简介：探讨数值模拟不同运动强度对因废用引起的骨质疏松的影响。依据骨的功能适应性和力学调控系统理论,遵循骨重建的生理过程,建立了一个带有时间历程的描述松质骨骨质疏松过程的计算模型,用C语言编制程序。得到了不同运动负荷对因废用引起的骨质疏松(孔隙率)的影响曲线。结果表明:较大的运动强度可以减缓因废用引起的骨质疏松。这对于运动防治骨质疏松有一定的参考价值。

简介：研究不同结构形状的血管支架用于治疗颅内动脉瘤后对血流动力学的影响。针对同一个体化颅内动脉瘤模型,设计了三种网丝截面相同、通透率近似相等、结构形状不同的支架。将这三种支架植入颅内动脉瘤模型,进行双向流固耦合数值模拟,分析血流速度、壁面切应力的变化情况。三种支架中,螺旋型支架对动脉瘤瘤腔内的血流旋涡改善效果最佳,对动脉瘤瘤颈和瘤顶部分较高的壁面切应力削弱也最明显;周期型支架的柔顺性优于其余两种类型的支架。螺旋型支架植入颅内动脉瘤的治疗效果最佳,但不适合几何形状复杂的血管,本研究也可为进一步优化支架结构提供依据。

简介：目的研究在抗血管生成因子——内皮抑制素（ES）作用下,血管正常化窗口期肿瘤血管渗透率变化对血液灌注的影响。方法数值模拟在ES作用下肿瘤血管正常化期过程中的血液灌注。设血液为不可压缩牛顿流体,肿瘤内间质流动遵循Darcy定律,管内流量用扩展的Poiseuille定律,跨壁流量采用Starling定律,以肿瘤血管渗透率表征血管正常化期肿瘤血管的变化。用差分迭代法数值计算肿瘤血液灌注组织间质压强。结果在ES作用下出现的＂血管正常化窗口期＂,肿瘤毛细血管渗透率将下降,肿瘤组织间质高压降低,在肿瘤血管渗透率和正常血管一致时,肿瘤组织间质压强明显下降,压强梯度上升。此后肿瘤毛细血管渗透率上升,肿瘤组织间质压强又增高,压力梯度下降。结论ES不仅抑制了肿瘤血管生成,而且随肿瘤血管渗透率的变化,在＂血管正常化窗口期＂改善了肿瘤血液动力学环境,有利于其他治疗肿瘤药物的输运。抗肿瘤血管生成与其他方法联合可望有较好的疗效。

简介：研究用最小模型法估计的胰岛素敏感性指数(ISI)和葡萄糖利用效能(SG)是否强烈依赖于胰岛素动力学模型参数的变化。在一定范围内随机变动胰岛素动力学模型参数,根据Bergman最小模型,利用数值模拟的方法得到各时间点胰岛素和葡萄糖的浓度值,根据最优化方法估计ISI和SG。结果表明:在取480个时点浓度值的情况下,ISI的相对误差最大也不超过1.7%,SG的相对误差最大不超过万分之0.75%;而按照Bergman最小模型法的取点方法(30个时点)计算的结果是ISI的相对误差最大也不超过17.8%,最小为1.4%;而SG的相对误差最大不超过1.4%。说明:胰岛素动力学方程的参数变化对SG和ISI的估计值影响不是很大。

简介：研究老龄对骨质疏松的影响。应用带有力学调控系统的各向异性骨再造模型结合有限元法进行数值模拟。结果表明进入老年期后，由于肌肉力量的降低和活动量的减少而导致外栽荷下降，骨量相对于峰值丢失25％以上，产生骨质疏松。力学因素可导致老年性骨质疏松，表明力学因素在预防和治疗骨质疏松起重要作用。

简介：通过对方形、圆形和椭圆形三种横截面支架筋附近的血流动力学数值分析，对优化设计支架结构提供流体力学理论指导。利用边界元方法，计算了血液流场、血管壁切应力及支架筋所受压力。与方形和圆形截面支架筋比较，椭圆形截面支架筋对血流的扰动较小，支架筋所受压力较对称，并且支架筋间没有形成低切应力区。椭圆形截面支架筋对增加支架置入后的稳定性、防止再狭窄有一定的优越性。

简介：研究生物嗅觉神经系统模型,有助于更好地了解嗅觉机理和嗅神经的放电模式.本研究分析了K系列嗅觉神经系统模型的拓扑结构、数学基础的发展和应用,对该系列模型中的KⅢ模型进行了数值模拟及时域,频域和时频域分析;概述了K系列模型的发展和应用.由结果看出,KⅢ网络模型可以很好地模拟嗅觉神经系统的电活动.

简介：剧烈运动时,人体要通过深呼吸,为机体组织及器官的快速新陈代谢过程补充足够的氧气,研究深呼吸时人体肺内气体的流动及输运机理,对运动生理学及临床医学具有理论意义和临床价值.采用有限体积法数值,求解Navier-Stokes方程组,数值研究深呼吸情况下,人体三级支气管模型内的吸气流动规律,比较了均匀及抛物型速度进气条件对支气管内流动分布的影响.结果表明:深呼吸时,支气管内出现了复杂的流动现象,包括主流的射流-尾流结构及m-型结构,以及二次流的2涡向4涡结构演变过程,与平静及正常呼吸状态相比,深呼吸使肺内中部及侧部下游支气管内流量分流不均匀性加重,压力损失急剧增大,支气管内壁承受更大的气动负荷.

简介：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)以呼吸受限和反复暂停为主要症状,目前最佳的治疗方式是通过家用睡眠呼吸机对用户上气道施加持续的正压通气(CPAP)。但呼吸机面罩若设计不当,可能导致局部“高浓度”CO2的反复吸入,长期对用户的健康不利。本研究以全脸式呼吸机面罩为研究对象,通过计算流体动力学(CFD)的方法分析面罩内CO2的残留状况及流场特征变化,并以此为依据开展优化设计。结果表明呼气末时刻鼻孔附近CO2的残留浓度约为3%,且会被反复吸入,长期将影响用户健康;若将排气孔设计在面罩前端,鼻孔附近CO2的残留浓度将降低到2%,即CO2的反复吸入量减少33.3%。本研究为家用睡眠呼吸机面罩基于空气动力学的个体化优化设计提供了重要的理论指导。

简介：目的研究CPC及CPC/BMP复合人工骨降解性能,寻找加快CPC降解的有效途径.方法将CPC作为BMP的载体制成CPC/BMP复合物,在体外模拟生理环境进行CPC和CPC/BMP复合物的溶解试验.通过植入小鼠肌袋和犬桡骨植入试验,观察材料在体内的降解情况和降解规律.结果BMP促进了CPC的体外溶解.肌肉内植入CPC/BMP可以异位诱导新骨形成.植入骨缺损后CPC/BMP可以诱导新骨形成,有效地修复骨缺损.新骨形成的同时,材料出现了较快的降解.CPC不能异位诱导新骨形成,骨缺损修复能力较弱,降解缓慢.结论CPC/BMP生物活性人工骨具有理想的降解性能和成骨能力,可望成为新型的骨缺损修复材料.

简介：对比分析以自体神经和聚乳酸-羟基乙酸管吻接修复后的特性,为临床坐骨神经损伤吻接术提供生物力学参数。实验取死后24h内的新鲜尸体坐骨神经腰段标本12条,切取20个试样,形成10mm缺损,分别以自体神经和聚乳酸-羟基乙酸管吻接修复后进行蠕变实验。聚乳酸-羟基乙酸管移植坐骨神经组7200s应变上升量大于以自体神经移植组。聚乳酸-羟基乙酸具有很好的蠕变性特性,其蠕变特性符合坐骨神经损伤移植修复生物材料的要求。

简介：目的针对儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）诊断中存在的问题,对模拟内镜技术在检查和诊断中的作用和价值进行观察和评估。方法选择2006年7月至2010年12月OSAHS患儿38例,其中男性20例,女性18例;年龄6~7岁,平均年龄6.44岁。采用模拟内镜技术对患儿行鼻咽部检查,合并分泌性中耳炎的为Ⅰ组（n=18）,无合并中耳炎的为Ⅱ组（n=20）。观察腺样体的最突出部位的厚度、鼻咽腔前后径、腺样体厚度/鼻咽腔前后径（A/N）比值及腺样体外侧沟的深度。结果Ⅰ组和Ⅱ组儿童腺样体厚度分别为（16.21±1.74）mm、（15.75±1.44）mm;鼻咽腔前后径分别为（19.52±1.37）mm和（19.36±1.27）mm;A/N比值分别为0.85±0.06和0.83±0.05;差异均无统计学意义（P〉0.01）。腺样体外侧沟的深度分别是（1.69±0.52）mm、（2.90±0.68）mm,Ⅰ组腺样体外侧沟的深度明显浅于Ⅱ组（P〈0.01）。结论腺样体肥大合并分泌性中耳炎与腺样体的形态有关;模拟内镜技术不但可以测量腺样体厚度,还可以测量和评估腺样体的形态。对诊断儿童OSAHS有重要的价值,是值得临床推广的方法。

简介：基于互信息的全局配准算法是近年图像配准研究的热点之一,此法具有精度高、鲁棒性强的特点.现将互信息作为相似性测度,采用模拟退火与鲍威尔相结合的多分辨率搜索优化策略,对临床使用的三维CT、MR图像进行了刚体配准.实验结果表明此方法能有效地防止优化陷入局部极值,具有良好的实用性.

简介：目的比较分析应用弹性血管壁的流固耦合计算流体力学（CFD）方法和刚性血管壁的CFD方法模拟获得的正常主动脉弓内血流动力学参数,同时比较两种方法的优劣,为深入研究血液流动状态与动脉疾病的关系提供帮助。方法取46岁男性,胸主动脉正常CT图像,格式为Dicom,层间距为0.5mm,每片图像的平面分辨率为512×512,像素大小为0.5mm。应用医学图像后处理软件,对通过临床获得正常人体主动脉CT二维医学图像数据进行重构,得到主动脉血流及血管壁的三维立体模型并应用于模拟计算。结果在设定边界条件和初始条件的基础上,经多次迭代耦合计算,获得血管壁形变、等效应力、血流速度、壁面振荡切应力等相关血流动力学参数。结论在心动周期内弹性血管壁的主动脉内血流情况较刚性血管壁主动脉内血流情况更为复杂,管壁等效压力变化较大,血管壁的振荡切应力更高,表明弹性血管壁的流固耦合的CFD模拟更能体现真实主动脉内复杂血流情况,为深入研究血流动力学与心脑血管疾病的关系提供了一定的技术支持。