人体动脉血管血流动力学模型设计及仿真研究

基于流体力学理论推导了人体动脉血管血流动力学模型。依据所得动力学模型，应用相似理论建立了一个RLC等效电路模型来模拟血液在动脉血管中的流动。推导此等效电路模型的传递函数，确定了主要特征参量，对动脉血管的血压、血流变化规律进行了仿真，获得了波形曲线。分析得到动脉血管血液流阻增大时，uC、I的变化即可反映血压、血流的相应变化。这可为相关血管、血压疾病的预防、临床诊断和治疗提供一定的技术帮助。     

体外反搏对于狭窄动脉内血流动力学环境影响的高精度计算机仿真研究

目的 对比研究增强型体外反搏(Enhanced External Counterpulsation, EECP)期间产生的反搏波相比于正常脉动波对于狭窄血管血流动力学的影响机制,以此验证这种特殊的波形是否是EECP产生有效性的主要因素。方法 本文建立了三种程度狭窄的血管模型,入口处分别采用反搏波与正常脉动波进行数值计算,研究反搏波对于流场、时均壁面剪切力(Time-averaged Wall Shear Stress, TAWSS)、振荡剪切系数(Oscillating Shear Index, OSI)以及相对停留时间(Relative Residence Time, RRT)的影响。结果 在反搏波作用下,低TAWSS区域在30%狭窄血管减少比例为61.63%,而50%狭窄血管的减少比率为85.71%,70%狭窄血管减少了约4.08%。并且三种狭窄下的OSI均有所提高。值得注意的是RRT在70%狭窄血管下游增加了69.7%。结论 对于狭窄程度小于50%的血管而言,反搏波具有积极的治疗作用,然而对于严重狭窄的血管,反搏波对于血流动力学的影响效果有所减弱。     

经颅多普勒超声检测椎动脉狭窄与椎动脉血管反应性的相关性

目的:使用经颅多普勒超声(Transcranial doppler,TCD)检测椎动脉狭窄与椎动脉血管反应性(Cerebralvascular reactivity in vertebral artery,VCVR)的关系,明确椎动脉狭窄程度与VCVR的相关性。方法:选79例后循环缺血性脑卒中患者,按照其椎动脉狭窄情况,将单侧椎动脉狭窄者纳入观察组(n=41),将未见椎动脉狭窄者纳入对照组(n=38),应用TCD检测两组患者椎动脉狭窄程度与VCVR,使用Pearson法分析上述指标的相关性。结果:观察组患侧(狭窄侧)椎动脉颅外段狭窄程度高于健侧及对照组左侧,VCVR低于健侧及对照组,差异有统计学意义(P<0.05),观察组健侧与对照组右侧椎动脉颅外段狭窄程度、VCVR比较,差异无统计学意义(P>0.05)。相关性分析显示,椎动脉狭窄程度与VCVR呈负相关,r=-0.609,95%CI-0.558~0.717(P<0.05)。结论:TCD可判断椎动脉狭窄程度与VCVR指标,且两项指标具有负相关性,据此判断后循环缺血性卒中的风险,为临床治疗提供参考。     

四维彩色多普勒超声评价胎教对胎儿血流动力学及行为评分的影响

目的探讨胎教对胎儿血流及行为活动评分影响的有效性。方法 260例孕龄在23周以上胎儿,利用四维彩超观察胎儿在胎教前后脐动脉、主动脉、大脑中动脉、心输出量等血流动力变化,并观察胎儿行为改变,进行胎教前后生理评分,进行对照比较。结果胎教前后音乐胎教后胎儿脐动脉RI由5.21±1.54下降到4.21±1.51,S/D由2.03±1.35下降到1.85±1.37,说明胎教后脐带胎盘血流灌注增加而阻力减低。胎教后胎儿主动脉血流速度由胎教前0.89±0.14增加为1.17±0.16,心输出量由之前452.4±201.4增加到519.2±203.6。同样胎儿大脑中动脉RI和S/D均降低,胎教后胎儿生理评分亦增加。结论孕龄23周以上的胎儿有较好接受胎教能力,胎教能改善胎儿血掖循环,增加心输出量及大脑组织血流供应,对胎儿发育具有良好作用。     

后腹腔镜手术对肾上腺嗜铬细胞瘤患者血流动力学影响

目的 :探讨后腹腔镜肾上腺嗜铬细胞瘤切除术疗效及其对血流动力学的响。方法 :将我院2010年1月到2014年12月收治50例肾上腺嗜铬细胞瘤根据术式分为后腹腔镜组和开放组,观察2组患者手术效果以及术中各时间血流动力学变化情况。结果 :后腹腔镜组手术时间为(121.4±32.5)min,开放组为(133.3±34.6)min,2组比较差异无统计学意义;后腹腔镜组住院时间及术后不良反应发生率均小于开放组(P<0.05);2组患者的术中气管插管后、游离肿块后、肿瘤切除后以及手术结束时等各时间点收缩压、舒张压、心率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 :严格掌握手术适应证,后腹腔镜下行肾上腺嗜络细胞瘤切除,对血流动力学影响不大于开放手术,疗效肯定。     

基于PC的肺循环血流动力学参数自动检测

本文提出了一种自动检测肺循环血流动力学参数的无创方法,并基于PC和超声心动图仪构建了实用系统.临床试用结果表明本系统对肺循环血流动力学参数具有较高的检测精度,且使用方便,有望在一定程度上代替传统的有创方法--心导管法.     

不同剂量羟乙基淀粉对全麻患者血流动力学及凝血功能的影响

目的 :研究不同剂量羟乙基淀粉(130/0.4)对骨科全麻患者血流动力学及凝血功能的影响。方法 :选取2014年5月-2015年5月拟在我院行髋关节置换手术的全麻患者200例,根据给予羟乙基淀粉剂量的不同随机分为A、B两组,各100例。A组患者给予羟乙基淀粉10m L/kg;B组患者给予羟乙基淀粉20m L/kg。记录扩容前(T1)、输液后15min(T2)、输液30min(T3)、输液60min(T4)血流动力学指标:心率(HR)、平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)、尿量变化情况。T1和T4时间点抽取患者外周静脉血5m L监测患者的凝血功能指标:凝血酶原时间(PT)、激活部分凝血活酶时间(APTT)、纤维蛋白原浓度(FIB)、血小板聚集功能(PAG)以及血小板计数(PLT)、血红蛋白(Hb)、血红细胞压积(HCT)含量的变化。结果 :两组患者一般情况及手术情况相比差异无统计学意义,具有可比性。两组患者T1时刻HR、MAP、CVP及尿量相比,差异无统计学意义;T2~T4时刻,两组患者HR、MAP与T1时间点相比差异无统计学意义且组间比较也无差异;两组患者T2~T4时间点CVP、尿量明显高于T1时间点,差异有统计学意义,B组稍高于A组但差异无统计学意义。两组患者术前PT、APTT、FIB、PAG、PLT、Hb、HCT相比差异无统计学意义,T4时间点两组患者APTT明显高于T1时间点,差异有统计学意义,两组间比较差异无统计学意义;两组患者T4时间点PLT、Hb、HCT明显低于T1时间点且B组患者明显低于A组患者,差异有统计学意义。结论 :全麻患者给予10m L/kg、20m L/kg剂量的羟乙基淀粉对患者凝血功能的影响小,均能保证患者围术期血流动力学的稳定。     

仿生表面织构参数对血管支架内血流动力学特性影响的仿真分析

为优化支架植入后血管内血流动力学参数分布,改善支架内近壁区的血流特性,降低支架内再狭窄发生率,依据仿生学原理,将血管支架内表面的仿生减阻形貌抽象为三角形和矩形,采用ICEM CFD软件和FLUENT软件建模并仿真分析,在入口血流速度一定时,表面织构参数对血流速度、压强和壁面剪切应力等血流动力学特性的影响。结果表明支架内表面织构化后,血管内的血流特性有了很大改善,不同的织构结构及其尺寸对血流动力学参数分布的影响不同,当尺寸处于(0.025～0.06)mm范围内时,三角形沟槽结构的综合特性优于矩形沟槽结构。该结果对优化血管支架内表面的仿生沟槽结构及其参数具有一定的指导意义。     

椎动脉颅内段钙化积分与椎动脉起始部狭窄的相关性研究

目的 :探索椎动脉颅内段钙化积分与椎动脉起始部血管狭窄的相关性。方法 :对205例接受了颅脑CT(包含颅脑CT平扫、颈颅动脉CTA)检查且符合脑血管缺血性疾病诊断标准的病例进行回顾性分析,利用Agatston钙化积分法对椎动脉颅内段钙化进行测量与计算。利用CT血管造影图像,对椎动脉起始段的狭窄程度进行测量,分析椎动脉颅内段钙化积分与椎动脉起始部血管狭窄的相关性。结果:在205例病例的410条血管中,有366条血管存在椎动脉颅内段钙化。钙化积分0分组、钙化积分1～149分组、钙化积分150～299分组、钙化积分300～449分组、钙化积分450～599分组以及钙化积分≥600分组的椎动脉起始部狭窄血管数分别为4条(9.1%)、18条(25.0%)、80条(75.5%)、86条(84.3%)、50条(96.2%)、33条(97.1%)。经过多个相关样本的非参数检验(Friedman检验),不同钙化积分分组的椎动脉起始部狭窄程度分布差异有统计学意义(P <0.05)。通过皮尔逊积差相关系数法对椎动脉颅内段钙化积分与椎动脉起始部狭窄的相关性进行分析,椎动脉颅内段钙化积分与椎动脉起始部血管狭窄程度呈高度线性相关(r=0.723, P<0.05)。结论:椎动脉颅内段钙化积分越高,椎动脉起始部的血管狭窄发生率和血管狭窄程度越高。椎动脉颅内段钙化积分可作为预测起始部狭窄以及后循环缺血性疾病的指标之一。     

钢轨打磨对焊接接头区的不平顺及其动力学响应的影响

利用钢轨焊接接头不平顺测量仪Railprof,测量并分析国内某高铁线路钢轨的焊接接头区在打磨前后几何不平顺的变化,发现钢轨打磨能够减小焊接接头的不平顺幅值。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立高铁车辆-轨道耦合动力学模型,以实际测得的钢轨焊接接头不平顺作为轮轨界面不平顺激励输入,分析焊接接头不平顺引起的轮轨动力学响应的特征,并讨论行车速度对焊接接头不平顺激扰下轮轨动力学响应的影响。结果表明,轮轨垂向力随着车辆通过速度的增加而增加,打磨后的轮轨垂向力以及轮重减载率相比于打磨前明显降低;钢轨打磨改善了焊接接头的不平顺性,并使轮轨的动力学性能(安全性)相应地得到改善。     

颈动脉粥样硬化斑块生长部位与血管内膜及血流动力学的相关性分析

目的分析颈动脉粥样硬化斑块生长部位与血管内膜、血流动力学的相关性。方法选取2005年6月-2012年11月期间我院收治1820例颈动脉粥样硬化患者为研究对象,根据其有无斑块和内膜厚度,将研究对象分为6组,比较分析各组之间血流指标变化。分别观察各组血流指标:收缩期峰值血流速度(PSV)舒张末期血流速度(EDV)、血管阻力指数(RI)、血管搏动指数(PI)以及PSV/EDV。结果斑块分布:双侧斑块存在率最高,左侧存在率高于右侧;IMT变厚时双侧受累率最高,且左侧受累率高于右侧。颈总动脉(CCA)有斑块患者的PSV和EDV低于无斑块患者;PI和RI高于无斑块患者,其中双侧斑块者与无斑块患者的血流指标差异最为明显。IMT(内-中膜厚度)增厚患者PSV和EDV低于IMT正常患者,PI和RI高于IMT正常患者。结论颈动脉粥样硬化斑块形成和IMT增厚都表现为双侧受累最多,左侧受累高于右侧,双侧受累对血流动力学影响最显著。     

布-加综合征介入治疗前后血流动力学参数变化

目的:观察布-加综合征(Budd-chiari syndrome,BCS)患者介入治疗前后血流动力学参数变化。方法:BCS患者介入治疗前后均以彩色多普勒超声监测其血流动力学参数,记录其介入治疗前后肝、脾形态变化,并分析其术前、术后1周血流动力学参数变化,包括静脉内径、流速及血流量。结果 :患者介入治疗后7 d肝右叶最大斜径、肝左叶厚径、肝尾叶最大斜径及厚径、脾脏最大斜径及厚径均较介入治疗前下降,介入治疗后6个月肝尾叶最大斜径及脾脏厚径进一步下降,差异有统计学意义(P<0.05)。患者介入治疗后7 d主干直径较治疗前下降,V、Q较治疗前升高,差异有统计学意义(P<0.05);介入治疗后7 d、介入治疗后6个月,患者血流动力学参数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。171例患者介入治疗后下腔静脉均开通并获得有效随访,末次随访时,完全好转119例,部分好转40例,复发12例,总有效率为92.98%。结论 :BCS患者治疗前处于明显肝脏血液回流受阻状态,介入治疗能够有效解除这一状态,从而改善血流动力学参数,而血流动力学参数的变化也可为治疗效果的评判提供一定参考。     

不同水平的呼气末正压对胸腔镜肺大疱切除术单肺通气患者血气分析及血流动力学影响

目的:比较单肺通气时应用不同呼气末正压(PEEP)对胸腔镜肺大疱切除术患者术中血气分析及血流动力学的影响,探讨适合的PEEP水平。方法:从我院收治的胸腔镜肺大疱切除术患者中随机选取60例,随机分成3组。A组患者采用单肺间歇正压(IPPV)通气;B组在单肺IPPV通气基础上,采用PEEP5cm H_2O通气;C组患者在单肺IPPV通气基础上,采用PEEP10cm H_2O通气。监测3组患者侧卧位双肺通气10min、单肺通气10min、单肺通气35min3个时点的血气变化、血流动力学变化、呼吸力学指标变化、每搏输出量、心输出量。结果:3组间的pH、PaCO_2差异无统计学意义。在单肺通气10min和35min时A组PaO_2显著低于B组C组,差异有统计学意义(P<0.05)。B组与C组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。各时点HR、MAP、Ppeak、Pmean变化无统计学意义。在单肺通气10min和35min时A组SV、CO均高于B组C组,差异有统计学意义(P<0.05)。B组与C组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:单肺通气时应用PEEP5cm H_2O通气能够有效维持血流动力学的稳定,与IPPV相比,可提高PaO_2水平,增加PEEP水平值是对于增加PaO_2无明显作用。     

转子的几何参数对某DH型压缩机组动力学特性的影响

给出了齿轮联轴器耦合转子-轴承系统的运动微分方程,并针对某国产DH型离心压缩机齿轮轴-齿轮联轴器-电机轴系统进行了动力学分析。数值结果表明,齿轮轴外伸端长度对轴承的负荷分配和系统的临界转速影响十分明显,而对系统的失稳转速则影响较小。当外伸端长度缩小为原长的一半时,DH型离心压缩机齿轮轴-齿轮联轴器-电机轴系统在轴承处的不平衡响应有增大的趋势。     

海洋平台的运动对人体动力学响应的影响分析

基于多体动力学方法建立了人体-海洋平台模型,计算并分析了不同平台激励情况下人体的振动响应,分析了海洋平台运动的频率、振幅等因素对平台上人体工作性能的影响.对预测海洋平台上人体的振动响应,以及开展考虑人机工程学的海洋平台和船舶设计有指导意义.     

人体声带的空气动力学建模

人体声带的空气动力学建模研究,对于人们深入了解发声原理,给言语疾病患者提供辅助诊断和治疗建议,有着重大的意义。通过对由一个按四倍比例放大的三维喉物理模型所产生的气流压力场进行研究分析来得到相关的实验数据。研究结果表明,声门和声门入口半径在很大程度上改变了作用于声带表面的压力和声门处的流场分布,进而对发声产生影响。该研究对言语疾病康复,尤其是对声门重建有着潜在应用价值。     

地铁列车-嵌入式轨道系统动力学性能II：轨道参数对动力学性能影响

嵌入式轨道在地铁减振降噪方面具有广阔的应用前景,但仍然需要保证嵌入式轨道具备较好的动力学性能,因此开展其结构和材料参数对地铁列车-嵌入式轨道系统的动力学性能影响研究具有重要意义。基于建立的地铁列车-嵌入式轨道系统的动力学模型,分析承轨槽内填充材料特性、轨道板几何尺寸、轨道板下支承材料特性对系统动力学性能的影响,确定基于动力学性能的轨道参数优选范围。结果表明：填充材料垂向刚度的合理取值范围是每米80~110 kN/mm,填充材料横向刚度的合理取值范围是每米30~50 kN/mm,轨道板下支承刚度的合理取值范围是每平方米1~5 MN/mm。还分析了轨道板几何尺寸的合理取值范围。研究成果为地铁嵌入式轨道设计和参数选取提供了依据,从动力学角度为嵌入式轨道在地铁中应用提供了理论支撑。     

激光散斑血流成像技术对艾灸效果的研究

以艾灸前后血流灌注指数为观察对象,研究艾灸对人体微循环的作用。将10个人分别进行不同时间(10min、15min、20min)的艾灸和物理加热,使用激光散斑血流仪对检测区域进行测量和成像,观察各组穴区血流灌注指数的变化。经艾灸或者物理加热后,穴位处的血流灌注指数均有明显升高并有一个峰值,艾灸峰值出现在停止加热后,物理加热峰值出现在加热时间内,停止加热后,艾灸效应持续时间比物理加热长。研究表明,艾灸能够引起穴位局部微循环血流量增加,并与其作用于机体的时间有关,艾灸对机体产生作用的最主要原因是温热效应。     

铈对铝锂合金表面贫化层及其腐蚀形态的影响

研究了稀土元素铈对铝锂合金表面贫化层的影响以及表面贫化层对合金腐蚀形态的影响，研究表明：铈的加入会减小铝锂合金表面贫化层的深度，表面贫化层的耐蚀性优于基体的耐蚀性，并且表面贫化层对铝锂合金腐蚀形态和剥蚀速度起重要的作用。通常在贫化层中只发生点蚀，但当点蚀穿透贫化层后，腐蚀会沿着层间或晶界发展，呈现不同的腐蚀形态，这取决于热处理制度和合金的微观组织形态。