声操控型微流控芯片的加工与测试技术

介绍了一种声操控型微流控芯片的加工方法与测试技术。首先,基于声操控型微流控芯片的工作原理和功能需求设计了硬质微流控芯片的基本结构,采用激光切割方法实现了聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称PMMA)材质开放边界微流道的加工,采用数控加工(computerized numerical control,简称CNC)精雕方法实现了封闭边界微流道的加工,通过光固化型(ultra violet,简称UV)胶实现了硬质微流道与基板的室温封接,利用表面改性技术与毛细作用实现了芯片的无泵进样;其次,研究了不同加工工艺、工艺参数对微流道形貌的影响;最后,依据声操控微颗粒需求,综合仿真分析、阻抗测试及多普勒激光测振,选定了声操控型微流控芯片的工作频率,实现了微纳物体运动控制。该微流控芯片具有成本低、加工效率高及易于调整微流道结构的优点,在微纳操控、微纳制造和生化检测方面拥有广阔的应用前景。

面向超声喷丸的纵弯复合换能器设计与分析

为解决当前超声喷丸枪在狭小空间内难以加工壁板的问题,设计了一种纵弯复合模态的夹心式压电超声喷丸换能器.采用COMSOL仿真软件,对换能器进行模态分析,计算得到纵振和弯振的谐振频率,并改变尺寸使换能器在2种模态下均呈现较大的振幅.采用多普勒测振仪对换能器工作端面扫频,纵振与弯振振幅分别为1.0和0.8μm,经匹配后振幅各增长了40%和50%.利用激光位移传感器测得2种模态下撞针振幅均可到达1.2 mm.同时,对2024-T351铝合金板件进行了超声喷丸成形试验,并采用X射线法对喷丸后板件中的残余应力进行了检测.超声喷丸成形试验和残余应力检测表明,板件喷丸后发生不同程度的变形,且板件中的残余压应力最大可达250 MPa,验证了纵弯复合换能器的有效性.

超声喷丸换能器的高电压阻抗匹配设计

研究了超声喷丸换能器在不同电压下的阻抗特性,设计了针对高电压驱动工况的阻抗匹配方法。首先,采用功率放大器和示波器获取高电压下换能器两端的电压、电流以及相位差,计算得到阻抗特性曲线;其次,以工作频率下的阻抗为基准,计算并联匹配和串联匹配时的电感值,通过对比优选负载电路呈纯阻性的匹配方式,实现有功功率的最大化;最后,将匹配电路结合自制的驱动电源设计了超声喷丸成形驱动系统,利用激光位移传感器对比了匹配前后喷丸枪撞针振幅的变化。结果表明,当以2.6 mH电感串联匹配时测得接入匹配电路后喷丸撞针冲击振幅由2.7 mm升至4.9 mm,验证了所提匹配方法的有效性。

行波型旋转超声电机的低温特性

将行波型旋转超声电机的定子环形体等效为压电复合梁模型,考虑温度分别对压电材料和定子金属基体的影响,引入温度影响系数得到温度对超声电机共振频率影响的数学模型,通过对模型进行计算机仿真,分析了电机共振频率随温度的变化。建立了超声电机在低温下的试验测试系统,测试了低温环境下电机的机械特性,以及摩擦材料对电机转速稳定性的影响。对比常温和低温下摩擦材料表面的形貌显示,低温对磨擦界面的影响较小。总之,目前研制的行波型旋转超声电机在低温下的性能有所下降,在超低温环境中性能变化则较大。

行波型旋转超声电机温度场分析方法

针对行波型旋转超声电机发热严重的问题,建立三维瞬态温度场的模型。综合考虑超声电机产生损耗的原因,对各部位的损耗进行理论推导和数值计算。利用Ansys软件对理论模型进行仿真,分析了超声电机关键部位的温度分布情况。建立了一套温度测试系统,对理论模型和仿真结果进行试验验证。结果表明,理论分析和试验结果基本吻合,为进一步研究超声电机的热源优化问题提供了分析和试验方法。

舒芬太尼联合布桂嗪对腹腔镜结肠癌术后Galectin-3VEGF及CD105水平影响研究

目的:探讨舒芬太尼联合布桂嗪对腹腔镜结肠癌术后血清Galectin-3、血清VEGF及CD105水平影响。方法:收集我院结肠癌需进行腹腔镜结肠癌根治术患者72例,根据自身病情进行腹腔镜结肠癌根治术。术后对照组予布桂嗪。实验组在对照组基础上加用舒芬太尼。分别于两组患者手术前、术后第1天及第3天进行血清Galectin-3、VEGF及CD105水平测定,并对患者术后2h、8h、24h、48h、72h进行VAS疼痛评分;术前、术后1个月采用WHOQOL生存质量表简表进行生存质量评分。结果:1手术后第1天、第3天两组患者血清Galectin-3、VEGF及CD105水平均下降,与对照组比较,实验组三项指标均下降更明显,差异有统计学意义(P<0.05);2治疗后两组患者疼痛评分均下降,生存质量WHOQOL评分均上升,与对照组比较,实验组疼痛评分下降更明显、生存质量评分升高更明显,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:舒芬太尼联合布桂嗪能更显著提高腹腔镜结肠癌根治术术后患者血清Galectin-3、VEGF及CD105水平,对改善患者疼痛、提高患者生活质量有重要意义。

超声电机定子热机电耦合特性

应用于极端环境的超声电机会受到温度场、应力场和电场的共同作用,定子在热机电耦合激励下的响应与电机工作特性密切相关。以行波型旋转超声电机为对象建立定子的能量泛函,采用假设模态的方法得到了热机电耦合动力学模型。运用有限元方法对热机电耦合作用下的定子进行仿真,分析了与理论计算结果的差异。建立了定子热扫频试验平台和热变形试验平台,测定温度对定子稳态形变、模态频率和振幅的影响,对理论模型的分析方法进行了评价。理论分析和试验结果揭示了超声电机定子在热机电耦合作用下的振动行为的变化规律,为下一步极端环境超声电机的设计和优化提供了依据。

微颗粒声操控的理论及试验

介绍了一种用于操控微纳粒子运动的声流场计算理论及试验验证方法。引入摄动理论,将固体边界的超声振动作为扰动量,用于计算液体质点的一阶声压和振动速度变化;进一步转化为引起流体流动的负载作用力,用于计算二阶流场中的流速变化,最终得到经过时间平均后的流场分布情况。有限元计算结果表明,微结构边界的超声振动引起了特定模式的流场流动,并且在微结构附近的液体流动速度明显高于其他位置,可以用于微纳颗粒在局部位置的精准操控。利用直径10μm的聚苯乙烯颗粒进行了试验验证,基本证实了声流场计算理论的准确性。基于摄动理论构建的声流场计算模型,有效解决了复杂边界的超声振动与流场流动的耦合计算问题,对下一步设计具有精准操控功能的声操控型微纳作动器具有较好的指导意义。

腹腔镜与开腹左半结肠癌全系膜切除术近期临床疗效比较

目的:探讨腹腔镜左半结肠癌全系膜切除术(CME)的安全性和近期临床效果。方法:回顾性分析2012年1月-2016年1月在新疆医科大学第二附属医院65例接受左半结肠癌全系切除术患者的临床资料,其中腹腔镜左半结肠癌全系膜切除术31例,开腹左半结肠癌全系膜切除术34例。比较2组淋巴结清扫效果、手术时间、术中出血量、术后胃肠道功能恢复情况、并发症发生率等指标。结果:腹腔镜组手术时间明显长于开腹组,但术中出血量、胃肠道功能恢复时间方面优于开腹手术,差异有统计学意义(P<0.05)。术后并发症2组差异无统计学意义(P>O.05)。手术在淋巴结清扫方面,2组差异无统计学意义。(P>0.05)。结论:在淋巴结清扫方面,腹腔镜左半结肠癌全系膜切除术基本上可以达到与开腹手术同样的效果。腹腔镜手术用时较长,术中出血量相对开腹组少,术后胃肠道功能恢复时间短。术后并发症2组相当。

内镜与腹腔镜联合技术在消化道肿瘤治疗中的应用

消化道肿瘤的治疗方式通常有内镜下治疗、手术治疗,后者包括今年来发展起来的腹腔镜下胃肠道手术。腹腔镜技术对患者造成的创伤小,全身反应轻。但是腹腔镜手术对早期病变、较小的病变组织的不能准确定位。内镜可协助腹腔镜技术在术中完成定位。对于处于特殊位置的病变组织,或直径较大的病变组织,内镜下难以完成手术,有时内镜下切除直径较大的病变时,有出血、肠穿孔的风险。腹腔镜可进行监督内镜下治疗,

7055-T7751铝合金超声喷丸成形数值仿真与试验研究

为探究不同超声喷丸参数对7055-T7751铝合金板件曲率变形、表面形貌以及残余应力分布的影响规律,基于ABAQUS软件建立了三步法有限元仿真模型,简化了超声喷丸成形过程,并通过铝合金试样的超声喷丸成形试验,研究了喷丸时间、真空试验环境等因素对板件成形结果的影响,进一步探究了喷丸处理后试验件表面微观形貌和残余应力的分布情况。实验结果表明,在板件成形过程中,超声喷丸能够在板件内部形成有效的压缩残余应力分布,对表面形貌也具有一定的改善效果。但是,喷丸成形存在一定的饱和喷丸时间,达到饱和喷丸时间之后的成形效果不会发生显著变化。本文提出的数值仿真模型与试验结果为研究航天飞行器壁板超声喷丸成形工艺提供必要的基础支持。

研究生自主学习能力的培养

研究生作为高层次人才,其素质和能力直接关系国家未来的建设与发展,因而培养学生自主学习能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力成为一种有益的探索和尝试。针对研究生学习与培养过程中学生和教师队伍方面存在的问题,结合自主学习相关理论与思考,提出学生应明确任务、制定目标、规划时间、控制环境因素、运用恰当方法,教师则应在主体性教学基础上,创新具体教学方式,运用分组合作、自主授课、课程随堂考核等模式来锻炼研究生的自主学习能力。

腹腔镜胆囊切除术联合术中内镜下括约肌切开术治疗胆囊结石合并胆总管结石的Meta分析

胆囊结石已成为威胁人们健康的一大问题,发病机制往往是因为不良的饮食习惯,同时不当的胃肠切除吻合术也可能产生一定的影响-（[1]）。临床上多采取腹腔镜联合多镜治疗,主要为腹腔镜胆囊切除术（LC）联合内镜下括约肌切开术,包括术前、术中和术后联合。有研究表明,采用LC联合术中内镜下括约肌切开术（IOES）在胆囊切除治疗中具有较好的临床应用价值-（[2]）。为研究不同方法的临床疗效,

两种微创术式治疗胆囊结石合并胆总管结石的效果比较

目的比较分析腹腔镜胆总管探查术(LCBDE)联合腹腔镜胆囊切除术(LC)与经内镜逆行胰胆管造影(ERCP)/内镜下Oddi括约肌切开术(EST)联合LC治疗胆囊结石合并胆总管结石的疗效。方法回顾性分析新疆医科大学第二附属医院2013年6月-2016年6月进行微创手术治疗胆囊结石合并胆总管结石的患者56例,其中24例行LCBDE+LC治疗,32例行ERCP/EST+LC治疗,对两种治疗方法的手术成功率、手术时间、术后肛门排气时间、住院时间、住院费用、术后并发症等临床资料进行比较。计量资料2组间比较采用t检验。结果 LCBDE+LC组手术成功22例(91.67%),中转开腹2例(8.33%),术后并发胆漏2例;ERCP/EST+LC组手术成功30例(93.75%),中转开腹2例(6.25%),术后并发胰腺炎6例、出血1例。2组术后胰腺炎的发生率比较差异有统计学意义(χ~2=5.040,P=0.035)。LCBDE+LC组在手术时间、住院时间、住院费用方面低于ERCP/EST+LC组,且差异有统计学意义(t值分别为-5.818、-5.393、-3.566,P值均<0.05)。结论 LCBDE+LC和ERCP/EST+LC均是治疗胆囊结石合并胆总管结石的有效微创疗法,但要根据患者的不同情况选择合适的治疗方式。

超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用

为了保护卫星发射阶段磁悬浮飞轮系统,设计了一种超声电机驱动的锁紧装置,实现了锁紧和解锁功能,达到保护飞轮的目的。锁紧装置包括机械结构部分和驱动控制部分。机械结构部分使用旋转型行波超声电机做驱动源,传动部分采用蜗轮蜗杆带动执行机构锁紧飞轮转子。驱动控制部分的核心为单片机和超声电机驱动电路,并进行了超声电机驱动的锁紧装置试验。试验表明:锁紧和解锁过程中电机的输入功率分别为7.6 W和6.7 W,电学输入参数稳定;在许用范围内电机温升4°C;锁紧装置可在沿飞轮径向产生171N锁紧力。超声电机驱动的锁紧装置具有重量轻、占用空间小、简化了传动部分设计的优点,为磁悬浮飞轮系统的进一步小型化提供了可能。

用于微型飞行器的高转速超声电机

为了探索和实现超声电机在微型飞行器领域的应用,提出了一种微型高转速超声电机。该电机利用定子的面外弯曲振动模态,依靠接触摩擦驱动转子旋转,进而带动与之固连的旋翼高速运转。定子主体由基板和碳纤维管组合而成,碳纤维管竖直安置于基板中心,具有放大定子基板振幅的作用,碳纤维管的两端锥面作为电机的驱动面来驱使转子旋转,激励原件为四分区的环状压电陶瓷。利用有限元软件Ansys15.0对电机定子有限元模型进行了分析,并对电机尺寸进行了优化,确定了定子的工作模式并模拟了定子驱动端面质点的三维运动轨迹。实验样机的机械特性实验结果表明,在驱动频率为30.9kHz、电压为350V_(p-p)激励信号下,电机最大转速可达到5 520r/min,产生的最大升力达到14mN。结果表明,该超声电机具有高转速、高稳定性的特点,为进一步应用于微型飞行器奠定了基础。

腹腔镜下经腹腹膜前修补治疗腹股沟疝的临床分析(64例)

目的总结64例腹股沟疝患者行腹腔镜腹膜前疝修补术（TAPP）的体会,探讨其应用技巧及价值。方法 2010年4月至2015年4月对64例腹股沟疝患者实施TAPP术,对其相关临床资料进行回顾性分析。结果 本组病例手术时间85±10.6 min（68-108 min）,平均出血量35.25 mL,术后住院时间5.6±0.8 d（3-9 d）。术后3例发生阴囊明显水肿,1例血清肿,3例急性尿潴留,均治愈,并发症发生率10.94%。手术后切口无红肿、渗液,术后伤口仅有轻微疼痛,均未使用镇痛药。病例随访2-60个月,平均19个月。失访5例,随访率为92.19%,无复发。结论 TAPP术行腹股沟疝修补安全、可靠,住院时间短,并发症少,是治疗成人腹股沟疝、股疝,特别是复发、嵌顿疝合并肠梗阻的有效手段。

腹腔镜联合内镜治疗胆囊结石合并胆总管结石的临床疗效

目的比较内镜下逆行胰胆管造影(ERCP)、内镜下oddi括约肌切开取石术(EST)联合腹腔镜胆囊切除术(LC)与传统开腹手术治疗胆囊结石合并胆总管结石疗效。方法回顾性分析该院2013年6月至2016年6月进行手术治疗胆囊结石合并胆总管结石的患者106例,将其分为微创组(61例)和传统组(45例)。微创组行ERCP/EST联合LC手术;传统组行开腹切除胆囊合并胆总管切开取石术。对比两组的临床疗效及并发症发生情况。结果微创组一次性结石清除率为96.72%(59/61),传统组一次性结石清除率为93.33%(42/45),两组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。微创组手术时间、术中出血量、术后肛门排气时间、总住院时间均少于传统组,而住院总费用高于传统组,差异均有统计学意义(P<0.05)。微创组术后急性胰腺炎的发生率高于传统组,差异有统计学意义(P<0.05),而术后胆瘘、切口感染发生率与传统组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论腹腔镜联合ERCP/EST技术可安全用于胆囊结石合并胆总管结石的治疗,该方法创伤小、恢复快,患者住院时间缩短,值得推广使用。

高速大行程电磁驱动装置结构设计与实验研究

在工业自动化生产制造和机器人应用的许多场合都涉及到工件抓取、捕捉以及剔除等执行机构。大行程,快响应是该类机构的重要指标,直接影响到工业生产效率与系统可靠性。针对这一应用背景设计了一套高速大行程电磁驱动装置,该装置由直流电磁铁、导向单元和执行单元组成。首先对其机械结构进行设计,充分发挥电磁铁的简洁、快速性能;其次,对该装置进行建模得到二阶系统模型,并从理论角度探讨其快速响应的可行性;最后,在自制的实验平台上进行实验研究,通过调节延时时间来研究电磁铁的响应时间和行程的关系,并用高速摄像机捕捉快速动作画面,直观反映实验过程,使效果评价更为方便可靠。研究结果表明该装置可以满足高速度大行程的要求。

微创技术联合钬激光与传统技术治疗肝内胆管结石的临床比较

目的:探讨微创技术联合钬激光与传统手术治疗肝内胆管结石的临床效果。方法:回顾性分析我院2013年5月至2016年7月收治的肝内胆管结石的45例患者,随机分为两组,其中20例行传统手术(开腹+术中胆道镜技术)(对照组),25例行微创技术(腹腔镜+术中胆道镜技术)联合钬激光碎石术(实验组)。结果:实验组术中出血量为(30.23±5.55)m L、术后住院时间为(8.20±1.50)d,切口感染或液化率为0,胆瘘发生率为4%,结石残余率为7%,对照组术中出血量为(51.76±5.92)m L、术后住院时间为(10.25±1.97)d,切口感染或液化率为25%,胆瘘发生率为15%,结石残余率为35%,两组患者在术中出血量、术后住院时间、切口感染或液化及结石残余方面差异有统计学意义(P<0.05)。结论:微创技术联合钬激光碎石术在治疗肝内胆管结石方面相比传统手术有术后住院时间短、术中出血少、结石残余率低和术后并发症少等优势,值得临床进一步推广和应用。