摘要：目的设计一种新型内镜连续缝合器械,用以克服现有内镜缝合器不能一次性连续释放金属夹的不足,并对内镜缝合器的抓钳提出两种改进方案,通过有限元分析方法,验证其改进后的组织抓持效果。方法比较分析对齿(原有,抓钳A)、交错齿(抓钳B)、折角交错齿(抓钳C)3种结构抓钳在抓取胃壁组织时,组织受到的压力大小及其分布;然后对组织施加7.5 mm拉伸位移,模拟闭合时器械运动以及组织回弹过程的影响。结果抓钳A、B闭合组织时,最大应力发生在距离转轴最近的第1对齿上,分别为10.39、10.11 kPa。抓钳C闭合组织时,最大应力发生在第2对齿上,为11.35 kPa。抓钳A、B作用的组织,距离转轴越远,其受到抓钳齿的压力越小。而在抓钳C作用下,器械-组织接触面的压力峰值几乎没有变化。在拉伸位移的作用下,抓钳C没有滑脱;而抓钳A、B拉伸位移分别达到5.0、6.5 mm时从组织上滑脱。结论折角交错齿结构的抓钳闭合时对组织的压力峰值较为稳定,在远离转轴的组织上也能提供充分接触,增大了器械-组织界面的摩擦力,使得抓钳具有更好的抗滑脱能力,提高连续缝合器械的闭合效果。

摘要：本研究设计了一款新型血管吻合器,通过探究血管与吻合器的相互作用,实现快速高效吻合动静脉血管,为血管端端吻合手术提供可新的方法与器械。通过构建血管吻合器的三维模型,利用3D打印技术快速制作了血管吻合器样机,模拟了不同的单侧施压距离下(0.2、0.3、0.4 mm)血管与吻合环的相互作用。通过体外拉伸实验和渗漏实验,验证血管吻合的有效性。单侧施压距离为0.3 mm时,吻合效果最好,吻合口密封性良好,5 min渗漏量为5.7 mL,其极值水压为(148.25±0.13)mmHg,最大拉伸力为(6.08±1.78)N。本研究的新型血管吻合器可以快速实现血管的端端吻合以及功能重建,通过离体实验初步验证了技术的可行性,后续还需要进一步结构优化设计并进行临床实验。

摘要：目的分析编织角度与材料对室间隔缺损（ventricular septal defect,VSD）封堵器使用效果的影响,为器械设计提供理论依据与指导。方法建立3种编织角度（30°、45°、60°）封堵器的有限元模型,分析比较两种编织材料镍钛合金（nickel titanium,Ni Ti）、聚对二氧环已酮（poly-p-dioxanone,PPDO）封堵器在腰部分别受径向和轴向载荷下的支撑效果。结果5 k Pa径向载荷下,30°、45°、60°Ni Ti封堵器的腰部径向刚度分别为8.60、1.51、0.99 m N/mm^3,45°PPDO封堵器腰部径向刚度为7.35 m N/mm^3。0.5 rad轴向弯曲下：30°、45°、60°Ni Ti封堵器腰部最大径向形变分别为1.17、1.24、0.22 mm,45°PPDO封堵器腰部最大径向形变为0.54 mm。结论同种材料情况下,编织角度为60°的封堵器腰部径向刚度最小,径向支撑性能最佳;60°封堵器腰部最大径向形变最小,轴向弯曲性能最佳,顺应性最好。同种编织角度情况下,Ni Ti封堵器腰部径向刚度较小,径向支撑性能较佳;PPDO封堵器腰部最大径向形变较小,轴向弯曲性能较佳,顺应性较好。

摘要：目的 分析微创血管夹齿型不同尺寸参数对小动脉血管力学性能的影响。方法 对微创血管夹夹持小动脉血管过程进行有限元仿真分析,研究5种不同齿型间距、齿型高度及齿型长度等尺寸参数对夹持小动脉血管过程中力学性能的影响规律。结果 血管夹的齿型间距越大,所夹持的小动脉血管段最大等效应力越小;小动脉血管的最大等效应力与血管夹的齿型高度并不呈线性关系。当齿型高度为75μm,小动脉血管的最大等效应力最低,对血管损伤最小;血管夹的齿型长度对夹紧的小动脉血管力学性能影响较大,血管的最大等效应力与血管夹的齿型长度成正比。结论 微创血管夹齿型的尺寸参数对夹持小动脉血管过程中的力学性能有重要影响,研究结果可为微创血管夹的设计开发提供指导。

摘要：目的:利用有限元的方法分析各种腹腔镜抓钳的形貌,为腹腔镜抓钳的设计提供依据。方法:分析抓取肝脏组织时,抓钳倒圆半径、齿数、钳头面积、雕镂面积对组织-器械接触面最大等效应力的影响,并通过正交试验分析以上因素的主次要地位。结果:随着组织-器械接触面有效接触面积的增加,产生的最大等效应力及其变化率逐渐变小。4种因素的主次要地位依次为:钳头面积>齿数>倒圆半径>雕镂面积。结论:应根据需要选择最优的抓钳,防止产生过大的等效应力,损伤组织,并且应以钳头面积为主,另外3种因素为辅进行腹腔镜抓钳设计。

摘要：旨在设计以直流减速电机为动力元件,利用编码器精准控制的闭环控制系统。研究霍尔编码器控制原理,利用霍尔编码器实现电机转动圈数控制、调速以及定位功能;研制内镜缝合器电动控制系统,阐述系统驱动机构组成部分,以及器械运动控制算法,利用参数调节合适的PWM波占空比,以实现对器械运动的精准控制,并通过外部传感器进行验证。结果表明,当PWM波占空比在80%~100%之间时,运动速度合理,电机测试精度变化范围大致为-0.007%~0.567%,精度较高。该研究为内窥镜器械的电动控制系统开发提供了理论基础,且具有良好的应用前景。