五官科综合治疗机控制系统

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

五官科综合治疗设备的控制系统，它包括（电动）治疗椅的控制系统和治疗台的控制系统两部分。治疗台为医生进行诊查和手术时提供相关诊疗器具、器械的操纵，如喷吸枪、电暖气、照明灯等启闭；通过调节治疗椅椅座的上下和椅背的俯仰，选择合适的姿势，从而方便五官科医生为病患者实施诊查和手术。其中，治疗椅椅座的上升和下降由垂直放置的电机控制；而治疗椅椅背的前倾和后仰由水平放置的电机进行控制。 治疗椅控制系统由单片机控制系统、动作执行系统和控制显示系统三部分构成。单片机控制系统由ATmega32L单片机、电流放大电路、光电耦合器件、达林顿（Darlington）驱动器件和继电器组成；动作执行系统则分别由控制椅座上下运动和椅背俯仰运动的两个直线电机组成；而控制显示系统则由控制面板按键、指示灯、蜂鸣器（Beep）及脚踏开关（Footswitch）等组成，控制面板按键有设置键（SET），常用设置I、II、III（电动椅椅座和椅背的三个常用位置设置键），控制电动椅上下运动的UP键和DOWN键，控制电动椅俯仰运动的FORW键和BACK键，使两个电机回到起点ORIG键，自动/手动选择A/M键。 治疗台上放置集束光斑照明灯、电暖气、喷吸枪等。集束光斑照明灯无热辐射，光照度不太强，额定电压供电。灯的开关通过控制面板上的按钮控制。治疗台上一般装有4支药物喷枪、1支污物吸枪、暖风器、漏电开关、过载和短路保护装置等。喷枪由供气泵（空气压缩器）提供工作气压，吸枪由负压泵提供负压。 治疗台控制系统也由单片机控制系统、动作执行系统、控制显示系统三部分组成。单片机控制系统由ATmega32L单片机、电流放大电路、光电耦合器件、达林顿驱动器件、继电器组成；动作执行系统由空气压缩机、真空泵、电暖气、照明灯等组成。其中，空气压缩机给喷枪提供工作气压，真空泵给吸枪提供工作负压，电暖气则是暖风设备，照明灯提供照明；而控制显示系统则由控制面板按键、状态指示灯及蜂鸣器组成。 治疗台主要设置除了没有脚踏开关的设置外，同治疗椅的控制面板设置一样，即通过治疗台控制面板进行治疗电动椅的极限位置设置、常用位置设置，这是通过治疗台和治疗椅之间的串行通信实现的。

解酒的蛋白肽复合营养液微球及其制备方法

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

解酒的蛋白肽复合营养液微球及其制备方法是根据现有的解酒产品主要来自中药成分，加工制备过程易氧化，失去生物活性，中药成分易分解，解酒效果差等弊端而研制的一种解酒的蛋白肽复合营养液微球及其制备方法。它采用绿色食品作解酒原料，对人体无害，且采用微胶囊技术，不仅可将药物浓集于靶区，提高疗效，而且可消除解酒辅料的不良气味及口味，使液态辅料固态化的同时，提高溶解和吸收效率，使解酒效果更为显著。 解酒的蛋白肽复合营养液微球及其制备方法采用植物蛋白肽，配以山楂、萝卜、甘草、橘皮的水溶提取物，按比例调配成蛋白肽复合营养液，然后采用微胶囊成型技术，制成蛋白肽复合营养液液芯微球，微球的粒径范围为5—500μm；微球制备时所选用的壁材可以为单一壁材或复合型壁材。 采用绿色食品作解酒原料，环保对人体无害，使用微胶囊包装技术，可以使蛋白肽在人体中缓慢释放，有效地解决大量饮酒所造成的血液中酒精浓度突升的问题；还可解决蛋白肽稳定性差，易变性，易被消化酶降解难题，微胶囊技术保护了有效成分，使蛋白肽在肠道中能够发挥更好的效用。不仅可将药物浓集于靶区，提高疗效，而且可掩盖解酒辅料的不良气味及口味，使液态辅料固态化的同时，提高溶解和吸收效率，具有良好的解酒、醒酒功效，并可适当改善人体机能，增强免疫力。

新型的农药残留检测仪——生物传感器

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

农药是农业生产中十分重要的生产资料。然而，农药毕竟是一类有毒的化学物质，长期大量使用(只要是有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类化合物)，对环境生物安全和人类健康都将产生较大的危害。我国是一个农业大国，农药使用品种多，用量大，其中70-80%的农药直接散落到环境中，不仅对土壤、地表水、地下水和农产品造成污染，而且进一步进入生物链，对整个环境生物和人类产生危害。由此可见，我国农药污染防治与生态环境保护任务十分艰巨。 目前，国内外对农药残留的检测都需经过长时间、复杂的样品前处理过程(包括提取、净化、浓缩等)，而且使用的检测仪器(例如，气相色谱、高压液相色谱等)庞大，价格昂贵，并需要专业人员操作。这不仅使环保、商检等监测部门的检测周期拉长、工作效率下降而且使普通居民、宾馆、饭店、学校及工厂食堂无法对购得的食物进行快速预先检测以防止食物中毒事件的发生。我们开发的以酶为基础的生物传感器是利用酶的高度专一性及其固定化后的可重复使用性研制开发出的一种新型检测仪。它可以免除冗长的样品前处理过程，在复杂的体系中不受其他物质干扰，准确地测出残留农药量。此仪器操作方便，定量准确，不仅适用于科研、环保等部门的快速监测，达到即时有效地阻止和判断农药污染事故的发生的目的，而且不需要专业人员操作，因而也适合于一般消费者使用。 生物传感器各项指标如下： 农药残留含量的测定极限为1×10-6mol/L 整个测量时间为10s-10min 酶再生所需时间为10min-30min 整台生物传感器及其测量仪器的总重量控制在3Kg以下

消防服务热防护性能检测装置

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

该检测装置是集生物医学工程、燃烧技术、计算机数据采集和处理技术为一体的高科技产品，属国内首创，填补了该领域的空白；该机具有性能稳定、重复性好、操作简单等特点，测量精度接近国外同类产品。装置质量得到国家消防装备质量监督检验中心认可，为我国消防防护服热防护性能(TPP)检测提供了强有力的手段。 技术指标 环境热通量：2cal/cm2s±0.1cal/cm2s，相当于83kw/m2±4kw/m2

心肌桥模拟装置

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

覆盖心脏表面冠状动脉及其主要分支上的心肌束称为心肌桥。临床研究和动物实验揭示：心肌桥在收缩期压迫壁冠状动脉并导致血流动力学特性的异常。临床病人和实验动物个体的差异使实验条件很难保持一致，研究的系统性、可靠性受到影响。研制“心肌桥模拟装置”可弥补上述研究的不足。 主要指标和参数: 该模拟装置可获得下列参数：①心率，②压力，③每搏输出量，④冠状动脉受心肌桥的压缩程度，⑤心脏收缩时刻与心肌桥施压时刻之间的时间差，⑥心脏的收缩期与舒张期的时限比例，⑦冠状动脉分支的负载，⑧心肌桥宽度。以上参数可在一定范围内调节。 研制“心肌桥模拟装置”是作为临床研究和动物实验的一种补充手段，突破了心肌桥临床研究的诸多限制，该装置的研制成功，为心肌桥的研究工作提供了有效的科研手段；更重要的是它提供了一种在生物力学理论指导下从工程领域角度来研究医学领域问题的独特的科研思路。到目前为止，国内外文献中尚未发现用类似方法进行此项研究的报道。用该装置进行的心肌桥在不同状态下的血流动力学性能测试，符合壁冠状动脉血流动力学的特征，开创了心肌桥研究的新方法。

内皮细胞应力测试装置

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

在人体正常的心血管系统的腔室，心脏瓣膜和血管内壁覆盖着一层由内皮细胞构成的完整内膜。以往认为,内皮细胞(Endothelialcells，简称EC)只是为心血管系统血液接触面提供一个光滑的内表面，是血管内外物质交换的机械屏障。近来人们发现内皮细胞可以合成和分泌多种活性介质，参与免疫、凝血和纤溶过程的调节，是机体十分重要的内分泌细胞。 在体内的EC总是处于血流动力学的环境中。血流影响EC的主要因素中，以往的研究主要是集中的切应力(Shearstress)。事实上，除切应力外，EC还受到垂直于流动方向的正应力(即血压)的作用，我们发现，正常人体内的正应力15996/10664Pa(120/80mmHg)是切应力2Pa数值的5300-8000倍。显然正应力是影响EC的一个不容忽视的因素，所以在本装置设计中加以了考虑。 本课题应用流体力学及血流动力学理论和计算方法，设计了可精确控制切应力水平、正应力水平的模拟在体血流动力学环境的层流流动装置。 为更接近人体内血流环境，本装置采用脉动泵—蓄能器—后负载系统以模拟血管中的脉动流。 主要指标和参数 1.模拟正应力：收缩压：120～180mmHg；舒张压：60～120mmHg。 2.模拟切应力：1～300dynes/cm2 3.脉动频率范围：60～120次/分 4.流量范围：20～600ml/min。

低模量人体植入用β钛合金

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

目前，在作为人体植入用金属材料的不锈钢系、钴铬合金系和钛系三大系列中，钛及钛合金以其优良的生物相容性、力学适应性、可加工性和在生物环境下的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。同样，评价生物医用钛合金也采用以上的性能标准。钛合金的临床医学应用包括：骨科、矫形外科、牙科、口腔医学、以及医疗器械，如介入性血管支架等许多医学领域。在临床应用中，目前广泛使用的钛合金（如Ti-6AI-4V等)的弹性模量虽然较316L不锈钢、钴铬合金等生物医用材料的弹性模量低得多，但其弹性模量仍为骨弹性模量的4-10倍。这种种植体与骨之间弹性模量的不匹配，将使得载荷不能由种植体很好地传递到相邻骨组织，出现“应力屏蔽”现象，从而导致种植体周围出现骨吸收，最终引起种植体松动或断裂，造成种植失败。此外，最近的研究发现，钛合金中的V、Al、Fe、Co、Ni、Cr等元素对细胞的接触毒性较强，生物钛合金中不宜添加此类元素。因此，研制新型低模量的医用β钛合金成为最具有前途的医用植入材料之一。成功研制的新型低模量的医用β钛合金比原来的Ti-6AI-4V等合金具有更优良的性能，更适合作为人体植入用材料。 主要性能指标 1.不含对人体有害元素：V、Al、Fe、Co、Ni、Cr； 2.合金室温下为亚稳定的β组织； 3.较低的弹性模量，E为：50～80GPa； 4.室温抗拉强度大于800MPa，延伸率大于12%。

汽车音响及多媒体信息面板视觉检测系统

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

综合运用数字图像处理、精密测量以及模式识别等技术，构造柔性计算机视觉检测系统，实现不同类型的汽车音响及多媒体信息面板各的高分辨率、高精度、实时的在线质量检测。 系统的主要功能包括： （1）亮度检测，系统能够检测面板或按键的背光状态及其亮度参数。 （2）检测面板或按键字符的有无、完整性及正确与否；检测字符表面污渍、印刷偏移；键盘按键位置；对检测的缺陷进行统计，可以保存和显示统计数据。 （3）显示字符的缺陷及完整性检测，显示器件的表面缺陷检测。 （4）系统具备电流测试功能(多种状态下的电流：暗电流、LED电流、VFD+LED电流等)。 （5）通信功能测试，系统兼备LIN总线、CAN总线(包括SINGLE_WIRECAN)、I2C总线、K_LINE总线、SPI总线、RS232总线等可以对不同通信方式的产品进行控制与测试。

高精度磨床热变形测量及误差补偿

闵华

上海理工大学/先进制造与自动化

在精密磨削加工中，热源对加工精度的影响极大，提高工件的加工精度必须对工件的热变形和机床的热变形作定量研究，并在加工过程中作合理控制与补偿。在热误差研究方面，主要对机床热误差特性的检测、处理和分析，温度传感器布置位置的确定，热误差补偿方法等问题开展了系统的研究。通过建立机床热误差测量与补偿技术研究平台，掌握机床床身的热变形以及磨削工件的热变形这两种热变形误差的测量以及补偿方法。另外通过在线动态监测磨削区域温度和热流的变化，分析这些变化和切削工艺参数、工件加工质量之间的关系，为优化工艺参数提供理论依据和实际参考数据。 主轴变形测量范围：0.1-1mm 分辨率：　　　　　0.1um 精密度：　　　　　0.5um