基于有限元方法的心脏除颤仿真研究

临床动物电击除颤实验无法精确测量放电电场在心脏上的实际分布情况,且存在诸多不便利和不安全因素。鉴于此,提出了一种基于心脏建模及有限元求解的心脏除颤电场分布仿真研究方法,心脏模型包含了完整的心房心室解剖结构和左右心腔,考虑了心肌细胞和血液的电阻率,然后采用有限元方法进行分析,并使用Abaqus集成环境进行求解,求解结果与文献报道的参考标准进行对比。仿真结果在除颤电压阈值和能量阈值方面与目前的植入式心脏复律除颤器(ICD)的临床应用效果具有相当的吻合度,能量阈值相对误差仅为10%,验证了所提出方法的可行性。

一种可控恒流脉冲刺激器设计

为满足术中神经监测系统中运动诱发电位刺激器的设计需求,设计了一种可控恒流脉冲刺激器。采用2个基于UC3845的反激式开关电源产生所需电压,IGBT作为总开关管控制脉冲发放,三极管控制电路实现恒流。刺激器的特点是输出脉冲参数调节范围大、输出档位多、控制精度高、响应速度快而且档位多。当所有设置完成后,刺激器能在100ms内实现脉冲发放,最大输出脉冲幅度为100mA,脉冲各参数相对误差都小于5%。测试结果表明,刺激器各项指标都达到了设计要求,该刺激器也可用于其他需要输出恒流脉冲的场合。

心房除颤电场分布仿真的电极位置与尺寸优化

该文提出了一种基于心脏建模及有限元求解的心房除颤电场分布仿真方法,用于分析动物实验和临床验证均无法精确测量的心脏除颤电场分布,为电除颤方法研究提供工具。该研究使用包含完整的心房解剖结构的心脏模型,采用有限元方法进行求解;并设计了由除颤电压阈值、高场强率、除颤能量阈值三个参数组成的评价指标体系评价除颤效果。对经静脉房颤除颤时不同电极位置与尺寸的心脏电场分布进行了仿真研究,结果与文献报道有相当好的吻合度,初步验证了该方法的可行性。