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[发明专利]一种基于弹簧的计算长骨骨折线性外固定器稳定性的仿真方法-CN202310833147.8在审
发明人： 王沫楠;彭梓林 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-07-10 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于弹簧的计算长骨骨折线性外固定器稳定性的仿真方法。本发明的目的是为了解决骨折固定器的生物力学研究中没有用基于弹簧的方式来计算长骨骨折线性外固定器稳定性的仿真方法。一、三维几何模型的建立；二、将得到的三维几何模型导入到仿真分析软件中并添加相关物理场；三、对导入的三维几何模型进行装配处理；四、对导入的三维几何模型添加材料属性；五、对导入的三维几何模型进行网格划分；六、对导入的三维几何模型添加弹簧单元；七、对导入的三维几何模型添加边界条件；八、在步骤七的基础上，进行有限元仿真；九、在步骤一至步骤八的基础上，对仿真结果进行后处理，得到外固定器的稳定性。本发明用于生物医学工程领域。
一种基于弹簧计算长骨骨折线性固定器稳定性仿真方法

[发明专利]一种基于铰链结构的新型刚度可变踝关节康复装置-CN202310796120.6在审
发明人： 王沫楠;王紫键;李鹏程;许家亨 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-07-01 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：一种基于铰链结构的新型刚度可变踝关节康复装置，涉及下肢康复器械领域。本发明针对当前踝关节康复装置踝关节康复运动角度较小，并因柔性不足，导致康复舒适性不足、康复运动角度较小引起的康复效果不显著的问题，提出了一种可满足踝关节内翻/外翻、背屈/拓屈两自由度的柔性踝关节康复装置的机械结构。运用人体踝关节的相关基础理论，刚度可变原理，在刚度可变结构上运用新式的铰链结构，实现刚度可变，同时简化机械结构，可实现可达到脚踝屈曲的范围可达到‑25°~35°，完全符合日常踝关节康复需求。
一种基于铰链结构新型刚度可变踝关节康复装置

[发明专利]一种新型七自由度腹腔镜手术仪器-CN202310796121.0在审
发明人： 王沫楠;刘力文;林涵 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-07-01 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： A61B17/29 文献下载
摘要：本发明涉及医用设备技术领域，提供了一种用于腹腔镜手术的七自由度手术仪器，包括：工具头模块、中心轴模块和手柄模块。其中工具头模块又包括末端执行器和腕部两部分。人工手术中使用的传统腹腔镜器械通常具有直的轴和四个自由度（DOF）以及抓取。但是，这些不足以完全旋转仪器尖端。这使得在手术过程中接触到腹腔内难以触及的器官具有挑战性。所以本发明设计了一种新的七自由度腹腔镜手术仪器，它提供了两个额外的自由度：（1）腕部绕一个轴偏摆（手腕偏摆）和（2）铰接后的末端执行器的旋转（腕部和末端执行器独立旋转）。腕部可以铰接至45°，也可以在铰接后旋转。与传统的腹腔镜器械相比，额外的自由度可实现更好的可操作性、功能和范围。此外，新仪器仅采用刚性连杆，在多次灭菌后提供更好的强度和最小的功能损失。
一种新型自由度腹腔镜手术仪器

[发明专利]一种巨噬细胞作用下的骨折愈合模型建模的方法-CN202310800043.7在审
发明人： 王沫楠;尹彤喜 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G16C10/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种巨噬细胞作用下的骨折愈合模型建模的方法，其步骤为：步骤一：基于骨折愈合常微分方程建立骨折愈合数学模型；步骤二：基于巨噬细胞及其分泌细胞因子对骨组织细胞的调控作用，建立巨噬细胞作用下的骨折愈合模型。本发明基于人体内免疫和骨组织细胞之间的互相作用为骨折愈合的复杂过程提供了一种数学描述，对研究骨折愈合机理和治疗骨折愈合有理论指导作用。
一种巨噬细胞作用骨折愈合模型建模方法

[发明专利]一种柔性多骨架蛇形辅助手术装置-CN202310384741.3在审
发明人： 王沫楠;王紫键;李鹏程;周金金 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-04-12 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： A61B1/005 文献下载
摘要：一种柔性多骨架蛇形辅助手术装置，涉及腹腔镜手术器械领域。本发明针对当前腹腔镜手术辅助装置多为大体积、驱动力不稳定，并且柔性变化机制不灵敏，导致装置稳定性、安全性、可靠性低的问题，提出了一种由一个中心骨干、8跟超弹性钢丝、记忆合金弹簧和几个圆盘组成的柔性多骨架蛇形辅助手术装置。运用柔性变化机理、记忆合金材质特性，将中心骨干、超弹性钢丝、记忆合金弹簧有机结合，同时简化机械结构，使腹腔镜手术辅助装置实现轻量化的设计，并且实现该手术辅助装置柔性的灵活变换。
一种柔性骨架蛇形辅助手术装置

[发明专利]一种新型手指康复柔顺外骨骼装置-CN202310401732.0在审
发明人： 王沫楠;刘力文;朱艳南 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明涉及医用设备技术领域，提供了一种用于手指康复的柔顺外骨骼装置。现有的可穿戴式手指外骨骼在掌骨关节的屈伸运动中，限制被动掌指关节外展内收，并且不可以根据治疗需要提供孤立的关节运动。所以本发明设计了一种新的柔顺外骨骼装置补偿掌指关节外展内收的被动运动，并且可以实现孤立的复合手指关节运动。柔顺外骨骼装置包括多个单指骨架柔顺模块、手背模块和手掌模块。手背模块和手掌模块通过弹性绳一端与多个单指骨架柔顺模块相连，另一端与驱动装置相连。本发明的手指外骨骼装置具有柔顺性，使手部运动更灵活舒适。
一种新型手指康复柔顺骨骼装置

[发明专利]一种结合像素灰度概率信息的图谱标签融合方法-CN201910825930.3有效
发明人：李鹏程;王沫楠;商夕平 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2019-09-03 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：一种结合像素灰度概率信息的图谱标签融合方法，涉及医学图像自动分割技术领域。医学图像中组织边界处像素值比较接近，甚至相同的像素值可能隶属于不同的组织，导致组织边界区域很难实现自动分割。本发明在基于相似权重的标签融合方法中引入了像素灰度概率信息，有效的改善了组织边界区域的分割结果。首先通过大量的分割测试为不同空间位置的图像设定不同的像素灰度概率系数，然后根据目标图像的空间位置匹配最适像素灰度概率系数，最后采用本发明提出的标签融合方法实现目标组织分割。
一种结合像素灰度概率信息图谱标签融合方法

[发明专利]一种无动力脚踝外骨骼辅助装置-CN202310269738.7在审
发明人：李鹏程;栗超祥;李志昊;王紫键;王沫楠 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-03-20 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：本发明主要针对的是脚踝受伤群体，希望通过行走来康复，以及脚踝扭伤后想及时活动的病人，是一种无动力脚踝外骨骼辅助装置。通过具有前后触发器的离合器，可以有效的控制能量的存储和释放。双触发器主要负责感知脚底部与地面接触状况，帮助病人减少体力消耗，同时又不影响病人踝关节的自由活动。这种纯机械的外骨骼降低了新陈代谢的损耗，是一种简单，有效的康复辅助装置。
一种动力脚踝骨骼辅助装置

[发明专利]一种刚度可变的穿戴式肘关节外骨骼康复装置-CN202310283655.3在审
发明人：李鹏程;王紫键;李志昊;栗超祥;王沫楠 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：一种刚度可变的穿戴式肘关节外骨骼康复装置，涉及上肢康复器械领域。本发明针对当前肘关节康复装置多具有单自由度，并且过于趋向柔性化，导致装置机械结构刚度不足、可靠性低的问题，提出了一种两自由度、肘屈/伸自由度处刚度可变的肘关节康复装置的机械结构。运用人体肘关节相关基础理论、刚度可变原理，在刚度可变结构上采用双法兰结构盘配合，实现刚度可变，同时简化机械结构；并提供手肘弯曲运动、前臂旋前/旋后运动的驱动力，手肘屈伸运动范围可达到0°‑130°，前臂旋前/旋后运动范围可达到‑25°‑50°，完全符合日常肘关节恢复需求。
一种刚度可变穿戴肘关节骨骼康复装置

[发明专利]一种基于改进型3D-UNet的MRI图像脑肿瘤分割方法-CN202211683641.2在审
发明人：李鹏程;李志昊;王沫楠 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2022-12-24 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06T7/187 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进型3D‑UNet的MRI图像脑肿瘤分割方法，具体包括：1)对数据集中脑部MRI图像进行预处理获得训练集；2)结合空洞卷积、通道注意力机制、残差卷积的方法构建改进型3D‑UNet框架；3)利用训练集数据训练改进型3D‑UNet，脑肿瘤分割网络；4)将待分割的脑部MRI图像测试数据导入脑肿瘤分割网络，得到分割后的结果。本发明提供了一种自动、准确、可重复的肿瘤分割算法，能够有效解决传统手工分割方式耗时较长且过于依赖专家的主观经验的问题，并具有比基于UNet的脑部MRI图像分割方法更高的分割精度，同时本发明提出的方法可进一步应用于其他医学MRI图像分割任务中。
一种基于改进型 unet mri 图像肿瘤分割方法

[发明专利]一种应用于虚拟手术中降维的动态碰撞检测方法及系统-CN201911146126.9有效
发明人： 王沫楠;曹家齐;王新靓 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2019-11-21 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： G06T19/20 文献下载
摘要：本发明提供一种应用于虚拟手术中降维的动态碰撞检测方法及系统。所述的方法包括：动态创建层次包围盒，进行粗碰撞检测，获得潜在碰撞对；将潜在碰撞对向二维平面投影，执行精碰撞检测，判断是否有碰撞发生。通过粗碰撞检测模块，明显减少数据处理的数量；通过投影降维处理，明显减少数据处理的复杂度；并且该发明能快速实现碰撞检测，精度满足检测要求。
一种应用于虚拟手术中降维动态碰撞检测方法系统

[发明专利]一种新型上肢康复外骨骼结构设计-CN202211679260.7在审
发明人： 王沫楠;吴鹏;何玉龙 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明涉及医用设备技术领域，提供了一种用于上肢康复的外骨骼机构，包括：肩关节模块、上臂和肘关节模块和前臂和手部模块。其特征在于：肩关节在完成内收‑外展、伸展‑屈曲时，肩关节瞬时旋转中心(盂肱关节)分别会在冠状面和矢状面移动。通过肩关节在冠状面和矢状面的两个导杆机构提供运动，允许肩关节瞬时旋转中心的移动，以提供肩关节运动的两个被动自由度。上肢的各关节运动由七个电机的运动控制，能保证机构在运动过程中平稳无冲击，关节产生的速度、加速度和运动范围符合上肢运动，同时七个主动自由度的也运动做了限位设计，防止康复过程中对上肢造成伤害。
一种新型上肢康复骨骼结构设计

[发明专利]一种脑皮下组织补丁图像自动提取方法-CN202210477260.2有效
发明人：李鹏程;李志昊;王沫楠 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2022-05-04 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：一种脑皮下组织补丁图像自动提取方法，涉及医学图像处理技术领域。在脑部图像处理任务中，通常目标组织的尺寸远小于整个脑组织的尺寸，特别是在图像配准中，仅目标组织临近区域的像素是有效的，而其余的像素点是无效的，并且会浪费存储空间与计算时间。针对这个问题，本发明方法提出了一种脑皮下组织补丁图像自动提取方法，该方法可以根据脑皮下组织的位置信息和灰度分布信息来自动提取包含所有脑皮下组织的补丁图像。通过从整幅图像中提取出补丁图像，并在后续图像处理操作中，只针对该补丁图像进行处理，这样可以去除大量无效的像素，减小需要处理的数据量，从而降低计算复杂度。
一种皮下组织补丁图像自动提取方法

[发明专利]一种结合肺肿瘤先验信息的CT肺肿瘤自动分割方法-CN202211276095.0在审
发明人： 王沫楠;李东辉;曹家齐 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2022-10-19 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G06T7/11 文献下载
摘要：本发明涉及计算机医学图像处理领域，尤其涉及一种结合肺肿瘤先验信息的CT肺肿瘤自动分割方法。本发明基于改进的区域生长算法并结合肺肿瘤先验信息，实现了初始种子点的自动选取与扩充。通过制定区域生长限制条件与阈值自动更新机制，最后将7个分割结果进行筛选并组合，得到最终的分割结果。该方法消除了大量人工操作，可以实现自动的且更高精度的CT肺肿瘤分割。
一种结合肿瘤先验信息 ct 自动分割方法

[发明专利]一种膝关节康复并联结构设计-CN202211238649.8在审
发明人： 王沫楠;金鑫;马东 -专利权人：哈尔滨理工大学
申请日： 2022-10-11 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明涉及医用设备技术领域，提供了一种用于膝关诊断及康复的并联机构，包括：铰接式移动平台、2RPRR‑2UPS并联机构和带有线性导轨和滑块的刚性移动平台。其特征在于：刚性移动平台通过导轨上的滑块与2RPRR‑2UPS并联机构连接，能够让病人的脚放在上面。2RPRR‑2UPS机构和铰接式移动平台的配合能够满足能够满足膝关节康复所需的绕横(胫股平面)轴和垂直(移动平台)轴的旋转以及在胫股平面内的平移这四个自由度，平台的运动由四个电动缸的运动进行控制，能够保证机构在运动过程中平稳无冲击，速度、加速度和运动范围能够控制在合理范围内，防止康复过程中对下肢造成损伤。
一种膝关节康复并联结构设计

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