中医针刺过程中针体受力的动态监测系统研制

针刺手法是决定中医针灸疗效的关键 ,由于技术上的原因以前关于针灸手法的研究都只能根据医生和病人的感觉与经验来确定 ,这严重阻碍了针灸现代化和国际化的进程。应用现代集成传感技术和生物力学原理 ,研制一套能在人活体上测试各种针刺手法并能感受施针者和受针者相互作用力的检测系统。通过临床实际操作 ,记录到了均匀捻转和均匀提插手法的针体受力波形 ,从而实现了在针刺过程中对针上作用力的定量与客观化的实时检测。为提高临床针刺效果及针灸经络的定量化研究提供一种新的实验手段和分析方法。

中医灸与人体穴位红外辐射光谱特性研究

本文通过锁相放大技术测到人体不到 1cm2 面积的体表红外辐射光谱。通过对这些光谱的归一化处理后发现 ,不同人体和同一人体的不同穴位 ,尽管其红外辐射绝对光谱及强度相差很大 ,但归一化光谱都有相当的一致性与可比性。进一步将人体发射的平均归一化光谱与中医艾条灸、隔姜灸、隔蒜灸及隔附子饼灸点燃过程中的光谱比较发现 ,后面三种间隔灸与人体自发辐射的光谱有着惊人的一致性 。

针刺提插和捻转手法运针频率在得气与非得气状态的差异

目的 :通过实时定量检测手段和频谱分析方法得到了临床常用 6种针刺手法的运针主频率。方法 :采用笔者研制的临床针灸针体实时受力监测系统 ,分别检测了在人活体和新鲜猪肉上运用提插和捻转等 6种手法时针体的受力状况。结果 :在人体曲池穴上运用这些基本针刺手法的主频率参数较为集中 ,范围为 0 6 0～ 1 80Hz ,平均值约为 1 2 0Hz。补法与泻法在主频率上有较大的差异。在人体上的主频率平均值约为 1 2 0Hz ,在猪肉上的仅为 0 5 0Hz左右 ,差异有显著性意义 (P <0 0 5 )。结论 :1 2 0Hz这个频率平均值 ,可以认为是一个有规律的得气指标和参数。

针刺手法与针体受力参数的对比研究

为了客观定量研究针刺手法的特征性和差异性,应用安装在针灸针体上的力和力矩微型传感器系统测量了临床针刺过程中针体上的受力数值和波形,并对均匀捻转、均匀提插、捻转补法、捻转泻法、提插补法和提插泻法等6种手法进行了系统研究与分析。实验发现:同一施针者采用不同手法或同一手法在新鲜猪肉和人活体运针时针体上的力无论是波形还是数值都有较大差异,而不同施针者采用同一针法运针时针体上的力几乎没有大的差异。因此可采用针体受力大小和波形作为针刺手法的客观定量参数。

人体穴位与中医各种灸的红外辐射光谱特性

目的 :了解中医灸的机理与各种灸的红外辐射光谱特性。方法 :采用锁相放大技术建立了一套灵敏的红外光谱测量装置。首先采用光采集器将穴位或灸发出的光聚集到斩波器上 ,斩波的信号经红外分光仪分光后照射到一台高灵敏度的红外传感器上 ,传感器获得的信号经前置放大后输入锁相放大器中 ,并与来自斩波器的参数信号一起进行锁相放大 ,这样只有与斩波器同频同相的信号才被放大 1 0万倍左右 ,其它信号均被过滤 ,锁相放大的输出信号达几十毫伏量级 ,送入示波器与计算机用于观察与记录。通过这种技术我们检测到人体不到 1cm2 面积的体表红外辐射光谱。结果 :通过对这些光谱的归一化处理后发现 ,不同人体和同一人体的不同穴位 ,尽管其红外辐射绝对光谱及强度相差很大 ,但归一化光谱都有相当的一致性与可比性。进一步将人体发射的平均归一化光谱与中医艾条灸、隔姜灸、隔蒜灸及隔附子饼灸点燃过程中的光谱比较发现 ,后面三种间隔灸与人体自发辐射的光谱有着惊人的一致性 ,辐射峰几乎和人体穴位辐射一样都在 7.5μm附近 ,而艾条灸等的光谱却相差甚远。结论 :中医间接灸所发射的光谱虽然强度较人体穴位高 2 0多倍 ,但它的归一化光谱却和人体非常相同。这是一种偶然的巧合 ,还是有其深刻的生物物理机理 。

上海城市碳中和与氢能应用场景研究

[目的]我国的“双碳”战略为氢能的发展确定了方向。文章以上海为例,研究区域中心城市在碳中和目标下,通过能源替代实现城市减排进程及能源消费结构预测。绿色氢能与天然气、电力等低碳能源存在相互补充的关系,测算氢能的规模对城市氢能规划有着重要的意义,并以此对氢能发展提出前瞻性的预测和顶层设计建议。[方法]通过建立城市碳中和预测模型,对城市碳排放总量模拟分析,基于碳排放现状预测至2060年碳排放总量。根据能源替代减排公式,碳减排约束条件下的能源消费模型,预测氢能、电力、天然气等能源需求。通过氢能应用场景和供应来源调研,分析城市氢能的需求结构与供应构成。[结果]研究表明:上海预计2028年碳达峰,直接排放量峰值为2.09亿t,而后进入总量减排进程;2040年减排量达到峰值直至2060年实现碳中和。绿色氢能作为零碳能源,2030年逐步进入能源消费结构,2040年氢能需求总量约为300万t,约占总能源消费的11%;到2060年氢能需求总量约为835万t,达到总能源消费的21%。[结论]可由此构建合理的氢能供应与消费结构,建设氢能高速公路,通过氢能战略顶层设计,建设完善的安全结构、金融结构、生产结构、知识结构,掌握氢能定价权的区域氢能中心。

组织液定向流动的动力学机理与人体经络现象

研究了在人体小腿穴位深处骨间膜等毛细血管相对缺少的结缔组织中的组织液流动.解剖发现人小腿穴位处骨闻膜上毛细血管和胶原纤维的分布呈与经络方向一致的平行排列.据此建立了组织液流动两维渗流模型,采用多孔介质来模拟平行胶原纤维等细胞外基质所构成的组织间隙,通过计算流体力学数值计算,得到了血压、组织压、毛细血管间距、毛细血管壁渗透系数以及多孔率等参数对流场的影响,其结果都与生理现象相吻合.计算结果显示了平行胶原纤维的存在使得组织液流动更加均匀,为组织间隙中的物质交换和细胞生存提供更加有利的条件.组织液的流动会对其中的肥大细胞会产生较大的壁面剪切应力,血压和组织间隙压等参数会对切应力产生较大影响.

脑循环血液动力学研究:Willis环定常流力学模型

脑循环系统因为Ｗｉｌｉｓ环的存在而具有其特殊的血液动力学特性。脑Ｗｉｌｉｓ环是一个具有四端输入的网络系统。本文依据人体Ｗｉｌｉｓ环的解剖结构，提出一个模拟脑循环定常流的集中参数模型及其控制方程。通过对正常人和几种疾病患者的脑循环模拟发现，理论模型提供的结论和生理病理现象完全一致。本模型将为进一步研究Ｗｉｌｉｓ环的血液动力学特性及检测脑血管血液动力学参数提供新的方法。

人体组织液定向流动与经络

关于人体经络本质的研究发现了许多新的现象,如在穴位注射放射性核素标记的小分子可观察到物质沿和古人描述的经络差不多的经线迁移,人们不仅得到了这样迁移的图像,而且还测量到了迁移的速度。但对这种循经的物质迁移一直没能从理论上给予解释。通过对人体小腿段胆经和胃经“地”的位置巨微解剖观察发现,经络线位置的骨间膜腓侧和胫侧的血管自上而下呈不均匀分布,在穴位区毛细血管密集,且在穴位和经线上的毛细血管排列呈与经线平行状,根据这一解剖事实,建立了一种毛细血管血浆与组织液交换的血液动力学模型,通过对模型的数值模拟发现,在这样的解剖结构下,组织液能产生一种定向的流动并在毛细血管密集的穴位区获得加速,并不断接力构成一条与经络线相吻合的流线。在这种流线上物质可以定向输运,计算表明在生理状态下这种输运的速度为数厘米至数十厘米每分,这和实验观察到的循经感传速度及放射性核素循经迁移速度相一致。进一步的研究还发现组织压力增高、动脉压改变以及血管壁通透性的变化都会影响流速,这和人体经络的特征是相符合的,为解释经络的科学机理提供了一种新的理论和方法。

颅内压与脑循环动力学参数模型研究

在对颅内血管床整体分析的基础上，应用血液动力学理论建立了一个描述颅内血液与脑脊液血液动力学特性的集中参数模型．在此模型的基础上得到了状态方程并给出了求解方法．通过对方程解的进一步分析得到颅内压与颈动脉血流量的关系，为临床无创检测颅内压提供了一个辅助手段．理论计算结果与实验数据比较发现，颅内压与颈动脉流量脉动间的关系与实验是相吻合的．

中医心气虚证的血液动力学机理研究

目的 心气虚是中医临床常见的病证 ,作者根据中医气血理论和对血液 -组织液循环的分析建立了一个研究心气虚的血液动力学模型 ,从血液组织液循环角度阐述中医心气虚的动力学机理。方法 通过对模型的计算与分析得到了心血管系统动力学参数变化对全身气虚主要症状 -组织间隙水肿的影响规律 ,给出了心血管动力学参数与气虚水肿程度间的定量关系。结果 将理论计算结果与临床和动物实验气虚证研究的比较发现 ,本模型可以定量解释中医心气虚的生理病理学机理。当心血管系统的参数 (如血液总体积、外周阻力和心肌收缩特性等 )发生改变时 ,会引起组织液的体积增大进而会导致组织液蛋白质和其他营养物质浓度的降低。结论 中医心气虚证中的气和组织液中营养物质浓度有密切相关 ,血液中的血浆和水过多地扩散到组织液间隙中会稀释组织液中的营养物质 ,使细胞的外环境受到影响进而影响了细胞的生理功能 。

脑循环脉动流的集中参数模型

脑血管疾病和脑循环动力学异常改变密切相关．脑循环系统和体循环系统具有不完全相同的血液动力学特性．因此，临床上迫切需要一种既能反映脑循环的基本特性，又容易从中分析脑血管动力学参数的力学模型．本文在Ｗｉｌｉｓ环定常流模型的基础上，建立了描述脑循环血液脉动特性的集中参数模型，归结出了模型控制方程及求解方法．通过实例计算发现：理论计算结果和实验检测数据相当吻合，说明模型是符合生理实际的．

复旦大学综合评价自主选拔录取改革的探索与实践

本文系统总结了复旦大学综合评价自主选拔录取改革11年的探索与实践历程,通过跟踪调查分析改革成效,得出通过综合评价自主选拔录取的学生在大学期间的平均成绩、获得国家奖学金、学术研究的兴趣和主动性、参与校际国际交流等方面的情况均优于统招高考生,体现出整体的综合优势。这一结论以及改革实践中的经验可以为新形势下高考综合改革提供有价值的借鉴和参考。

心脏与血管的相互影响

心脏与血管的相互影响早就引起生理学家们的兴趣，但其在临床医学上的广泛应用则是近几年的事．这主要归功于两大生物力学成就，一是应甩泵功能曲线和时变弹性元描述心脏功能，另一是应用输入阻抗来描述血管功能．本文系统地总结和评述了２０多年来国际上关于心脏与血管相互影响的研究发展概况．

脑循环动力学模型与血管输入阻抗模拟

本文提出了一个脑循环血液动力学模型，在模型中不仅考虑了血管弹性、阻力和惯量等动力学参数，而且还考虑了交通动脉的血管代偿功能。通过模型控制方程求解得到了颈动脉和椎动脉的输入阻抗，理论和实验结果完全相一致。模拟结果表明：当颈动脉或推动脉动力学参数变化时，它不仅影响同侧的动脉阻抗，而且还影响到对测血管床。这提示，颈动脉或推动脉输入阻抗不仅和自身系统血管特性有关，而且还受其它循环的影响，有时这种影响还是显著的。

血管位移波的力学模型

本文在临床观察和模型实验的基础上提出了血管位移波的力学模型,并归结出了位移波的控制方程。应用摄动理论和数值方法,求得了位移波的波形和位移波产生的判别准则。从中我们发现,位移波仅和血流的脉动速度及血管壁力学特性有关,而和压力波无直接关系。最后本文还给出了一个适用于临床的位移波发生判别准则,实验发现它和临床观察是相符合的。

经络实质的揭示是中医现代化的关键

本文总结了近年来作者在针灸经络方面的研究体会,认为中医现代化的关键是经络实质的揭示,而针灸经络的研究在穴位结构功能特异性、穴位效应与疗效的特异性、经络作为内联脏腑外络肢节的生理学机理和经络作为气血运行通道的物质基础等方面如有突破,将推动整个中医现代化进程。

脑局部降温的新方法与仪器

本文介绍一种对人脑组织进行局部降温的新方法及仪器，使用制冷器件对脑血液循环系统进行降温，而对人躯体部分实施保温或升温，从而实现脑部局部降温目的。它将为临床脑保护提供一种切实有效和安全方便的方法与仪器，可广泛应用于脑损伤病人的救护与治疗。

弯曲血管内血流与动脉粥样硬化斑块的相互影响与作用

作为文章[1]的继续,本文在文章[1]的分析结果基础上,针对壁面对称和非对称狭窄的两种不同情况,通过数值计算给出弯曲狭窄血管内血流的轴向和周向切应力的分布曲线,并讨论其随管壁面几何参数的变化情况。同时,还讨论壁面几何参数对平均血流量和压力降影响的规律。从中发现,当狭窄较轻时(λ<0.2),壁面切应力、平均流量和压力降受狭窄度(λ)的影响不大,而在狭窄较严重时(λ>0.7),狭窄度微小的变化会引起它们急剧变化。此外,在讨论狭窄的非对称性对上述血流动力学参数的影响时还发现,非对称性只对轴向切应力有明显的影响,而对其它参量的影响并不十分显著。

心脏与血管相互耦合的动力学原理──分布参数模型

心脏和血管相互耦合一直是生理学长期感兴趣的问题。本文提出一个心脏血管耦合的动力学模型。在模型中我们应用最小功原理描述心室功能，用三段式Ｔ型管的输入阻抗描述血管功能。文章结论指出，一旦心脏和血管静态特性给定，动力学模型可唯一确定出主动脉根部的压力和流量波形以及心室作功的动态过程。本文的实验证实了理论结果和实验是相一致的，本文将为研究心血管动力学过程提供一个新的方法与手段。