实现精准康复。方法 在总结出下肢康复机器人6种运动模式后,根据人体多刚体理论,将下肢康复机器人外骨骼简化成二连杆机构,对运动模式进行逆运动学分析,并基于C#设计运动模式求解系统。结果 将基于C#运动模式求解系统计算的运动模式关节角度值传输到上位机,6种运动模式均成功应用于下肢康复机器人。通过运动模式逆运动学分析基于C#设计的运动模式求解系统,对于不同腿长的下肢运动功能障碍患者,进行适应个体差异的运动模式关节角度值求解。通过样机实验,下肢康复机器人能够按照规划的运动模式带动人体模型进行康复训练,且实际关节角度曲线与理论关节角度曲线基本重合,关节角度误差较小。结论 验证了适应个体差异运动模式求解的有效性和可行性。     

简易滑动式腿部康复设备机构设计与分析

目的 针对下肢功能障碍患者在康复初期需要卧床锻炼腿部肌群的需求，设计出一款简易滑动式腿部康复设备，防止患肢肌肉萎缩，实现患者在卧床阶段就可进行初期康复训练。方法 采用曲柄滑块传动系统，设计机构方案；根据人体关节活动度，建立运动学模型并确定结构尺寸，进行分析验证；并对机构本体强度进行校核。以此基础制作出设备样机，测试验证样机可行性。结果 所设计机构关节活动范围符合正常人体关节活动度，结构强度符合要求，设备样机运行平稳、速度平滑，实际运行速度与理论规划速度基本吻合。结论 本设计可以满足下肢功能障碍患者在康复初期的卧床康复训练需求，具有体积小、质量轻等优点，为促进小型化、轻量化的下肢康复设备发展提供参考。     

角加速度平滑的可变类圆周下肢康复步态规划

解决下肢康复机器人圆周步态训练时,在周期运动衔接处由角加速度突变导致机器人腿部抖动的问题。     

基于互相关函数的培养神经元网络动态特征分析

多电极微阵列(multi-electrode arrays,MEA)技术的发展,使同时记录多个神经元活动成为可能。在多电极阵列芯片上体外培养海马神经元网络,采用互相关函数对神经元网络自发信号进行分析。通过分析不同电极上的锋电位序列信号,互相关函数可以找出它们之间的相互联系,从而映射出相应神经元之间的连接状况和动态特性。实验结果表明:互相关函数能够描述神经元网络的结构及神经元间电活动的动态特性,并有助于我们了解神经元群体活动对信息的综合处理与编码。     

新型颜色传感器TCS230应用于CRRT机漏血检测的可行性研究

目的:漏血检测是血液净化设备(CRRT)的一项基本要求,研究新型高分辨率颜色传感器TCS230在漏血检测中应用的可行性.方法:采用发光二极管(LED)为光源,可编程彩色光到频率转换的TCS230器件为颜色传感器设计非接触式漏血检测电路,构建模拟的漏血检测试验平台.引入HSL颜色空间法将RGB数值转换为HSL值,根据色相H值确定颜色变化.结果:试验结果表明该非接触式检测装置能够从正常和漏血两种模拟模式中鉴别出漏血状态.结论:试验验证了TCS230传感器可用于CRRT机漏血检测,简化检测装置结构.另外,由于采用相对检测原理,该装置对光源无特殊要求,可降低检测装置费用.     

LM2678在连续性肾脏替代治疗设备直流电机驱动中的应用

血泵的高稳定性、宽调速范围控制技术是连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy,CRRT)设备的关键技术,本文利用大电流、高效率降压式电源转换芯片LM2678良好的线性和典型的负载特性,设计出驱动血泵直流电机的新型功率驱动电路。该电路具有过热保护、短路保护功能和电流、电压闭环控制回路功能。实验结果表明,该功率放大电路能很好地实现血泵血流量在0~460ml/min范围内线性、稳定调节。