螺旋血泵的CFD分析

溶血和血栓是目前国内心室辅助装置不能应用于临床的主要原因。血泵的不良血液动力学特性是导致溶血和血栓的主要因数。计算流体力学（CFD）方法目前被广泛应用于血泵设计,它可以准确有效地反映血泵内部流场状态、血泵压力流量曲线以及血泵内部流场剪切力分布状态等。本研究采用CFD方法对自制螺旋血泵的泵腔、出入流口进行流场分析,内部流场采用三维彩图显示。结果显示CFD分析结果很好的与体外实验结果吻合。血泵血液动力学特性,以及内部血流状态采用CFD方法分析,可以有效地分析血泵血液相溶性方面的问题。     

下颌无牙颌牙槽嵴牙位划分方法的初步探讨

目的:初步探讨下颌无牙颌牙槽嵴牙位划分方法,为测量分析下颌牙槽嵴形态及其对义齿稳定影响提供定位依据.方法:收集符合标准的下颌无牙颌患者模型302例,从中随机选取50例,通过三维激光扫描获取石膏模型牙槽嵴表面数据,运用SolidWorks软件确定咬合平面、并在牙槽嵴顶线的投影上利用各天然牙中点至中切牙近中面长度占同侧天然牙列近远中长度(正中切牙近中面至第二磨牙远中面)的百分比值确定各牙位,标记并连接各测量点:牙槽嵴顶中央点投影(A),左侧磨牙后垫前缘投影(L),右侧磨牙后垫前缘投影(R),左右磨牙后垫前缘投影连线(LR)的中点(M),连接A、M并标记AM中点C;连接C到各牙位中点标记点,并连接M到后牙区各牙位中点标记点,测量各连线与AM的夹角;统计分析测量的数据.结果:在前牙区,C点到各个牙位中点连线近似位于同心圆上,连线与AM的夹角稳定性高(C.V＜5％);在后牙区,M点到各个牙位中点连线与AM的夹角较C点连接角度的方差和极差更小,稳定性更高(C.V＜5％);同时,利用AM与LR的比值作为定位角度参数建立预测方程,可有效较正各牙位定位偏差.结论:选择下颌牙槽嵴中央线上不同的牙位划分线原点,使用划分线与矢状线的夹角平均值,并通过咬合平面上牙槽嵴顶线投影的高宽比作为参数建立牙位划分角度预测方程,可在下颌牙槽嵴顶线上较稳定地划分各牙牙位.     

XZ-IIA型轴流血泵血液相容性的研究

本文就XZ-II型血泵血液相容性展开研究     

自制心电图机导联线摆放装置

目的解决心电图机导联线经常被接错、缠绕和污染等问题.方法自制心电图机导联线摆放装置.本文描述了该装置的制作过程、使用方法和功能特点.结果该装置完全解决了上述问题,同时,也延长了心电图机导联线寿命、减少了心电图机电极吸球和电极夹容易丢失的现象、提高了工作效率,又可起到一个心电图机防尘罩的作用.结论该装置制作简单,成本低廉,使用方便,功能多,值得临床推广应用.     

中国生物医学工程学科发展态势的文献计量学分析

为找到生物医学工程(BME)学科在中国的发展优势和存在问题,探寻本学科科研项目和企业发展的最佳途径和有效切入点,本文利用文献计量学方法对中国BME学科发展态势及现状进行综合分析。首先根据BME研究现状将其分为生物力学、生物材料学、医学系统建模与控制、医学信号检测与处理、医学图像分析与处理等8个研究类别,借助万方期刊数据资源系统检索国内BME的所有期刊论文,再利用文献计量学方法中的布拉德福定律对所有文献进行数据挖掘和信息分析。分析结果显示1997~2008年,BME学科发文数量随时间变化逐年递增,但在2009年有下降势态;其间生物力学学科发文数量最多,且被引频次超过10次的期刊论文也最多;生物力学类期刊论文的最高被引频次为99次,论文题目是《股骨远端骨折三种内固定方法生物力学比较研究与临床应用》。因此在中国,BME中的生物力学学科基础较显雄厚,目前人们关注热点更倾向于应用研究。     

XZ-Ⅱ型轴流血泵的流场分析

血液破坏是目前影响国产心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)不能临床应用的主要障碍.方法本文中采用计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)工具设计XZ-Ⅱ型轴流血泵,并用计算流体力学(computationalfluid dynamics,CFD)方法进行泵内流场分析对VAD进行血液相容性研究.结果①血泵的压力流量输出可以满足心室辅助的要求;②流场中的最大剪切率出现在叶轮入口的地方,在整个叶轮端面保持了较高的剪切率,而且随着转速升高,剪切率增大,流量增加,剪切率也增大;③在叶轮相对径向流速以较高速度旋转时,在入口附近,流场保持层流状态,接近转子时,出现周向剪切速度,转子和泵壁之间的流场出现了不对称性,中下壁面出现较大波动,在叶轮附近,流场发生剧烈的变化,在靠近轮毂的地方会出现湍流,叶片之间出现较大的分离涡流,在出口导流叶片与叶轮的相接区域,流动出现局部回流,在狭窄的交接区域,出现流动滞止,流体进入导流叶片时,流动方向在此急剧变化会引起流动分离,从而影响了出口流速和流动的稳定性;④叶轮与出口导叶片接触端面压力变化剧烈.结论叶轮内部、叶轮与导叶片连接部分、出口导叶片内部流场不稳定容易形成涡流和流动停滞,容易形成血栓;叶轮与出口导叶片连接端面以及叶轮内部剪切力较高,容易产生溶血.     

磁驱动血泵溶血分析

测试磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵溶血性能。利用计算流体力学(CFD)软件ANSYS,基于红细胞受到切应力和相应曝光时间的计算溶血方法预测血泵溶血性能,计算红细胞粒子随着时间推移在血泵内运动轨迹上受到破坏程度。通过体外模拟循环实验实际测试血泵体外溶血性能,计算得到血泵实际标准溶血指数。CFD计算结果转化的标准溶血指数与实际体外实验结果比较相差较大,与CFD计算简化和实际计算循环周期有很大关系。磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵有较好的实际溶血性能,血泵实验期间无不良状况发生,可以进行进一步实验。     

绵羊植入左心室辅助装置在体实验手术管理

目的探讨绵羊植入左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)在体实验手术管理的特殊要求。方法依照北京市实验动物管理条例,参考美国动物管理及使用委员会关于植入式LVAD实验动物评判标准和国际上LVAD动物实验经验,进行国产植入式LVAD绵羊在体存活实验。成年绵羊在心脏不停跳状态下完成LVAD植入手术,针对手术的特性,制定术前、围术期及术后的管理措施。结果成功实施6例绵羊植入式LVAD在体实验,1例LVAD在植入25 d后停止运转,1例实验动物在术后第3天因肺部感染死亡,其余4例实验动物植入后存活状态良好,达到在体实验30 d的实验预期。结论术前的精心准备、遵循严格的手术操作规程、术后早期严密的监护、术后精心护理以及选择合理的抗凝策略可有效的提高绵羊植入式LVAD慢性存活实验的成功率。     

轴流心室辅助装置两种驱动型式探讨

探讨两种不同驱动方式对实验设计的轴流心室辅助装置的影响.同一轴流心室辅助装置主体血泵采用一体驱动和离体两种驱动方式驱动,在相同实验条件下,通过血泵稳定性实验、体外溶血测试实验,血泵导致血液温升实验确定两种驱动方式的优劣.实验结果表明:一体驱动较稳定;离体驱动血液相容性较好,导致驱动血液温度升高较低.离体驱动方式较一体驱动好,一体驱动电机产热是造成血泵溶血的一个重要因数.     

CH-VAD动物实验抗凝管理研究

VAD绵羊模型常用来验证装置血液相容性、生物安全性和工作可靠性以及对动物生理状态的影响,且需要有效、安全的抗凝管理方案,以降低血栓和出血风险.研究拟讨论绵羊植入CH-VAD后应用肝素和华法林钠的抗凝效果,为后期动物长期存活实验和临床应用提供抗凝数据.选择健康绵羊6只,构建动物左心室→心室辅助装置→降主动脉血流旁路,建立CH-VAD动物模型.术中一次性静脉注射肝素250 U/kg.术后前4d连续静脉滴注肝素50 U/kg·h,使活化全血凝固时间(ACT)和活化部分凝血酶时间(aPTT)1.5～2.0倍于基值.术后第3d开始口服华法林钠,并调整用量使国际标准化比值(INR)在1.2～2.0目标范围内.动物存活期间密切观察有无出血并发症.实验终止后,观察血泵内部、人工血管、吻合口等血液流道内有无血栓.宏观检查主要脏器是否充血、梗死,取典型部分做HE染色,观察组织病理学变化.6例绵羊整个实验过程无严重出血并发症.绵羊模型术中ACT值为(326±33)s.术后前4 d ACT基本保持在(157 ±28)s,在基值的1.5-2.0倍内,aPTT上升缓慢,第4d刚达到目标范围下限.除Sheep4血泵转子背部有小块纤维组织外,其他血泵泵体、出入口、人工血管、吻合口内均无血栓和纤维组织.病理学检查显示在此抗凝方案下绵羊终末期器官基本没有血栓、坏死和微栓子存在.CH-VAD绵羊模型中,植入后初期连续静脉滴注肝素保持ACT 1.5～2.0倍于基值、后期口服华法林钠使INR值在1.2～2.0范围内能够很好的控制血栓和出血并发症,可以作为CH-VAD后期动物实验抗凝方案参考.