人工心瓣脉动流模拟试验中,主动脉根部压力、流量波形重建的理论与方法

本文针对目前国内外在人工心瓣体外脉动流试验中难以直接、准确地检测模拟主动脉根部压力、流量波形,从而影响测试结果的客观性、可比性的问题,提出了一种方法,可在现有人工心瓣体外脉动流检测装置上重建主动脉根部假想进口流动已充分发展、未受瓣膜扰动时的压力、流量波形。该方法具有数学处理简便、快速、适应性强、较为准确的特点。     

四川联大Ⅰ型膜式人工肺的实验室(invitro)测试与数学模型计算

作者采用在国外研究与测试膜式人工肺的实验室方法，对自行设计、制做的四川联大Ⅰ型中空纤维膜肺进行了实验室（ｉｎｖｉｔｒｏ）测试，以确定膜肺样品的气体传递性能。用水作介质对四川联大Ⅰ型膜肺测试后，根据Ｖａｓｌｅｆ的方法进行计算，得出膜肺的气体传递特性参数α、β值，再用Ｖａｓｌｅｆ的数学模型进行该膜肺以血为介质的气体传递速率的计算，将计算结果与ＡＡＭＩ标准及国际上目前通用的几种膜肺的传递性能进行比较，证明对膜肺Ｈ２ＯＯ２传递测定的方法是可行的，利用Ｖａｓｌｅｆ氧气模型和本文ＣＯ２模型进行理论计算的方法也是可行的。由计算的结果可以看出，四川联大Ⅰ型膜肺的Ｏ２和ＣＯ２的传递速率达到国际上通用膜肺气体传递速率的标准，接近国际上通用的优良膜肺的性能。同时也发现，四川联大Ⅰ型膜肺的结构设计还有必要进行少量改进，即缩短膜肺长度，以提高有效的气体传递面积。     

一种适宜于口腔、骨等结构应力分析的有限元辅助建模及结果分析软件的开发和应用

通用的有限元结构分析软件的前后处理功能对于结构形状规则,材料种类少的研究对象已3［W适用,但对于直接应用于牙齿、关节等具有较复杂结构的研究对象来说,却具有较大的工作量和一定的难度。目前处理这类问题,或者是简化模型以减低工作量（但往往会导致单元类型、形状、和节点数的不合理,降低计算精度）;或者是手工仔细建模（但工作量极大,效率低、出错率高,导致研究成本和周期的大幅增加）;或者是采用一些软件的自动剖分网格功能,但目前尚不成熟。为此,本文自行开发了一套有限元分析前、后处理辅助软件。其中,节点位置由手工…     

张应力作用下体外细胞培养膜上应力分布的三维有限元分析

在自行研制细胞张应力施加装置的基础上，建立细胞张应力施加装置中生物膜三维有限元模型，模拟施加不同大小的静水压力，采用有限元应力分析的方法计算生物膜（硅胶膜）上的张应力及位移分布及其规律，为相关的细胞力学实验提供理论依据。     

Herbst矫治器在不同重建时对口颌肌肉和韧带约束反力的影响

目的：研究不同He重建情况下相关口颌肌肉和韧带的约束反力变化规律。为Herbst矫治器临床应用提供相关依据。方法：在已建立的下颌骨硬组织三维有限元模型基础上附加Herbst矫治器,建立颞下颌关节一下颌骨一Herbst矫治器系统的三维正交各向同性有限元模型。根据临床和相关文献设计He重建的类型,通过计算机计算相关口颌肌曲从和韧带的约束反义。结果：不同He重建时嚼肌浅层（SM）、翼内肌（MP）、颞下颌韧带浅层（STL）、颞下韧带深层（DTL）、翼外肌下头（ILP）、翼外肌上头（SLP）所受的力始终为零;颞肌中束（MT）、颞肌后束（PT）、茎突下颌韧带（StL)、蝶下颌韧带（SpL)受力随着下颌水平前伸距离的增大、垂直向移位距离的减少而增大;颞肌前束（AT）和嚼肌深层（DM）随着下颌水平前伸距离的增大、垂直向移位距离的减少而减小。相关口颌肌肉所受约束反烟囱的数值相差最大的为茎突下颌韧带,其次为蝶下颌韧带和颞肌后束,再次为颞肌前束,其余相差不大。约束反力最大值为32.48kg,最小值为0kg,力值在可范围之内。结论：茎突下颌韧带、蝶下颌韧带、颞肌后束和颞肌前束在Herbst所引起的下颌骨功能改建中,起了相当重要的作用。本文设计的5组He重建类型（下颌水平前伸3-7mm,垂直打开4-2mm)均在临床选择之列,最佳组合根据患者的适应能力及畸形情况进行选择。     

药物洗脱支架置入弯曲冠状动脉血管后药物浓度场及壁面切应力分布

背景:血管闭塞性疾病主要治疗方法之一,支架置入的后期再狭窄问题开始制约支架的进一步发展.目的:分析药物洗脱支架置入弯曲冠脉血管后的药物浓度场及壁面切应力分布规律,为临床应用及药物洗脱支架的进一步完善提供理论指导.方法:选取3种药物释放率情况,采用数值方法对药物洗脱支架置入弯曲冠脉后的药物浓度场和壁面切应力情况进行分析.结果与结论:血管的弯曲和支架的置入对药物扩散的浓度场有较大影响.药物释放速率的改变对浓度分布规律没有影响.由于流场分布的不均匀,弯曲冠脉血管内侧的药物浓度高于外侧,下游的浓度高于上游.外侧支架附近的血管壁上出现低切应力区,加上低的药物浓度分布,使得这些位置(特别是上游区域)成为再狭窄萌发的高危险区.结果提示,如果根据置入支架所处位置的流场分布特点,有意识的对支架表面载药量的分配分布进行合理的优化,适当增加上游和外侧药物涂层的浓度,减少下游和内侧涂层的浓度;增加径向连接筋的载药量,减少连接筋数目,充分利用流动带来的上游药物浓度,使得血管壁附近的药物浓度分布更加均匀合理,这将既节省药量,又有利于抑制内膜增生.     

指定位移时牙种植体周围颌骨组织应力的三维有限元分析

目的：研究指定位移约束对颌骨的应力分布影响。方法：建立一个实用局部模型，采用三维有限元分析法（FEM），计算此模型在不同指定位移情况下的各节点的应力和位移。结果：种植体周围骨组织的应力沿种植体轴线对称分布，在皮质骨层应力值很大，在孔底部分松质骨层应力值较小；应力值大小与指定位移大小呈正比的线性关系。结论：在研究和预估测种植体周围颌骨组织内应力分布时，指定位移是一个不可忽略的因素。     

CO_2在交叉流(管外血流式)中空纤维膜式人工肺中传递的数学模型与实验研究

本文建立了ＣＯ２在交叉流中空纤维膜式人工肺的半经验数学模型。通过ＣＯ２在ＭＡＸＩ－ＭＡＴＭ膜肺中水介质内传质实验，确定了表征膜肺结构特征的、ｍ因子。以、ｍ因子代入作者建立的数学模型中对该膜肺ＣＯ２在牛血介质中的传递进行求解。随后又进行了该膜肺的ＣＯ２一牛血传递实验。数学模型所计算的ＣＯ２传递速率与实验结果吻合很好。     

平行平板流动腔入口和出口结构对流场影响的数值研究

本研究针对现有平行平板流动腔的结构特点，在相同流量和压差的情况下，分别研究了三种不同入口和出口结构对流动腔内流场的影响。结果显示，采用对称的入口和出口结构，流动腔内部的压力值可由计算公式得到；流体进入流动腔时，均匀的流场可以减小入口长度；在设计平行平板流动腔时，合理的选择几何尺寸比选择入（出）口结构更重要。研究还发现，为了保证细胞在流动腔内的力学环境尽可能相同，流动腔的高度不宜过小。     

人体足部生物力学的研究

人体足底压力和剪切力的测量，运动状态下足部各关节、骨和韧带的作用及影响，以及足部生物力学建模和有限元分析是足部生物力学研究的热点，也是足部疾病康复研究的基础。本文对上述三方面的研究作了综述并提出了今后研究的重点。