含主动脉锥缩的体循环混合参数模型

本文提出了一种新的、含主动脉锥缩的体循环系统简单模型,此模型既保留了对血流分布惯性和动脉分布顺应性的模拟,又给出了解析形式的模型解,在此基础上进行了计算机模拟并对锥缩程度对主动脉血流动力学特性的影响问题进行了模拟研究。     

膜式张应力装置中体外培养血管平滑肌细胞图像分割技术研究

建立图像分析系统定量分析血管平滑肌细胞（VSMCs）在张应力下的形态学反应，有助于了解VSMCs的生长机理，也有助于深入了解有关疾病的发病机理，为临床提供有效的治疗方法。图像分割是建立有效的图像分析系统过程中最为困难也是最为关键的环节。本文针对膜式张应力装置中体外培养血管平滑肌细胞图像，深入分析了该细胞力学实验中细胞图像的特点，提出了基于微分边缘检测算子的图像分割技术路线，依次为图像增强、灰度化、消除光晕、Canny边缘检测、数学形态学膨胀、区域填充、平滑边缘、形态学重建。     

体表损伤图像的分割

图像分割的研究一直受到人们的高度重视，但是，针对体表损伤图像的分割还未见报道。基于利用体表损伤图像的特点，提出了两种适合损伤图像的分割方法。针对损伤部分和背景色彩相差剧烈的图像，提出了基于彩色图像分割技术路线：颜色调整、抽取RGB之一的分量和数学形态学处理。针对损伤部分的灰度比较均匀的图像，提出了基于活动轮廓模型（Snakes）的图像分割技术路线，共有7个步骤：图像增强、灰度化、中值滤波去除噪声、平滑边缘、提取初始轮廓、采用不同内外力参数的活动轮廓模型的迭代、B样条拟合。实验结果显示了这两种方法的有效性。分割结果为获得法医鉴定中的鉴定参数提供了准备工作。     

剪切力对动脉血管平滑肌细胞增殖分化的影响

目的：探讨剪切力作用下人脐动脉血管平滑肌细胞的增殖分化的变化。方法：利用改进的灌流及流动培养装置,通过蠕动泵提供稳定的剪切力,同时提供静态培养所需的其它条件,建立体外人脐动脉血管平滑肌流动培养模型。分别对体外培养的人脐动脉血管平滑肌细胞加载3,4,5,8,10dyn／cm^2的定长流剪切力24h,同时以静态培养的细胞为对照组。相差倒置显微镜观察玻片上细胞的数量并作细胞计数,α—actin免疫组化染色．结果：细胞记数显示,同对照组相比,七刀应力各组的增殖能力都有所下降,5dyn／cm^2切应力作用下,细胞增殖缓慢最为明显．α—actin免疫组化染色提示切应力各组的分化程度较对照组高。结论：初步研究表明,剪切力对人脐动脉血管平滑肌细胞的增殖有一定抑制作用,并且可能促进了细胞的分化。     

动脉血流脉搏波传播的非标准Galerkin有限元模拟方法

本文提出用非标准Ｇａｌｅｒｋｉｎ半离散空间有限元方法处理动脉血流的非线性脉搏波传播问题。较好地克服了现有标准Ｇａｌｅｒｋｉｎ法在处理此类问题中所难以避免的数值伪振荡现象。     

Pulse electrical arc stimulator based on single-electrode for active exercise in tail-suspension rat

To make rat do active exercise to counteract bone loss in the rat tail-suspension model, a pulse electrical stimulator based on single-electrode with a low-current and a high-voltage was designed. The stimulator was controlled by SCM (single chip micyoco) that could accurately control the stimulation duration and the interval between stimulations, and cease the operation after the recorded number of stimulation had reached the value set by the program. With the help of posture estimation part, the device would operate intelligently by determining whether to stimulate or not, depending on the posture of rat’s limb. Software was developed to make operator control the stimulator using computer, save the experiment data and print the report. In practical experiment, the voltaic arc is generated by the stimulator, and impacted on the rat’s thenar. This induced pain to the rat and the rat would actively contract its hindlimb to evade the pain, so active exercise was carried out. The tail-suspension rats were trained twice every day for 14 d. At the 0 and 14th day, bone mineral density of rat femurs was determined by dual energy X-ray absorptiometry (DXA). The results show that the active exercise stimulated by the pulse electrical arc stimulator can attenuate weightlessness-induced bone loss, and this device is a convenient steady performance electrical stimulator that can surely induce rat’s hindlimb to do active exercise.     

组合式颈椎段整体三维有限元模型的建立

建立组合式的完整颈椎段三维有限元模型,进行生物力学分析。利用高度集成的三维图像处理软件MIMICS对CT图片进行预处理,导入大型有限元分析软件ABAQUS中三维重建后得到较为精细的三维有限元实体。颈椎段三维有限元整体模型包括节点35089个,壳单元21894个,4面体单元109746个,弹簧单元226个。模型较精确地模拟了颈椎的椎体,关节面,椎间盘,连接韧带。并针对下颈椎段的3种基本生理状态(轴向压缩,前屈,后伸)进行了有限元分析,并与实验数据及现有同类有限元模型的分析结果进行了比较,验证了模型的合理性。从模型的精细程度和计算结果的准确程度来看,该模型可以较好地模拟退行性颈椎的生物力学特性。     

上颌中切牙在不同角度载荷下牙本质应力分布的三维有限元研究

本研究以上颌中切牙天然牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。分别以生理载荷、垂直载荷、４５°载荷及水平载荷作用于牙体,通过计算得到了不同载荷作用下牙本质的应力分布并进行了比较。     

基于运动轨迹图形拟合的辅助人体 侧翻机构设计研究

摘 要：仰卧位侧翻是长期卧床患者有效预防压力性损伤病症的有效措施之一,研究人体 运动机理并进行辅助人体仰卧位侧翻机构的拟人化设计具有重要意义。人体肩部和臀部是辅助 仰卧位侧翻较为关键的施力位置,基于人体解剖学分析肩部和臀部骨骼的空间运动,建立运动 标记模型,并进行人体仰卧位侧翻运动捕捉实验,得到肩部和臀部的运动轨迹图形与连杆模型 特征信息。通过分析连杆长度和角度的变化过程进行图形几何分析与连杆机构简化,基于运动 轨迹图形拟合的辅助人体侧翻机构构型,并对机构进行运动学仿真分析,运动仿真结果和实验 图形的拟合误差较小,验证了所提出的辅助人体侧翻机构拟人化设计方法的合理性,相关研究 结果可为人-机运动协同性辅助侧翻康复辅具的设计提供理论依据。     

牙釉质和牙髓不同材料属性对牙周组织应力分布的影响

对比分析区分牙釉质和牙髓与否对牙周组织应力分布的影响,指导建模时是否考虑牙釉质和牙髓。选用正常形态的下颌中切牙,基于CT扫描建立三维有限元模型,所有结构都采用各自的材料属性,在此基础上,将牙釉质、牙髓分别考虑为和牙本质相同的材料属性,施加与5种典型正畸牙移动相对应的载荷,对3个模型在相同载荷作用下牙周组织的von Mises应力进行比较。结果表明,将牙本质的材料属性赋予牙釉质和牙髓导致牙根的最大应力差异分别为21.43%和9.25%,而对牙周膜和牙槽骨的计算结果几乎没有影响。当研究对象是牙体时,模型应区分牙釉质和牙髓;而当研究对象是牙周膜和牙槽骨时,则可不做区分。