“力学+软件工程”交叉人才能力体系的构建研究

以新工科建设理念为指导,创新性地提出力学与软件工程跨专业交叉人才培养新模式,培养未来力学CAE软件产业发展需求的专门人才.针对这一跨专业交叉融合培养新模式,采用扎根理论,通过两次调研,构建了“力学+软件工程”交叉人才的能力体系,包括4个一级指标和8个二级指标.重构的能力体系符合力学CAE软件领域本科生培养和用人需求.以能力体系为导向,可完善培养过程和课程体系的重构,为培养满足国家需要和业界需求的交叉专业人才提供有力支撑,也可为相关高等院校的新工科人才培养提供参考.

大学生内八足底压力规律及其危害分析

目的 以中国大学生为目标群体,检测不同足态人群足底压力分布,分析内八人群足底压力分布特点,为其矫形康复提供参考。方法 选取具有典型内八、正常、外八足态各10名受试者参与足底压力检测实验。使用Zebris足底压力分布测量平板,检测受试者在自然站立和1个步态周期内的最大力、压力和接触时间。采集步态参数包括步长、步宽、步速、步向角、步态中心线、力变化曲线,并进行危害分析。结果 自然站立状态下,内八、外八组压力中心摇摆区域面积分别为(939.0±252.4)、(1 120.2±101.6) mm~2,均远大于正常组[(240.7±130.6) mm~2],内八步态削弱了人体的维稳能力。三类步态人群的动、静态足底压力也呈现出不同的分布特征。静态站立时,内、外八足态人群压力中心向后足转移,后足承受约70%足底压力,高于正常组;动态行走时,内八组三足区压强峰值的绝对值高于其他组。结论 内八人群静态维稳能力差,三足区足底压力分布、足底分区压强相较正常步态均存在一定程度差异,导致内、外八人群在等强度运动状态下稳定性更差,肌肉易疲劳,甚至面临踝关节、膝关节损伤。

PNI、LMR、MELD对肝移植术后早期肺部感染的预测价值

目的探讨原位肝移植患者术后早期发生肺部感染的相关危险因素,并构建肝移植术后早期肺部感染的预测模型。方法回顾性分析首次行原位肝移植的269例患者的临床资料,根据术后30 d内是否发生肺部感染分为感染组(97例)和未感染组(172例),收集患者术前一般资料、术前实验室检查结果、术中和术后资料。采用多因素Logistic回归分析肺部感染的危险因素,基于多因素分析结果构建预测模型并评估模型预测效能。结果2组经单因素和多因素Logistic回归分析,术前预后营养指数(PNI)≤41.70(OR=1.972,95%CI:1.047~3.714,P=0.036)、淋巴细胞计数与单核细胞计数比值(LMR)≤1.52(OR=2.020,95%CI:1.102~3.705,P=0.023)、终末期肝病模型(MELD)>10.72(OR=1.985,95%CI:1.103~3.573,P=0.022)、手术时间>448 min(OR=2.676,95%CI:1.515~4.727,P=0.001)、重症监护病房(ICU)住院时间>4.0 d(OR=2.623,95%CI:1.335~5.154,P=0.005)是肝移植术后早期肺部感染的独立危险因素。基于多因素分析结果构建的预测模型的受试者工作特征曲线下面积为0.768,敏感度为80.41%,特异度为60.47%。结论基于PNI、LMR、MELD、手术时间、ICU住院时间构建的预测模型可有效预测肝移植术后早期肺部感染的发生。

供肝保存与功能维护助力肝移植发展

肝移植作为终末期肝病的有效治疗方法已在世界范围内广泛开展,并逐渐取得普遍认可。随着肝移植手术技术趋于成熟,术后并发症发生率逐步降低,受者的短期和长期预后持续改善。然而,器官的供应与需求之间一直存在着巨大鸿沟,是限制肝移植手术开展的重要原因。国内肝移植手术量逐年上升,供肝短缺问题日益突出,边缘供肝越来越多地应用于临床。近年来,供者器官的选择标准、器官的保存及功能维护技术不断完善。本文将从供肝保存、功能维护两方面,结合二者近年来的技术发展和研究成果,评述不同技术的应用情况和发展趋势,为进一步提高移植物和受者生存率,促进我国肝移植的发展提供参考。

中国肝、肾移植受者霉酚酸类药物应用专家共识(2023版)

为了提升临床医师对肝、肾移植受者霉酚酸类药物应用的认识,进一步规范霉酚酸类药物的临床应用,建立临床实践中不同霉酚酸类药物替换的基本原则,中华医学会器官移植学分会、中国医师协会器官移植医师分会和上海医药行业协会基于循证医学证据和临床实践经验形成此共识,希望能为肝、肾移植受者霉酚酸类药物的临床应用提供依据。

流体切应力对铜绿微囊藻细胞活性的影响

为讨论流体切应力对铜绿微囊藻细胞活性的影响,本文研究了铜绿微囊藻在0.0,0.3,0.6,0.9Pa切应力作用下的生长情况,并分析了藻细胞生理指标以及藻液指标的变化情况.结果显示,低于0.6Pa的切应力能使藻细胞密度和光合色素含量不断增加,从而促进铜绿微囊藻的生长繁殖.其中0.6Pa对藻细胞生长最有利,此条件既能提高藻细胞光合作用强度和营养盐利用率,又未过度破坏细胞结构.但0.9Pa高切应力将通过对藻细胞结构的破坏来影响膜渗透性,进而抑制铜绿微囊藻生长与代谢.研究表明,流体切应力对铜绿微囊藻细胞的影响体现为“低促高抑”,即适度切应力能够增强铜绿微囊藻细胞的活性,而高切应力会抑制其生长.本文结果将为湖泊水库等水体铜绿微囊藻水华的预防和治理提供了新的思路和方案.

通道弯数与长度对静脉曲张泡沫硬化疗法的泡沫稳定性影响实验研究

目的研究通道弯数与长度对静脉曲张泡沫硬化疗法的泡沫稳定性影响。方法设置3组实验:实验组1通道弯数不同(A、B、C组弯数分别为1、2、3)、实验组2(对照组)通道总长度不同(A、B、C组总长度分别为2、6、10)、实验组3通道长短比例不同(A、B、C组长短边比值分别为1∶1、5∶1、9∶1)。选用5 mL注射器,液气比1∶4,并在室温环境下进行CO_(2)和空气的Tessari法制备泡沫实验。每组实验全程摄像,设置重复实验5次,通过视频回放方式获取析水时间、半衰期、析水率曲线等数据。结果实验组2中,CO_(2)泡沫除析水率40%和80%,A组与B组、C组都具有显著性差异。空气泡沫中,析水率20%和50%的B组与A组具有显著性差异;所有析水率下,C组与A组具有显著性差异。通道总长度对CO_(2)泡沫的影响更为显著。通道总长度越长,泡沫越稳定。实验组1与对照组对比,CO_(2)泡沫的实验组1析水率曲线明显高于对照组,而空气泡沫出现重合和交叉,差异不明显。实验组3和对照组对比,CO_(2)泡沫实验组3的曲线明显高于对照组,而空气泡沫只在析水达到100%时,实验组明显高于对照组。通道长短比例的影响在CO_(2)泡沫中较为明显。半衰期在CO_(2)泡沫中存在较大影响。结论制备泡沫的通道弯数增强了泡沫的稳定性,通道总长度增加对泡沫稳定性具有积极意义,而通道长短比例对泡沫稳定性的影响较大。研究结果对于临床制备泡沫以及其他泡沫的稳定性研究具有一定意义。

下肢截肢患者心血管系统集中参数模型的血流动力学数值研究

下肢截肢虽已发现是心血管疾病的可能危险因素,但潜在的生物力学机制仍未得到充分了解。该研究的目的是了解术后不同时期和生活状态下肢截肢患者的心血管血流动力学状况,以评估异常血流动力学对心血管系统的影响。该文建立了含下肢动脉的心血管系统集中参数模型,模拟了截肢术后、术后成熟期和术后长期久坐三种常见的截肢患者状态。该文以7名下肢截肢患者超声实测下肢动脉直径为模型的参数设置参考。通过将正常人模型和下肢截肢模型的血压和血流量波形对比分析,发现截肢术后血管收缩压和舒张压幅值上升,腹主动脉及以下的动脉流量峰值明显下降;术后成熟期和长期久坐血压在舒张期早期峰值上升。这种异常的血流动力学变化可能是下肢截肢患者患高血压与心室肥大等心血管疾病的危险因素。该文建立的集中参数模型提供了截肢后血流动力学的变化规律,可为未来截肢患者康复治疗和心血管疾病预防提供理论指导。

动脉分岔血管内膜增生过程的数值模拟

内膜增生从发生到阻塞血管是一个复杂的变化过程,在这个过程中,内膜的增生、血管腔体形状的改变和血流动力学之间是相互影响的。为了研究这些变化,本文提出一种单元填充方法数值模拟了三维颈动脉分岔血管在低切应力作用下血管内膜增生的过程。该方法既可以克服节点移动方法所不可避免的内膜增生的不连续性,也可以避免网格重划分的困难。结果发现,如果单纯以切应力阈值作为内膜增生的判据,低切应力的作用将无法导致血管完全阻塞,但内膜增生和血流动力学之间的相互影响是可以通过数值方法进行模拟的。在本数值模拟中,内膜增生的过程分为"增厚"(先)和"扩展"(后)两个阶段,最大狭窄率为34.4%,发生在距血管分岔5mm处动脉窦的外侧壁面。其发生位置和形状与临床观察吻合。

窦部对称狭窄对颈动脉内流场影响的数值研究

以颈动脉分岔血管为例,采用数值方法研究了窦部环缩狭窄之后的流场分布情况,并和正常血管情况下的流场分布进行了比较．结果表明,采用环缩方式给颈动脉分岔血管施加对称的狭窄改变了颈动脉窦内流场, 特别是壁面剪应力的分布规律．低剪应力区出现在狭窄段之后的窦内,并且沿整个周向均匀分布．根据低剪应力和动脉粥样硬化的关系,指出:若人为地给颈动脉窦内施加对称狭窄,则脂质沉积将在狭窄下游的窦内沿周向轴对称发展．为了更真实地反映颈动脉窦内的狭窄,建议根据动脉血管中的实际狭窄情况,采用非对称的狭窄分布模式．

活体肝移植供体的选择与评估

目的探讨活体肝移植供体筛选流程的安全性与可行性。方法回顾性分析我院2006年9月～2007年10月进行的37例活体肝移植供者筛选临床资料。结果 65例候选供体,标准化供体筛选后37例作为活体肝移植供者行供肝切除术,排除率为43.0%。排除原因依次为ABO血型不符、病毒性肝炎、残肝体积不足、供肝脂肪变、包括肝脏解剖变异在内的其他原因等。活体肝移植供肝类型:右半肝包括肝中静脉14例,右半肝不包括肝中静脉20例,包括肝中静脉的左半肝1例,左外叶2例。供体年龄为21～60岁。实测供肝质量与受体体质量之比为0.675%～1.03%,供体住院(13±3)d,均痊愈出院。供体无输血占70.3%,供体异体输血占2.7%,输注术前储备自体血400 ml占27.0%。供体术后并发症发生率为13.5%,严重并发症发生率为5.4%。结论合理的供体筛选流程是确保供体安全、保证活体肝移植成功开展的基础。

无线传感器网络中一种基于栅格划分的概率定位算法

基于接收信号强度(RSSI)的节点定位算法是目前应用较为广泛的定位算法。由于无线信号受信道衰减和障碍物屏蔽等因素的影响,基于RSSI的定位算法精度不高。提出了一种基于栅格划分的概率定位算法,首先将待定位节点可能存在的区域划分为若干栅格,再根据无线信号在空间传输的概率模型,计算出待定位节点处于各个栅格的置信度,最后以置信度较高的栅格的形心为基准点,计算出待定位节点的坐标位置。算法降低了噪声污染对定位结果的影响,定位精度较高。

平行平板流动腔入口和出口结构对流场影响的数值研究

本研究针对现有平行平板流动腔的结构特点,在相同流量和压差的情况下,分别研究了三种不同入口和出口结构对流动腔内流场的影响。结果显示,采用对称的入口和出口结构,流动腔内部的压力值可由计算公式得到;流体进入流动腔时,均匀的流场可以减小入口长度;在设计平行平板流动腔时,合理的选择几何尺寸比选择入(出)口结构更重要。研究还发现,为了保证细胞在流动腔内的力学环境尽可能相同,流动腔的高度不宜过小。

传感器网络中基于相关性的协同目标检测算法

目标检测是传感器网络的重要应用方向之一,也是对目标进行定位、跟踪的基础和前提。现有的目标检测算法大多属于局部判决融合算法,对噪声干扰的影响考虑较少,在检测性能方面存在不足。提出了一种基于相关性的协同目标检测算法,各传感器节点将一小段时间内的测量值序列发送给局部中心节点,构成一个检测矩阵;局部中心节点对检测矩阵中列向量的相关性进行计算和评估,从而判定目标是否存在。仿真实验和应用验证的结果表明,该算法能够很好地抑制噪声干扰的影响,检测结果的准确性较高。

适用于临床的小腿残端有限元网格自动快速划分方法

目的为在假肢设计CAD/CAM系统中发展小腿残端三维有限元应力分析功能建立专门的有限元网格自动划分算法。方法针对小腿残端的特点 ,用标准骨替代真实骨 ,使用校准点映射法进行骨定位和配准 ,采用子域分解法自动形成网格。结果提出并实现了一种小腿残端有限元网格快速自动划分方法 ,实现了骨的自动定位和配准 ,保证了骨几何形状的完整性 ,能适宜不同个体的差异 ;网格密度可控制 ,可以满足不同计算量要求的有限元分析 ;所生成的单元都是精度较高的 5、6面体单元。结论所建立的小腿残端三维有限元网格自动划分算法可满足临床的需要 ,避免了CT、MRI等方法对患者的放射性损伤以及图像处理方面的难点 ,该方法将促进有限元分析方法在假肢设计中的临床应用 。

平行平板流动腔的数值优化设计

平行平板流动腔系统是研究切应力对细胞影响的体外实验装置之一。前期研究发现,流动腔的高度存在一个最佳高度,使用这个高度可以有效地减小或避免由于装配所引起的高度误差对切应力的影响。为了获得这一最佳高度,本文使用数值方法研究了平行平板流动腔的几何尺寸、流体粘度与集中液阻之间的关系,并拟合得到了集中液阻的函数关系式。利用液阻关系式和切应力计算公式,求得了对底部切应力影响最小的最佳高度的表达式。同时,研究还发现,对于相同的底部切应力,当高度取最佳高度时,所需的入(出)口压差最小。这样在流动腔底部沿轴向的压力梯度也就越小,沿轴向不同位置之间的压力差别也越小,这将有利于细胞力学实验结果之间的比较。

肝移植术后患者新山地明监测及临床意义

目前普遍认为环孢素A（CsA）药物浓度时间曲线下面积（AUC）最能准确地反映个体药物暴露量，是预测急性排斥反应及药物毒性的敏感指标，但它需要多次取样，不适合作为临床常规的监测方法。药物动力学分析显示，CsA的吸收主要在服药后的4h内，此间是个体间与个体内变异最大的时间段。因此AUQ㈣对急性排斥反应及药物毒性的敏感性很高，但临床使用不方便。

胆道镜治疗肝移植术后肝内胆管阻塞40例

目的探讨胆道镜在诊断及治疗肝移植术后肝内胆管阻塞的价值。方法回顾性分析40例肝移植术后肝内胆管阻塞患者的资料。所有病例均经T管造影证实为肝内胆管阻塞伴狭窄,经T管途径扩张窦道并行胆道镜,再于X线透视下放管支撑。结果29例疗效满意;8例得到控制;3例效果较差,接受了再次移植。结论胆道镜治疗是肝移植术后肝内胆管阻塞的有效治疗方法。

口腔生物力学有限元分析前后处理辅助软件的开发及应用

分析了常用有限元分析软件在口腔生物力学领域应用的局限性。针对目前研究常采用的两类方法 ,结合二者的特点 ,提出了用有限元前、后处理辅助软件来提高有限元建模的自动化以及结果数据的直观提取的方法。实践证明 ,该方法在提高效率、减少工作量和研究成本、缩短研究周期等方面效果显著。

两类补丁对S型旁路移植影响的血流动力学数值研究

在下肢动脉重建手术中常使用Miller袖口和Taylor补丁来提高术后血管的长期通畅率。相对于传统移植方式,基于旋动流理论建立的S型动脉旁路移植方法可在宿主动脉内产生螺旋流动,有效地减少吻合口内膜增生。为了研究Miller袖口和Taylor补丁在S型动脉旁路移植术中对吻合口流场的影响,通过数值方法建立原始S型、以及分别采用Miller袖口和Taylor补丁的3个S型旁路模型,对比分析其速度场、二次流、螺旋度、壁面切应力等参数。结果表明,原始模型具有紊乱的流场,急剧变化的壁面切应力,在足尖、吻合口相对的宿主动脉底部壁面的血流动力学特性容易引发内膜增生。Miller模型壁面切应力变化稳定,但足尖处的血流动力学较差,容易引起内膜增生。Taylor模型流场最为均匀,壁面切应力变化平缓,吻合口内的高螺旋度面积比例最高。比较而言,在S型股动脉旁路移植手术中采用Taylor补丁可以更好的改善吻合口的流场特性。