基于针尖刺入力的静脉穿刺疼痛影响因素分析

目的:从刺入力角度分析静脉穿刺疼痛的影响因素,探讨无痛静脉穿刺技术。方法:采用微力测试系统对医疗人员静脉穿刺的针尖刺入力进行量化分析,同时高速摄影记录静脉穿刺过程,并评价患者疼痛感受。以分析医疗人员静脉穿刺技术、刺入力数值及患者疼痛数值的相关性。结果:医疗人员采用46~60°进针、灵活、轻巧、曲线滑行快速进针组疼痛分值较低(P<0.05);医疗人员具有良好的身心状态和信心,关注穿刺疼痛及进行良好的沟通交流能够减轻患者穿刺疼痛(P<0.05)。结论:针尖刺入力的数值能够显示患者的穿刺疼痛感受,医疗人员的身心状态、沟通交流、穿刺角度和速度等能够影响刺入力的数值及患者的疼痛感受。

注射器刺入力测试系统研究

针对微量、无痛注射等研究需要,结合临床医学中注射的工作原理,采用硬件与软件相结合的方式,研究并设计了一种具有刺入速度可控、刺入角度可调和工作稳定等特点的注射器刺入力测试系统。实验采用标准砝码加力等方法对注射器刺入力测试系统的多项性能指标进行分析测试,得出该系统的灵敏度为0.003 V/mN,响应时间小于100 ms,最大迟滞误差为1 mN,重复性误差为±303μN。同时,为验证研发的注射器刺入力测试系统的测试效果,使用人造硅胶模拟皮肤在本系统上进行了带有不同型号针头的注射器刺入力测试实验,实验结果表明,所研制的注射器刺入力测试系统满足实际注射器刺入力测试的要求。注射器刺入力测试系统既可用于不同种类注射器刺入力的测试,也可用于其他领域微小力的精密测试。

蚊子口针刺入皮肤的刺入力分析

蚊子能够依靠一个大长径比的高弹性、高强度的天然"微针"——口针无痛地刺入人体皮肤并吸食血液,且刺入过程中从未发生过任何强度问题。本文设计1套高精度微力测量系统对蚊子口针刺入皮肤的刺入力进行在体测量。测量结果表明,蚊子口针刺破皮肤时的刺入力仅约16μN,而且蚊子在进一步的刺入皮肤过程中,口针作用力还将进一步减小并保持在一个极小的值(甚至接近零)附近上下波动,而采用同样实验方案测量的特制人造针头(尖端曲率半径仅约1μm)的刺入力可达165mN,且随着刺入深度的增加人造针头作用力还将继续增加。通过对蚊子口针的刺入机制分析,发现蚊子口针的微纳观结构及特殊的刺入方式是使其刺入皮肤超级省力的根本原因。该研究结果可为微针给药系统及微针的优化设计提供一定的帮助。

基于针尖刺入力的静脉穿刺疼痛影响因素分析无痛穿刺技术

目的从刺入力角度分析静脉穿刺疼痛的影响因素，探讨无痛静脉穿刺技术。方法采用微力测试系统对护士静脉穿刺的针尖刺入力进行量化分析，同时高速摄影记录静脉穿刺过程，并评价患者疼痛感受。以分析护理人员静脉穿刺技术、刺入力数值及患者疼痛数值的相关性。结果护士态度亲切能够减轻患者穿刺疼痛，差异有统计学意义（P〈0．00）；采用46度-60度进针、灵活、轻巧、曲线滑行快速进针组疼痛分值较低，差异有统计学意义（P〈0．05）；护士具有良好的身心状态和信心，关注穿刺疼痛能够减轻患者穿刺疼痛，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论护理人员的身心状态、沟通交流、穿刺手法等能够影响刺入力的数值及患者的疼痛感受，针尖刺入力的数值能够显示患者的穿刺疼痛感受。

微针刺入皮肤过程数值模拟

微针作为一种全新的经皮给药技术,由于无痛性、微创,引起越来越多的关注。研究微针刺入皮肤的力学机理不仅有助于设计最优的微针材料和形貌,也有利于更好发挥微针在药物输送中的作用。利用数值模拟方法,基于大型通用有限元软件Abaqus,考虑不同皮肤层的力学性能及材料的失效和破坏,对微针刺入皮肤过程进行数值仿真,形象地揭示了微针刺入皮肤过程中微针与皮肤的相互作用机理。讨论了刺入过程中皮肤的变形和破坏及微针受力随刺入位移的变化关系,得到了微针刺破皮肤时的刺入力大小,并详细分析了微针形状参数(尖端端面面积、针壁角、壁厚等)对刺入力的影响。通过分析发现微针尖端端面面积以及微针壁角是微针刺入多层结构皮肤的主要控制参数,而微针壁厚对刺入力的影响较小。另外,对比实验结果发现数值模拟结果同实验观察基本吻合。研究结果可能为微针给药系统及微针的优化设计提供了一定的帮助。

蚊子口针刺破人体皮肤过程的数值模拟

利用扫描电子显微镜观察了蚊子口针的结构,根据实际结构建立蚊子口针端部模型,运用有限元软件ABAQUS对蚊子口针尖端刺入皮肤过程进行非线性有限元模拟,考虑不同皮肤层的力学性能,讨论了刺入过程中皮肤变形与破坏、刺入力等的变化规律,模拟过程与实际刺入实验基本相符.

基于PLC的橡胶树皮非线性力学性能探测装置设计与试验

为了获取橡胶树皮结构力学特性参数,解决机械化采胶装备研发中采胶深度精准探测和耗皮厚度精准控制技术无可靠依据提供参考的问题,设计一种基于可编程序逻辑控制器(programmable logic controller, PLC)的橡胶树皮非线性力学性能测量的试验装置,实现橡胶树皮力学特性的自动化连续探测和数据采集,以及树皮厚度的高精低损测量。并应用于热研7-33-97和PR107两个品系的15龄、20龄、25龄橡胶树上进行树皮力学性能试验研究,建立刺入过程中刺入力随刺入深度变化的数学模型。结果表明:该装置工作性能稳定,不同品系、不同树龄的树皮刺入力随刺入深度的变化曲线形态相近,均呈高-低-高的趋势变化,并与树皮结构分层特性高度相关;相同树龄下,热研7-33-97和PR107两个品系的刺入力情况差异不明显,同品系的大树龄比小树龄刺入力更大,在1.0 mm针刺下,刺入力最大峰值可达48.5 N。该试验装置满足橡胶树皮结构力学特性参数的探测需求,并为机械化采胶装备的研发提供理论基础。