摘要：目的 设计一种新型可降解血管吻合器,探究施压距离与吻合口生物力学性能之间的关系,以提高血管端端吻合的效率与质量。方法 设计吻合器的三维结构,并采用挤压态高纯镁为材料进行样机加工;通过建立血管端端吻合的有限元模型,研究在不同施压距离(0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mm)下,血管吻合端面应力分布情况及其变化规律;通过离体组织吻合实验,对有限元结果的合理性及该吻合器的可行性与有效性进行验证。结果 当施压距离为0.6 mm时,吻合口力学性能最优,此时撕脱力为(11.79±0.64) N,爆破压为(39.32±2.99) kPa,满足临床上对组织吻合口强度的要求,同时组织的机械损伤较小。结论 本文所设计的新型可降解血管吻合器可以通过调节施压距离对组织进行吻合,能够有效提高组织吻合效率,减小组织机械损伤,从而提高吻合质量。研究结果为可降解血管吻合器的设计提供重要参考。

摘要：为解决肿瘤射频消融针一次性消融范围小以及电极周围组织易发生烧焦炭化的问题,本文基于多物理场耦合分析软件COMSOL,研究针体材料、子针个数和子针弯曲角度对射频消融电极针消融效果的影响规律。研究结果表明,相较于钛合金和不锈钢,镍钛合金具有更好的射频能量传导效率,是电极针的最佳制作材料;子针个数对平均坏死深度和最大坏死直径均有较大影响,相同条件下,子针个数越多,凝固坏死区域体积越大;子针的弯曲角度对凝固坏死区域的最大直径影响较大,对平均坏死深度的影响较小。在其它条件均相同的情况下,消融形成的凝固坏死区域随子针弯曲角度的增加而增大。对于本文分析的60°、90°和120°三种子针弯曲角度而言,120°的弯曲角度可获得最大的凝固坏死区域。综合而言,镍钛合金120°弯曲8子针的设计最优,射频消融坏死区域的平均深度为32.40 mm,最大坏死直径为52.65 mm。上述优化设计参数可为肿瘤射频消融针的结构与材料设计提供指导。

摘要：目的设计一款新型可降解肠道吻合支架,探究肠道组织在加压吻合时施压距离与吻合口生物力学性能之间的关系,为肠道组织的加压吻合提供新思路与方法。方法设计一款用于肠道组织的加压吻合支架,建立肠道组织加压吻合的有限元模型,并探究支架施压面距离(2、1.6、1.2、0.8 mm)与组织应力之间的关系;通过撕脱力与爆破压测试,分析肠道组织在不同施压距离下的吻合效果。结果当施压距离为1.2 mm时,肠道吻合口的生物力学性能最佳,其最大抗拉强度达到0.77 MPa;组织的撕脱力和爆破压分别为(25.80±1.82)N和(12.30±0.26)kPa;当组织被压缩至原有厚度的60%时,肠道吻合效果最好。结论本文设计的可降解肠道支架可成功实现对肠道组织的加压吻合,为新型可降解加压吻合器械的开发和应用提供理论参考。

摘要：目的设计一种应用于电动吻合器的切口式柔性转弯结构,并研究其转弯性能。方法对切口式柔性转弯结构进行设计与建模;建立转弯结构的运动学和静力学模型,并进行仿真计算;采用有限元仿真方法研究3组结构在对称切口等刚度和变刚度下的应力、偏转角度、顶部位移及驱动力;搭建转弯结构性能测试实验平台,对仿真结果和模型进行验证。结果弯曲过程中,转弯结构理论模型与实验结果基本吻合;随着对称切口刚度的优化,变刚度转弯结构的最大应力分别下降20.64%和39.20%;变刚度结构弯曲时所需拉力最小,相较于等刚度结构下降33.41%,且顶端沿弯曲平面的位移(30.8 mm)最小;3组转弯结构最大偏转角度均可达到90°。结论转弯结构运动学和静力学模型可用于其拉力和位置变化的计算;采用对称切口变刚度的结构转弯性能优于等刚度结构;切口式柔性转弯结构符合设计要求,满足电动吻合器的转弯需求。

摘要：研究基于水凝胶增强的椎动脉血管吻合器,并验证其可靠性。利用海藻酸钙水凝胶作为血管连接与防渗漏关键部件,分别设计了贴合式和袖套式水凝胶血管吻合器,运用ANSYS软件进行了流固耦合的有限元计算,最后进行了离体实验,对比分析两种吻合模型的血管的变形及壁面剪切应力分布、水凝胶的变形及应力应变分布和血管爆破压大小。在两种结构设计中血液流动均表现平稳,具有较好的吻合和粘合条件。其中袖套式吻合模型中水凝胶所受应力应变较小,分别为15.679 Pa,0.3%;爆破压测试中袖套式吻合血管所能承受的压力较正常血管相近,保持在1321.1 mmHg左右。研究表明,水凝胶材料在血管吻合器设计具有较好的潜在应用,对比不同结构设计,袖套式吻合方法较贴合式吻合方法更加可靠。

摘要：目的分析不同尺寸参数对双极高频电刀热应力场的影响规律。方法基于有限元分析软件ANSYS,对双极高频电刀工作过程中的热应力场进行系统的电热耦合仿真分析,研究3种不同绝缘层厚度(0.5、1.0、1.5 mm)、电极厚度(0.5、1.0、1.5 mm)以及涂层厚度(3、6、9μm)对高频电刀各部分热应力场的影响。结果绝缘层厚度越大,心肌组织由于热应力产生的变形量越小,即高频电刀工作过程中绝缘层厚度与心肌组织的热变形量成反比;对于3种电极厚度而言,选取1.0 mm更为合适;对于3种涂层厚度而言,选取6μm更为合适。结论高频电刀各组成部件的尺寸参数对其工作过程中的热应力场有重要的影响,研究结果可为高频电刀的设计开发提供指导。

摘要：目的:研究可降解镁合金作为射频能量组织焊接电极时对肠道吻合口热损伤与生物力学强度的影响。方法:对传统铜电极和新型镁合金电极在射频焊接过程中肠道吻合口的温度变化和组织热损伤进行仿真分析。同时,通过离体实验对仿真结果进行验证,探索在两组电极边缘处和距边缘3 mm处组织温度的变化规律,并对镁合金电极焊接的组织吻合口进行生物力学强度测试和组织微观结构观察。结果:与铜电极相比,镁合金电极能够有效降低焊接区域的平均温度(90℃ vs 75℃)和侧向热损伤距离(3.3 mm vs 2.7 mm),提高吻合口的生物力学强度(爆破压:126.01 ±16.02 mmHg vs 167.01 ±30.41 mmHg,撕脱力:18.87 ±3.15 N vs 22.14 ±1.59 N)。结论:本文验证了镁合金作为射频组织焊接电极的可行性与有效性,所取得的研究成果,为实现人体管腔组织的无缝连接提供了新的思路。

摘要：目的分析Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能,尤其对径向支撑性能及柔顺性影响,为Z型覆膜支架设计以及临床选择提供理论支持。方法通过有限元方法,建立4种不同波峰数目(5、8、10、12)的Z型覆膜支架有限元模型,分别施加径向位移载荷和绕z轴40°转动变量以完成压握和弯折的模拟,并提取支架应力、径向支撑力、覆膜应变、横截面变形程度及弯矩作为评价参数。结果相比波峰数目较多的覆膜支架,压握过程中5波峰覆膜支架具有最大的径向力,提供良好的径向支性能;5波峰覆膜支架在弯折模拟中产生了68 N·mm的最小力矩及67.5%的最小弯折横截面变形程度,并且在弯曲过程中覆膜的拉伸应变较小。结论 Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能的影响显著。波峰数目相对较少的Z型覆膜支架在径向支撑性能及弯曲力矩、横截面形变程度等柔顺性评价方面表现出优势,有利于覆膜支架在血管内的固定贴合,对减少血栓和内漏等并发症具有积极意义。研究结果可以指导Z型覆膜支架优化设计及手术最优选择。

摘要：本文研究了一种应用于MHz级别的推挽式E类功率放大器,并通过Matlab软件的simulink进行了电路仿真。文章分析了该电路在不同负载下的输出谐波情况,并结合仿真进行了电路搭建和实验验证。研究结果表明,推挽式E类电路具有更低的谐波失真。这种推挽式结构更适用于宽负载的高频应用场合。通过定量分析推挽式E类功率放大电路的相关公式,本文为该电路在MHz应用的设计与优化提供了实用的指导。

摘要：目的:设计一种自冷却射频肠吻合电极,并对其性能进行仿真分析与验证。方法:利用COMSOL Multiphysics软件,对所设计的自冷却射频肠吻合电极进行仿真分析,研究3种不同冷却介质流速对冷却效果的影响规律,并与非自冷却电极吻合过程中组织温度的变化进行对比,最后通过实验验证所设计电极的有效性。结果:有限元仿真结果表明,当冷却介质流速在0.1 m/s时,吻合口温度趋于平稳,最高温度为99.63℃,而利用非自冷却电极时吻合口的最高温度为161.91℃。实验结果表明,利用自冷却电极吻合后,吻合口的平均爆破压为43.29 mmHg。结论:与非自冷却电极相比,利用自冷却电极进行肠组织吻合时,吻合口的最高温度远低于非自冷却电极,且吻合口的平均爆破压也满足临床需要,表明本文所设计的自冷却射频肠吻合电极是有效的。