在体兔眼压强-体积关系的实验研究

目的 获得在体兔眼眼内压与眼球体积变化的关系。方法 通过对在体兔眼前房以20 μL/min的速度注入生理盐水100 min,记录眼内压随注水时间的变化数据。结果 眼内压随注水时间的曲线呈非线性变化,可用分段函数拟合。曲线的上升段存在一特殊点（定义为拐点）,此点前后的眼球刚度系数分别为（4.02±0.86) mmH2O/μL和(2.43±0.94) mmH2O/μL (1 mmH2O=9.8 Pa),有显著性差异。结论 拐点的存在具有普遍性,注水速度和拐点位置均对眼球刚度系数有影响。眼内压随注水时间的拟合函数中部分拟和参数具有较明确的生理意义。     

热压膜材料力学性能恒温水浴测试系统的建立

热压膜材料在口腔医学领域应用广泛,可用于制作保持器、牙周夹板、磨牙垫和颌间固定装置等[1-4].近年,多种热压膜材料用以制作矫治器,从而奠定了无托槽隐形矫治技术的材料学基础[4-5].研究和提高热压膜材料的力学性能,如形变后材料产生的回弹力及其随时间的变化,是临床上选择、制作和使用隐形矫治器的前提和基础.     

基于膨隆实验的血管非线性力学特性确定方法

目的基于实验测试和数值模拟结果,建立反方法确定血管的非线性力学特性。方法采用自行设计的实验装置,对血管进行压力加载,获取血管膨隆的实验数据;假设血管材料特性符合超弹性Ogden模型,建立血管膨隆的有限元模型,然后结合实测数据及数值模拟结果,利用优化算法建立反方法确定血管的力学特性。结果得到了描述兔腹主动脉非线性力学特性的Ogden模型一阶和二阶的材料参数,其中一阶Ogden模型参数α=10.86±1.98。经验证兔腹主动脉的力学特性可用超弹性力学模型描述。结论基于实验测试和数值模拟方法建立的反方法可用来识别血管的非线性力学特性。     

基于CT成像的冠状动脉流固耦合分析

目的基于冠状动脉血管弹性特征,研究冠状动脉管壁及其内部血液流动的各力学参数的变化规律。方法根据健康人体冠状动脉造影的CT图像,用Mimics软件三维重建冠状动脉多分支结构;利用有限元方法,构建多分支血管计算模型。在假设血管壁为线弹性材料,血液流动为不可压缩牛顿流体瞬态流动条件下,进行血液及管壁的流固耦合分析,分析各参数的变化规律。结果冠状动脉内血液的流速在心脏舒张期达到最大;在冠状动脉弯曲及分叉处,流速会出现低速区,血管壁出现较大变形及等效应力。结论在进行冠状动脉粥样硬化形成机理的研究中,应考虑血管变形的影响。     

计算机辅助设计在耳模制作中的应用

目的 建立一种更为高效安全的三维耳模制作方法.方法 耳背式助听器使用时,需配上按患者耳朵外形制作的耳膜.利用MIMICS医学影像三维重建软件和Solidworks三维建模软件对患者耳部CT图像进行处理,建立耳模实体模型.结果 与传统方法制作的耳模相比,计算机辅助设计制作的耳模更加符合人体结构.结论 计算机辅助设计制作方法可更加安全、方便、快捷地制作耳模.     

右冠状动脉起源于左冠状窦的血流动力学分析

目的通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)分析右冠状动脉起源于左冠状窦(anomalous origin of the right coronary artery from the left coronary artery sinus,AORL)的血流动力学参数,从而有效评估疾病。方法选取正常右冠状动脉(right coronary artery,RCA)和AORL两例个体病例,在Mimics软件中重建两个病例的血管模型,并将模型导入ANSYS CFX软件中进行血流动力学模拟计算,比较正常和AORL两种模型的血流动力学情况。结果 AORL模型右冠状动脉入口截面具有较小的血流量(9. 35 cm~3/s),有可能会导致右冠状动脉下游供血不足; AORL模型右冠状动脉急性拐角处的压力(13. 78 kPa)相比于正常模型右冠状动脉(14. 9 kPa)较低; AORL模型壁面剪切力(12. 83 Pa)大于正常模型(9. 74 Pa); AORL模型血管壁变形量较大。结论 AORL入口流速及拐角处压力均比正常RCA小,从而可能导致缺血症状发生。研究结果对临床上有效评估缺血等疾病具有理论指导意义。     

基于双光子共聚焦成像的大鼠小梁网三维重建及有限元分析

青光眼是一组威胁视神经视觉功能、与眼压升高密切相关的眼病。目前认为临床上大部分眼压的升高与房水流出阻力增加有关,特别是小梁网流出阻力的增加。因此,研究高眼压下影响房水外流阻力的重要区域-小梁网的形态学信息尤为重要。通过前房灌注的方法制造大鼠急性高眼压动物模型,将6只SD大鼠分成两组(A组和B组),B组大鼠处死后于左眼球加压60 mm Hg处理,其余眼球均为未加压对照组,利用双光子共聚焦成像系统采集正常眼压和高眼压下小梁网组织的断层序列图,通过图像处理方法,定量分析眼压对小梁网组织孔隙率变化的影响。通过三维重建获取正常眼压下的小梁网结构模型,并利用有限元方法,探讨眼压对于小梁网组织形态结构的影响。结合实验数据与模拟计算的结果,综合分析眼压的变化对于小梁网外流阻力的影响。高眼压组数据显示,部分小梁与周围组织融合,胶原纤维出现塌缩,越是靠近前房的小梁组织损伤越严重。有限元分析结果表明,孔隙越多的区域变形越大,而且压力越大,小梁变形程度越明显。眼内压升高可能会引起房水外流通道结构发生异常,主要表现为小梁网胶原纤维发生塌缩。高眼压与正常眼压情况相比,小梁网区域外流阻力增大的可能性较大。     

体质不同的大学生自然行走时足底压力特征的差异性分析

目的将步态特征与体质状况相结合,分析对比不同体质的大学生自然行走时步态特征的差异性和规律,通过步态特征来反映大学生的体质状况,为今后如何提高大学生的体质提供一定的理论依据。方法选取119名大学生作为研究对象,对大学生的体质状况进行测试,按照《国家学生体质健康标准(2014年修订)》将测试成绩进行分类;然后对分类后的大学生,利用足底压力测试系统进行自然行走时步态特征的测试,选择不同足支撑期分期所占百分比、足底各区域压强峰值、足底不同区域所受冲量百分比、足弓指数、足轴角为步态特征参数;最后,对比分析体质不同的大学生其步态特征的差异性。结果受试者在自然行走时,足轴角的大小之间差异具有统计学意义。结论大学生的体质状况与步态特征有密切关系。可根据步态特征的差异性,进一步了解大学生的体质状况,为今后设计有针对性的大学生体育锻炼方案提供客观依据,改善大学生的体质状况。     

急性高眼压引起视神经纤维层厚度改变的规律

目的在体测量兔眼不同眼压水平以及急性高眼压形成后不同时刻的视神经纤维层厚度,获取急性高眼压作用所致的兔眼视神经纤维层厚度改变规律。方法向兔眼前房注射生理盐水使眼压不断升高,形成4组急性高眼压动物模型。利用相干断层扫描仪,采用以视神经乳头为中心、直径为6 mm的辐射状扫描模式,分别扫描并测量不同眼压状态的兔眼视神经纤维层厚度。结果 4组模型的急性高眼压为(4.50±0.35)、(6.07±0.31)、(7.74±0.26)、(10.71±0.07)kPa,视神经纤维层厚度绝对改变量分别为(-27.16±14.24)、(-33.33±6.74)、(-48.75±5.24)、(-67.29±3.89)μm,而且视神经纤维层厚度的相对改变量与眼压成线性关系,高眼压后2天兔眼眼压可以恢复正常,视神经纤维层厚度2周时基本恢复,急性高眼压低于6.65 kPa时视神经纤维层厚度更易于恢复。结论急性高眼压导致视神经纤维层变薄,且随眼压的升高视神经纤维层厚度变薄加重;一定时间后视神经纤维层厚度能恢复正常。     

大腿假肢支撑期有限元分析

目的分析大腿截肢患者的硅胶套材料属性,对支撑期残肢与接受腔之间接触面的力学分布的影响,为大腿假肢适配方案中硅胶套的选取提供参考。方法利用计算机断层扫描技术获取大腿截肢患者残端与接受腔的断层图像,通过影像学信息和工程学方法,分别获取接受腔、硅胶套、残肢、骨骼等结构的三维模型;根据角度变化调整模型,获得初始接触期、负荷反应期、站立中期、站立末期、摆动前期5个时相的组装模型;根据三维动作捕捉系统Motion和Kistler三维测力平台测得的地面反作用力及髋关节角度变化的结果,对5个时相下大腿假肢模型分别进行有限元非线性接触分析;在此基础上,模拟分析了硅胶套不同弹性模量的变化对残肢表面等效应力以及剪切应力分布的影响。结果穿戴不同弹性模量的硅胶套时,残肢所受最大等效应力以及最大剪切应力在初始接触期、负荷反应期、站立中期、站立末期时相时出现在残肢内侧和接受腔口型边缘对应的残肢位置,在摆动前期时相时则出现在残肢内侧、接受腔口型边缘对应的残肢位置和坐骨周围等位置。当硅胶套弹性模量在0.98~2.70 MPa范围内变化时,在摆动前期残肢所受等效应力变化范围为13.85~23.55 k Pa,最大剪切应力变化范围为7.82~13.46 k Pa,而其他时相基本一致。结论硅胶套的力学特性影响大腿假肢残肢与接受腔之间接触面的受力分布,摆动前期残肢所受最大等效应力与最大剪切应力随硅胶套弹性模量变化大,在实际适配过程中需注意。