基于DT-MRI数据的三维心室组织分层方法

为了更精确地对心室组织进行分层,提出了一种线性分层填充方法,利用高分辨率的DT-MRI人体心脏成像数据,基于心肌纤维走向由内向外的旋转角与心室细胞类型之间线性对应关系,对所有心室组织切片,逐片进行层间划分,重建了具有非均匀性细胞分布的三维心室精细解剖结构.然后,将非均匀性单心室细胞计算模型和建立的三维心室解剖结构相结合...     

生物力学模型导引的心肌运动与材料参数对偶估计

针对传统心脏图像分析方法割裂运动分析和材料分析的局限性和扩展卡尔曼滤波器联合算法引入互协方差矩阵具有收敛慢的问题,提出基于卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器的对偶滤波器算法,该方法用有限元方法表达心脏求解域,连续生物力学模型作为逆问题的约束,在状态空间框架下将运动状态向量和材料参数向量分别置于2组状态空间方程中,用相应的滤波器进行交替迭代估计,从而实现心肌运动状态和材料参数的同时重建.结果表明,该方法能够有效地提高估计精度和收敛速度,缩短计算时间.     

心脏磁共振成像在左心室肥厚性疾病中的应用

探讨心脏磁共振成像(Cardiac Magnetic Resonance,CMR)在肥厚型心肌病、主动脉瓣狭窄及高血压所致继发心肌肥厚、心肌淀粉样变和Fabry病诊断中的临床应用价值.回顾性分析2016年1月至2019年11月期间收治的40例左心室肥厚患者的CMR表现,所有病例均行磁共振首过灌注及延迟强化扫描,并统计各例患者肥厚心肌节段、肥厚心肌及左室后壁的舒张末期厚度,心肌延迟强化的数量及部位. 40例左心肥厚性疾病中,20例肥厚型心肌病,其中18例表现为非对称性肥厚,2例表现为对称性肥厚,平均肥厚节段数量为6. 44±4. 97,厚度为2±0. 47; 6例高血压及4例主动脉瓣狭窄性心肌肥厚表现为向心性对称性肥厚,厚度为1. 38±0. 08;其余10例心肌淀粉样变和Fabry表现为弥漫心肌肥厚,厚度分别为2. 24±0. 53、1. 64±0. 17.钆对比剂延迟强化扫描,40例心肌肥厚患者中有25例可见延迟强化,20例肥厚型心肌病患者有10例见心肌延迟强化,其中8例表现为局限性右室插入部或心肌最厚处延迟斑片状延迟强化; 10例高血压性及主动脉瓣狭窄性心肌肥厚患者中5例可见左室心肌内斑片样延迟强化; 10例心肌淀粉样变和Fabry患者均可见左室壁的心肌延迟强化,部分累及右心室、左心房,房间隔亦可见斑片样、线样强化,其中Fabry并可见左室下壁基底段心肌中层延迟强化.心脏磁共振成像在心肌肥厚性疾病的诊断中具有重要价值,尤其是钆对比延迟增强扫描在心室肥厚性疾病的鉴别中能提供重要信息.     

心脏微环境的改变对瞬时外向钾电流的影响

采用氮气饱和、改变溶液pH值及结扎冠状动脉等方法改变心室肌细胞微环境,应用全细胞膜片钳技术记录犬单个心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito),观察犬心室肌细胞瞬时外向钾电流在细胞内外液环境影响下的改变.研究发现犬心肌细胞跨膜离子流Ito在心肌微环境变化,如缺血、pH值改变时,上述电流发生时明显变化.心脏微环境变化,犬心室肌细胞瞬时外向钾电流发生明显减低,这可能与缺血性心律失常发展有关.     

生物力学分支之一：骨与关节生物力学综述

本文较详尽介绍了生物硬组织中骨与关节生物力学的内容及其应用.与生物软组织力学相对应,硬组织骨与关节生物力学也具有某些特性,这些都是医务工作者、力学研究者对了解硬组织骨与关节所必需的.因此,在生物力学研究上具有重要意义.     

基于有限元算法及仿生电路的心血循环模型

为了模拟缺血梗塞心脏局部受力形变对心血循环系统的实时作用,结合血液循环电路模拟系统,建立缺血变异性心脏和血液循环一体化模型,通过参数传递,仿真二者的交互作用。采用非线性有限元算法模拟左心室各向异性心肌材料特性,对心肌纤维组织微结构进行分层仿真设计,构造缺血性病理变异左心室复合模型。该模型创新性地在心血循环一体化仿真系统中采用心室壁组织纤维微结构模型,将心肌组织微结构特征的区域性变化反映到整体心血循环系统,算法高效实时,具有临床应用价值。该模型应用在缺血性心脏病理的研究中,其仿真结果与医学统计数据相吻合。     

基于UG软件杯形件的修补

在UG的分模过程中,补片是分型生成型芯和型腔的重要准备工作。文章用一个杯形体来创建了片体的修补,介绍了表面补片、边缘补片、自动孔补片、现有曲面补片、实体修补等操作方法。     

心肌组织传感阵列在信号传导及药物分析中的应用

为了对心肌组织的搏动信号及其传导进行实时监测与分析,设计一种用于离体心肌组织电生理检测的组织传感阵列.根据组织/器件耦合原理,该传感阵列能够检测伴随心肌细胞搏动产生的场电位的变化.利用组织传感阵列,同步采集多通道的心肌信号并观察心血管药物盐酸肾上腺素和氯化乙酰胆碱对搏动信号的影响.实验结果显示：离体心肌组织及切片表现出良好的搏动和信号传导;盐酸肾上腺素和氯化乙酰胆碱对心肌组织搏动信号的幅度、频率、持续时间甚至信号的传导分别表现出兴奋和抑制作用.说明组织传感阵列技术对离体心肌组织搏动信号的提取是可行的,并且对心肌信号的传导及药物作用分析非常有用.     

不同强度运动训练对大鼠心肌组织AMPK分泌的影响

为了给运动心脏研究提供更新的理论依据,在不同强度运动训练动物模型的基础上,用免疫印迹检测心肌组织中AMPK的表达,探讨不同运动训练强度对大鼠心肌AMPK分泌功能的影响.实验结果显示：中等强度运动组（ME组）和大强度运动组（HE组）AMPK含量表达升高.大强度运动组（HE组）升高较明显;中等强度运动组单磷酸腺苷激酶（ME组）呈升高趋势,但没有统计学意义,（p〉0.05）而大强度运动组（HE组）与中等强度运动组（ME组）相比,有统计学意义,（p〈0.05）.经过分析认为：大鼠经不同强度运动训练后,心肌组织中AMPK表达随运动训练强度的增加,呈现逐渐递增趋势,相对于低强度运动训练,高强度训练对于大鼠心肌AMPK的影响更大.提示心肌AMPK表达对不同强度运动产生适应性改变,心肌通过增加AMPK表达适应强度运动.     

槲皮素对离体蟾蜍心功能影响的实验研究*1，2

目的：观察槲皮素（Quercetin）溶液对离体蟾蜍心脏心肌收缩力的影响。方法：根据斯氏蛙心插管的方法,用不同浓度的槲皮素对离体蟾蜍心脏进行灌流,采用BL-420生物机能实验系统记录心肌收缩力的变化。结果：灌注0.000625g/ml的槲皮素时,对离体蟾蜍心脏的心肌收缩力的影响不是很明显;分别灌注0.005g/ml、0.00125g/ml的槲皮素时,离体蟾蜍心脏的心肌收缩力明显下降,灌注0.01g/ml的槲皮素时,对离体蟾蜍心脏的收缩力有较大的影响,甚至心脏停跳,出现永久性损伤。结论：槲皮素溶液降低离体蟾蜍心肌收缩力。     

心脏图像三维运动与材料信息的提取和重建

针对传统心脏图像分析方法将运动分析和材料分析作为两个独立过程带来的弊端,本文基于心脏连续生物力学模型,利用有限元方法和扩展卡尔曼滤波器(EKF),将运动分析和材料分析作为一个问题来解决,取得了较好的结果。仿真实验验证了本文方法的有效性,给出了利用真实病人心脏图像实现三维运动和材料信息的同时重建的结果。 更多还原     

运动生物力学在体育教学中的应用

运动生物力学是研究人体运动力学规律的一门应用性科学。体育教学中运用生物力学知识,对研究动作技术,确立动作技术原理,建立动作技术模式,优化体育教学具有重要作用。本文从实际教学出发,把生物力学知识与田径、球类教学相结合,力图对运动生物力学在体育教学中的运用从方法上起到指导作用。     

结构测度约束下基于加权分形的图像修复算法

在获取待修复块的最佳填充块时,为了扩大搜索匹配范围,并适当提高结构像素在搜索匹配过程中的权重,提出了一种局部结构测度约束下的基于加权分形的图像修复算法．该方法对选定的定义域块进行几何变换和同构变换,构造码本,扩大搜索匹配范围; 计算各向异性非线性结构张量,得到局部结构测度,据此构造归一化权系数; 进行亮度变换,在局部结构测度的约束下,将待修复块与码本块进行加权匹配,通过最小化加权误差,导出新的亮度变换参数; 利用码本中加权误差最小的数据块来填补待修复块．实验表明:该方法能够很好地补全破损的几何结构,并使得新填充区域与源区域保持很好的一致性,其修复结果的主观质量和客观评价指标都得到了显著提高．     

有耗矩形微带贴片雷达截面的全波分析

利用全波分析方法对有耗矩形微带贴片的辐射特性进行了研究，建立了同时考虑介质和贴片损耗的电场积分方程，并推导了此时雷达截面与辐射效率的关系式，结果表明通过改变表面电阻能够有效地降低微带贴片天线的雷达截面。     

一种微带贴片天线RCS减缩新方法

为了减小微带贴片天线的雷达散射截面(RCS),利用电磁带隙结构(UC-EBG)的带阻特性,提出用UC-EBG代替普通金属作为微带贴片天线的地板．当天线工作频带内的电磁波入射时,UC-EBG地板呈现出带阻特性,不影响天线的正常工作;而在该频带以外,UC-EBG地板具有良好的带通特性,对入射电磁波起透射作用,从而可以达到减小天线带外RCS的目的．仿真和测量的结果吻合良好,证明了此方法的有效性．     

基于精细解剖结构的左心室心肌缺血仿真

为解释心肌缺血诱发心律失常的机理,基于精细的人体心脏解剖数据,构建了一个整合的人体心室组织模型,并模拟了心肌缺血对折返波的影响.在处理无通量边界问题上,采用相场法来自动处理复杂的边界条件.通过增加缺血区域内细胞外钾离子浓度值,模拟了心肌缺血环境下折返波的传播过程.实验结果表明,折返波会随着缺血程度的改变而变化.随着缺血...     

一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

妇女绝经后骨质疏松的模拟

介绍了骨质疏松的生理原因和带有力学调控系统的各向异性骨再造模型,应用该模型以有限元法为手段进行了妇女绝经后的骨质疏松的数值模拟。研究结果表明:妇女绝经后的骨质疏松是生物学因素和力学因素共同作用的结果。当妇女绝经后,由于肌肉力量的降低和活动量的减少而导致外载荷下降20%时,骨量相对于绝经前丢失25% 以上,证明了力学因素在预防和治疗骨质疏松中的重要作用。为妇女绝经后骨质疏松的诊治提供了一个新的思路。     

多传感器融合的穿戴式心率监测系统

为提高日常行为下心率监测准确率,用多传感器融合的方法分别融合与生物电生理和生物机械力密切相关的心电、脉搏波信号,实现基于Android平台的高可靠、穿戴式心率监测系统.使用本系统和ST-1212心电工作站进行了18例日常行为下不同动作不同强度的同步采集和分析实验.通过分析信号时域特征得到反映信号质量高低的信号质量指数,根据质量指数自适应调节卡尔曼滤波器对两路信号获得的心率做最优估计,最后通过卡尔曼滤波残差调节权重得到融合心率.结果表明,融合心率相比单从心电或者脉搏波信号所得心率准确度提高46%以上。该系统通过多传感器融合的方式能有效降低干扰对心率估计的影响,可相对长时间地进行心率低负荷连续监测.