Kubicek每搏心输出量计算公式的三维有限元仿真研究

我们从 Kubicek模型三维有限元仿真的角度对 Kubicek每搏心输出量计算公式的临床应用价值进行了研究。在计算机仿真研究中 ,我们对比了模型仿真结果、具体采用 Kubicek每搏心输出量计算公式所得结果以及所设模型的理论计算结果。仿真结果表明 :模型中阻抗改变与主动脉中血液容积改变之间存在着近似的线性关系 ,证明了 Kubicek每搏心输出量计算公式具有一定的临床应用价值 ,同时也为心阻抗血流图基础理论提供了新的研究途径。     

生物医学工程学

有限元法计算大鼠胫骨骨密度变化；分形维数在头低位期间心率变异分析中的应用；基于解剖知识模型的医学图像分割方法研究；一种基于掌上电脑的便携心电血压监护仪；内骨架一体化小腿假胶的生物力学研究；模拟股骨颈骨折外固定器固定结构模型三维有限元计算与应力分布实验研究；人颅骨粘弹性的分数阶模型研究；松质骨中两种纵波的传播特性分析；拉伸基底加载成骨类细胞内应变张量分析；基于GMDH型神经网络的EEG分类研究；电子耳蜗CIS方案与特征提取相结合的语音处理方法；应用HMM和加权距离判别法的真核基因识别程序研究；概率密度函数法研究重构吸引子并检测心动过速和心室纤颤；空间模型对单次运动相关脑电的分析；DICOM医学图像扩展模型的研究；一种基于改进零树小波算法的选择性医学图像压缩技术；基于运动学和动力学参数的步态识别研究；具有解剖基下颌的人体头部有限元模型的建立；长序列心电信号最佳复杂度的确定；基于非线性统计估计技术的PET散射校正。     

下颌末端种植固定桥的三维有限元分析

采用三维有限元法分析末端种植固定桥在四种载荷作用下的情况，结果发现天然基牙的位移变化比骨性结合的种植基牙大，基牙颈部为应力集中区，集中载荷载靠近种植基牙，种植基牙的位移和应力集中越显著，通过采取适当的设计，天然牙一末端种植基牙固定桥设计为临床可采用的特殊固定桥。     

骨折愈合塑形的力学机理I^＊——骨表面再造理论的应用

深入探讨长骨骨折愈合塑形阶段的力学机理,采用骨表面再造理论与有限元结合的方法。我们选取用应变能密度作为力学激励的骨表面再造理论,有限元分析采用三维的空间模型,利用我们编制的长骨表面再造系统“BRSS97”对长骨骨折愈合塑形阶段的三种类型：外骨痂型、骨内缺损型和骨外缺损型的力学机理进行研究。结果表明：骨痂可以完全吸收,骨缺损可以恢复,三种情况下骨均可以恢复到正常状态。由此说明长骨骨折愈合塑形过程就是骨材料对力学激励的适应过程。     

冠状动脉支架抗压缩性能的有限元分析

冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件。其对病变动脉壁的支撑作用如何是支架植入术成功的先决条件之一。依据冠脉支架抗压缩性能的实际测试原型，建立起对应的有限元模型，并利用此方法系统地研究了专利支架设计，其扩张尺度的不同和筋的尺寸变化对支架抵抗两平面压缩性能的影响。结果显示，随支架扩张直径的增大，其抵抗两平面压缩的作用减小，增加支架筋的宽度或厚度能够提高支架的抗压缩性能，且这两个方向尺寸的增加对提高抗压缩性能的作用相当。模拟与实验结果一致，表明有限元模拟可以在一定程度上替代支架原型测试工作。     

腹主动脉瘤应力模型的建立及其应用

本研究用螺旋CT扫描腹主动脉瘤获得的断层图像合成腹主动脉瘤几何模型，通过设定瘤壁组织生物力学参数和边界条件，使用有限元分析的方法分析腹主动脉瘤瘤壁的应力分布。结果标明，本例腹主动脉瘤应力峰值位于远端分叉部位，瘤体应力峰值位于后壁，均小于瘤壁的承受极限。本研究所得结果对腹主动脉瘤应力模型有助于分析个体化腹主动脉瘤的破裂部位和生长方向，对研究疾病进程提供依据。     

下颌颏部骨折内固定的三维有限元模型及边界约束的建立

通过Pro／E和ANSYS建立下颌骨颏部骨折内固定的三维有限元模型，并模拟了各种功能状态下的边界约束。使用计算机图像处理软件对CT扫描图像进行预处理，然后采用自编程序获取下颌骨解剖结构的三维坐标数据，用ANSYS建立下颌骨的三维有限元模型。采用数值化建模软件Pro／E建立小型接骨板-螺钉固定体系统的实体模型。模拟下颌骨颏部正中骨折坚强内固定治疗，建立该内固定治疗的有限元模型。通过改变各组咀嚼肌力的大小，进行了三种咬合状态的边界约束。获得了形态逼真、相似性好的下颌颏部骨折内固定后的三维有限元模型，并模拟了各功能状态下的边界约束，为后期的生物力学分析奠定了基础。     

内骨架一体化小腿假肢的生物力学研究

一体化假肢是以聚合物为材料从接受腔到假腿一体成型的新型下肢假肢，它比传统型假肢更经济、美观、轻便，具有较大的应用前景。目前的相关研究主要集中在设计与制作及少量的临床研究方面。由于一体化假肢与传统型假肢在结构上的差异，有必要对其进行应力分析。本研究的目的是开展内骨架一体化假肢的生物力学研究，本研究基于内骨架一体化小腿假肢的真实几何构型，建立三维有限元模型，计算该模型在模拟Heel OH步态时相的载荷作用下的应力分布；在保持该模型的几何形状不变的情况下，建立了三个不同壁面厚度的一体化小腿假肢的有限元模型，分析壁面厚度对一体化小腿假肢应力分布的影响；通过分别赋予模型四种不同高分子聚合物的材料力学特性值，分析不同材料的一体化假肢的应力分布特点；分别对模型施加与正常步态的五个典型时相对应的载荷，分析一体化小腿假肢在各步态时相的应力分布特点。本研究结果对一体化假肢设计有指导价值。     

数值模拟鼻甲的切除对鼻腔内气体流场的影响

量化研究鼻腔结构的变化对鼻腔内气体流场分布的影响.通过CT图像对鼻腔结构进行三维重建并用有限元方法对气体流场进行数值分析.对重建的鼻腔模型的一侧,分别去掉部分中鼻甲和部分下鼻甲并用有限元方法再次进行数值分析,将得到的结果与原始模型进行比较.观察气体流场分布的变化,在两侧鼻腔的流量分布均有变化,在去掉部分鼻甲的一侧流场和气压的分布也有所改变.通过数值模拟,我们量化的显示了鼻腔结构的变化对鼻腔内气体流场分布的影响.     

神经导航中脑组织变形补偿的点云处理

有限元方法是解决神经导航中脑组织变形的重要方法,需要手术过程中的脑皮层信息作为其边界条件.本文通过非结构点云进行了脑皮层信息的表示,并通过对其进行处理来获取有限元方法的边界条件.点云处理包括纹理映射、分割、简化和去噪,其中非结构点云的简化与去噪采用了改进的基于表面特性k邻域的聚类方法.实验结果证明所采用的点云处理方法是可靠的.