用于神经细胞实验研究的低频交变磁场发生器的研制

本文介绍了一种用于神经细胞实验研究的低频磁场波形发生器。目的：为低频磁场辐照与肿瘤实验提供工具。材料与方法：采用单片机控制，用户手动选择参数。输出一定波形，强度和占空比的信号，经功放电路放大后得到低频磁场。本文将详细讨论仪器中波形发生的部分。结果：本仪器磁场强度最高可达100mT，频率0-500Hz。结论：仪器完全满足实验需要。     

磁场对微循环的影响

为了探讨磁场对微循环的作用，利用直径０．７ｃｍ、表面磁感强度０．３Ｔ的磁片及磁感强度０．１Ｔ、转速２５００ｒ／ｍｉｎ的旋磁机分别作用于受试者左手无名指３０ｍｉｎ，并记录作用前后微循环改变。结果表明，动、静磁场均可使微血管清晰度、血流速及管径有明显改变，而对管袢数与红细胞聚集没有影响。这一结果提示，微血管扩张、血流速加快是磁场改善微循环的基础。     

三维心电场的有限元仿真方法—心电场仿真三维模型的理论基础

心电场仿真是心电的前没课题。本文提出了心电场耗散能量的数学模型及有限元求解方程揭示 场活动规律。     

磁场影响机体微循环系统的研究进展及展望

目的:对近年来国内外关于磁场影响机体微循环系统的研究进展情况进行详尽地综述和讨论,为该领域不甚明朗的研究现状提供一定的参考和方向。方法:全面查阅该领域文献,深入分析和归纳其方法特点,找出不同实验参数与实验结果之间的规律,并从机制上探讨磁场可能影响微循环系统的靶点。结果:磁场可能会改变机体微循环的状态,但是由于实验的可重复性非常差,依然无法确定磁场与微循环之间的准确关系。结论:如何统一实验标准以及更多的可重复性强的随机对照实验是未来该领域研究的工作重点。     

低频交变磁场安全性的研究

目的：本文研究50Hz交变磁场对小鼠骨髓嗜多染红细胞（PCE）微核率和血象的影响。材料和方法：用50Hz交变磁场作用于小鼠,每天4小时,10天后检测小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率和血液学指标。结果：表明经强度为10mT的低频交变磁场作用10天后的小鼠微核率与阴性对照组比较无显著性差异,而强度为15mT的实验组较阴性对照组微核率有明显增高（P＜0．05）,较阳性对照组仍有显著性差异（P＜0．01）,10mT和15mT的实验组的红细胞数均有明显改变,但白细胞数明显下降（P＜0．05）。结论：提示当小鼠受到15mT交变磁场作用时,可使细胞微核率增加,可能会致突变。     

基于三维有限元模型的脊柱生物力学特性研究进展

脊柱相关疾病研究是一门新兴的边缘学科,其研究重点即为脊柱的生物力学特性.综合分析了基于三维有限元模型的腰椎和颈椎生物力学特性研究方法;总结出有限元建模的三种方法,即几何建模法、三维坐标仪建模法以及图像建模法;提炼出图像建模法的关键步骤,即几何模型的建立、椎骨和软组织的材料特性定义、边界条件定义以及模型验证分析;最后提出有限元建模的两个主要改进方面及其研究趋势.     

磁场方式的内窥镜体内三维定位与追踪方法研究

本研究以磁场方式来测定内窥镜探头在人体内的三维位置及姿态角。根据三个互相正交的圆环线圈在其周围空间任意点产生的三维磁感应强度表达式 ,以及附着于内窥镜探头上的三个相互正交的磁场传感器在该磁场空间任意点以任意姿态感应磁场时所获得信号的表达式 ,建立以空间位置 (x ,y ,z) ,姿态角 (a ,b ,c)为未知数的六元非线性方程组。使用具有全局收敛特性的牛顿 拉夫森算法求解非线性方程组 ,由磁场传感器所获得的测量数据计算出对应的一组位置和姿态 (x ,y ,z ,a ,b,c) ,从而实现内窥镜探头的三维定位和跟踪     

振动对骨重建影响的三维有限元分析

目的观察不同振动频率刺激下股骨表观密度的变化情况,从而确定何种振动参数能对骨骼系统产生最有益影响。方法先获得兔股骨扫描图像,再利用UG软件对图像进行三维重建得到股骨的实体模型,最后导入ANSYS软件中,利用ANSYS软件布尔操作中的减操作,得到带有空腔的兔股骨生物力学模型。结果通过有限元仿真分析,发现添加振动激励后骨骼的应力分布和骨密度发生了变化,股骨部分部位骨密度增加。结论有限元分析不但为分析振动对骨重建的动物和人体实验打下基础,还为进一步深入了解骨骼结构与力学环境之间的关系、为进一步研究对抗航天失重引起的骨丢失和治疗骨质疏松症提供了帮助。     

Kubicek每博心输出量计算公式的三维有限元仿真研究

我们从Kubicek模型三维有限元仿真的角度对Kubicek每搏心输出量计算公式的临床应用价值进行了研究。在计算机仿真研究中，我们对比了模型仿真结果、具体采用Kubicek每搏心输出量计算公式所得结果以及所设模型的理论计算结果。仿真结果表明：模型中阻抗改变与主动脉中血液容积改变之间存在着近拟的线性关系，证明了Kubicek每搏心输出量计算公式具有一定的临床应用价值，同时也为心阻抗血流图基础理论提供了新的研究途径。     

正常人高分辨率CT中耳三维有限元建模方法

目的探索根据正常人颞骨高分辨率CT二维图像建立中耳三维有限元实体模型的方法。方法获得无中耳传音结构病变志愿者高分辨颞骨CT资料,使用Photoshop、Amira、HyperMesh及Abaqus软件根据二维CT图像建立中耳三维有限元实体模型。结果建立了包含鼓膜、听骨链的中耳三维有限元实体模型,模型几何尺寸在正常解剖数据范围内。结论探索出一种基于正常人颞骨高分辨率CT二维图像的中耳三维有限元实体建模方法,具有快捷、方便、廉价、无创性的优点,为进一步进行中耳声音传导机制有限元分析奠定了基础。     

介入式诊疗器件的三维定位系统研究

为了解决介入式诊疗器件的定位问题,提出了利用电磁定位系统的设计方法。根据三维电磁定位的原理,推导出了相应的数学模型,介绍了系统软硬件的具体实现方法,给出了实验结果并对结果进行了分析。实验结果表明,该方法具有可行性,在3～30 cm的范围内定位误差在3 cm以内,并且具有较好的抗干扰能力。     

3-D Magnetic Sensor Module for Locating and Tracking MEMS Swallowable Capsule Based on Scalar Form of Magnetic Dipole Model

MEMS swallowable capsule is a novel technology in the non-invasive surgery. This technology provides a way to diagnose directly into the deep intestinal where the traditional invasive technology implemented, such as X-Ray, endoscopy. It is a key for us to locate and track the position of a MEMS capsule in clinical applications. To solve this problem, we implemented a magnetic sensor module based on the scalar form of the magnetic dipole model,which was designed with very small size （5.2 ＊ 2. 1 ＊ 1.2 em） and easy to assemble to satisfy the system requirement. Here we discuss in detail the principle of magnetic dipole model, rules of selecting sensor and functions of the module. Some trials are established to test the characteristic of the module. The results of the Cm experiment demonstrates that the module follows the rules of the new magnetic dipole model form.     

磁刺激8字形线圈的结构对感应电场分布影响

磁刺激是利用变化磁场产生的感应电场作用于可兴奋人体组织的过程.8字形线圈由于结构简单,常用于磁刺激中.故根据磁刺激感应电场理论,对8字形线圈改进了两种空间结构,计算其刺激深度感应电场分布,并与改进前作比较,结果表明扇形空间结构聚焦性好,更利于磁刺激兴奋点定位.     

用于辐照成骨细胞的低频多波形磁场发生仪的研制

本文介绍了用于辐照成骨细胞的低频多波形磁场发生仪。仪器主要由信号产生、功率放大和电磁转换三部分组成，所产生的磁场频率0Hz～150Hz、强度0mT-50mT，波形分别为脉冲、矩形、三角和正弦四种。使用表明，仪器参数设置方便、工作稳定和辐照区磁场均匀性好。     

Three-dimensional printing of strontium-containing mesoporous bioactive glass scaffolds for bone regeneration

In this study, we fabricated strontium-containing mesoporous bioactive glass (Sr-MBG) scaffolds with controlled architecture and enhanced mechanical strength using a three-dimensional (3-D) printing technique. The study showed that Sr-MBG scaffolds had uniform interconnected macropores and high porosity, and their compressive strength was ∼170 times that of polyurethane foam templated MBG scaffolds. The physicochemical and biological properties of Sr-MBG scaffolds were evaluated by ion dissolution, apatite-forming ability and proliferation, alkaline phosphatase activity, osteogenic expression and extracelluar matrix mineralization of osteoblast-like cells MC3T3-E1. The results showed that Sr-MBG scaffolds exhibited a slower ion dissolution rate and more significant potential to stabilize the pH environment with increasing Sr substitution. Importantly, Sr-MBG scaffolds possessed good apatite-forming ability, and stimulated osteoblast cells’ proliferation and differentiation. Using dexamethasone as a model drug, Sr-MBG scaffolds also showed a sustained drug delivery property for use in local drug delivery therapy, due to their mesoporous structure. Therefore, the 3-D printed Sr-MBG scaffolds combined the advantages of Sr-MBG such as good bone-forming bioactivity, controlled ion release and drug delivery and enhanced mechanical strength, and had potential application in bone regeneration.     

三种波形磁场对大鼠成骨细胞增殖与分化的影响

目的：研究不同波形磁场辐照，对离体大鼠成骨细胞增殖与分化的影响。方法：用矩形、三角形和正弦三种典型波形磁场辐照离体成骨细胞。结果：频率15Hz，幅值5mT，矩形磁场促进细胞增殖（P〈0．01），抑制细胞分化（P〈0．01）;正弦磁场抑制细胞增殖（P〈0．01），促进细胞分化（P〈0．01）；三角彤磁场对细胞增殖和分化的影响尤显著性差异．结论：除强度和频率窗外，还需考虑波形的影响。     

基于笔射束核阵列的三维适形剂量计算

目的:介绍一种基于笔射束核阵列的方法在剂量计算中的应用。方法:通过对由测量数据反解卷积获取的笔射束核阵列做进一步处理,得到拟合笔射束核。利用光通分布与笔射束核卷积得到射野剂量的分布,将拟合核和标准核计算的目标射野的剂量值与测量值进行比较。结果:与常规笔射束核相比,改进后的笔射束核应用于卷积模型中计算剂量分布,对模型的计算准确度有较大的提高。结论:改进后的笔射束核能够有效的提高卷积模型的计算精度,更为精确的预测射野的剂量分布。     

三维阻抗法计算人体头部SAR分布的研究

在建立虚拟人体脑部模型的基础上,推导了阻抗法的计算公式,计算出了人脑的SAR。数据通过Matlab软件进行图像处理,得到了在准静态磁场作用下人脑的三维SAR分布。将计算结果与有限差分方法的计算结果进行了比较,在计算小物体时阻抗法具有简单、无需严格设置边界条件和计算速度快等优点。     

旋转磁场引导下顺磁纳米铁核素靶向治疗的数学模型

该研究使用MATHCAD软件对旋转磁场引导的顺磁纳米铁核素粒子靶向治疗系统进行理论研究。这个研究是采用一种新的磁性药物-适应于肿瘤治疗的顺磁纳米铁核素（PNINs）,当PNINs被注入血管时,旋转磁场有磁性地引导顺磁纳米铁核素粒子通过循环系统．然后被保留在靶位置。文章探讨建立表征铁磁性药物颗粒在引导磁场中所受磁场力数学模型的方法。首先,由电磁场理论导出的磁场力的一般数学表达式;然后,基于引导磁场磁路的对称性给出其磁场力简化数学模型;最后给出静态磁场和旋转磁场条什下的铁磁性药物颗粒所受磁场力的数学模型。这些数学模型的建立为定性和定量分析铁磁性药物颗粒在引导磁场磁路中的靶向治疗的作用机理奠定了基础。研究结果表明,在靶位置有磁性地靶向聚集顺磁纳米铁核素粒子是可行的和非常有希望的;通过旋转磁场磁导向顺磁纳米铁核素（PNINs）的新方法也是可行的。这个研究显示基于旋转磁场的作用下,PNINs粒子作为一种新的和有效的靶向治疗“药物”具有许多应用前景。