太原理工大学生物医学工程学院 作品数:348 被引量:526 H指数:8 相关机构: 北京体育大学中国运动与健康研究院 上海交通大学生命科学技术学院 北京师范大学化学学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 山西省自然科学基金 山西省回国留学人员科研经费资助项目 更多>> 相关领域: 医药卫生 理学 化学工程 文化科学 更多>>
股骨颈骨折空心钉内固定后股骨近端骨质疏松的有限元分析 被引量:3 2024年 背景:股骨颈骨折空心钉内固定术后由于患肢短期内常常不能负重,且高刚度的内植物对骨折断端存在应力遮挡效应,易导致患肢出现骨质疏松,股骨近端生物力学分布发生变化,术后股骨头坏死发病率较高,目前关于股骨颈骨折术后股骨近端骨质疏松对股骨近端及空心钉生物力学影响的研究较少。目的:通过有限元分析探讨股骨颈骨折术后发生骨质疏松对空心钉内固定治疗的生物力学影响,探究生物力学因素在股骨头坏死进程中的作用。方法:获取1例股骨颈骨折患者股骨CT扫描数据,利用Mimics 19.0、3-Matic、UG 11.0、Hypermesh 14.0、Abaqus软件建立空心钉治疗股骨颈骨折的股骨近端模型,利用Abaqus软件分析1种术后股骨近端无骨质疏松、3种术后股骨近端骨质疏松的有限元模型,测量分析4种模型不同部件的应力、接触压力、位移峰值及云图,对比分析股骨头内部应力变化及分布情况。结果与结论:股骨头及下前空心钉的应力、接触压力随骨质疏松程度变化较大,4种模型的位移峰值随着骨质疏松程度加重而缓慢增长。通过单因素方差分析,结果显示骨质疏松程度对不同部件的应力、接触压力、位移峰值无显著性影响,股骨头内部应力分布随骨质疏松发生相应变化,股骨近端的生物力学环境变化对股骨头坏死有着重要影响。 薛晓峰 魏永康 乔晓红 杜玉勇 牛建军 任立新 杨慧峰 张治民 郭媛 陈维毅关键词:股骨 股骨颈骨折 空心钉 内固定术 股骨头坏死 表面肌电信号驱动手部运动的机器学习表征与识别 被引量:3 2021年 目的采集前臂表面肌电(sEMG)信号和手部运动数据,通过机器学习,表征并识别志愿者手部运动模式,建立手部运动与前臂sEMG信号关系;将识别的sEMG信号转化为手部关节运动轨迹,构建sEMG信号驱动的手部运动模型。方法选取20名健康志愿者,获取其6个手部运动时6块肌肉的sEMG信号,同时使用VICON运动捕捉系统采集手部运动学数据。 张瑞轩 郭媛 王瑞雪 刘晓杰 张绪树关键词:表面肌电信号 手部运动 SEMG信号 运动捕捉系统 健康志愿者 KIT-5负载离子液体催化甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚 被引量:2 2020年 采用包埋法将离子液体封装在分子筛KIT-5孔笼内,制备了四种负载型离子液体催化剂,用于甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚(PODEn),研究了不同条件对三聚甲醛转化率和目标产物PODE3-5选择性的影响。结果表明,催化合成PODEn的最佳反应条件为:反应时间2 h、100℃、甲缩醛与三聚甲醛物质的量比1.5、催化剂含量3%,在此条件下,四种催化剂均表现出了很好的催化效果。与离子液体催化剂相比,负载型催化剂的催化活性基本保持不变,而且性能稳定,可多次使用,具有一定的实用价值。 张朝峰 张朝峰 张昊昱 张静 李瑞丰关键词:离子液体 催化剂 竞技蹦床运动相关技术动作的力学研究与分析 2021年 目的蹦床运动是蹦床运动员借助蹦床网面的弹力在空中做一系列体操动作的运动,一套完整的蹦床技术动作可分为网上动作和空中动作。从运动学和动力学的角度研究蹦床运动员踩网、起跳以及空翻、空翻转体等技术动作。方法通过现场观察运动员的蹦床动作,分析了不同动作的运动特征,将每一个动作进行力学分析,发现可以将运动员分成若干刚体,并运用刚体力学原理来分析各个动作的运动规律,得到了蹦床运动员和蹦床网面的若干定量及定性的力学关系。 陈静 刘宝宝 杨永红 李永胜关键词:体操动作 蹦床运动 空翻转体 刚体力学 氧化应激对hKCFs抗氧化酶、炎性因子和基质重塑相关蛋白基因表达的影响 被引量:3 2021年 通过研究过氧化氢对圆锥角膜成纤维细胞抗氧化能力、炎性因子及基质重塑相关基因表达的影响,探讨氧化应激在圆锥角膜发生与发展过程中的作用。对体外培养的圆锥角膜患者角膜成纤维细胞添加浓度为100μmol/L过氧化氢处理4 h.采用实时荧光定量PCR检测抗氧化酶、炎性因子、基质金属蛋白酶(MMPs)及其抑制剂(TIMPs)和Ⅰ型胶原蛋白(CollagenⅠ)、赖氨酰氧化酶样蛋白(LOXLs)基因表达。结果发现:过氧化氢使抗氧化酶基因(SOD-2、HO-1、NQO-1)、炎性因子(ICAM-1、IL-1β/-6/-8)、MMP-1/-3表达显著上调,CollagenⅠ-α2、TIMP-1/-2/-3、LOXL-1/-3/-4显著下调。结果提示氧化应激可促进圆锥角膜成纤维细胞释放更多的炎性因子,MMPs和TIMPs表达失衡,胶原蛋白降解或交联障碍,引起角膜基质变薄,促进圆锥角膜病变的发生与发展。 宋一菲 李晓娜 王思佳 贺瑞 杨继忠 吴婷婷关键词:圆锥角膜 角膜成纤维细胞 氧化应激 不同牵引正畸方式治疗烧伤爪形手的生物力学分析 被引量:2 2022年 目的 研究烧伤爪形手畸形的形成及两种牵引正畸治疗中针对软组织的生物力学分析。方法 建立包含皮肤和瘢痕的手部有限元模型,对烧伤爪形手畸形的瘢痕挛缩-肌腱韧带挛缩-瘢痕切除并植皮-牵引正畸治疗全过程进行数值模拟,对相关软组织进行生物力学分析,并对比两种牵引方式的优劣。结果 瘢痕挛缩时,相关的屈肌和伸肌都被拉伸;掌指关节处背侧韧带松弛,多数侧副韧带紧张。手术治疗后,畸形有较大程度缓解;肌腱紧张或松弛程度减小;紧张的侧副韧带松弛,挛缩的背侧韧带被拉伸。牵引正畸治疗对手术治疗具有增益的效果。对于烧伤爪形手畸形,本文所设定的经过瘢痕松解后直接施加动态牵引的治疗方案安全有效,且对肌腱伸长有较好的促进作用;从牵引效果来看,拉长式牵引方法较拮抗式牵引更具有优势。结论 研究结果可以为临床介入和患者预后的改善提供参考。 吕营 郑清丽 侯春胜 安美文关键词:爪形手 畸形 耐盐脂环胺降解菌的筛选及降解特性研究 被引量:1 2021年 通过富集培养从土壤中分离出1株耐盐环己胺降解菌TYUT105,其能以环己胺作为唯一碳源和能源生长,被命名为Bacillus cereus TYUT105。分析该菌对环己胺的降解性能和影响因素,结果表明:该菌在pH为6.0~9.0、温度为20~35℃范围内生长良好;48 h内对10~20 mmol/L的环己胺的去除率达100%;对该菌耐盐性能进行考察,发现该菌在NaCl质量分数为5%的基本盐培养基中生长良好,并可在72 h内完全去除培养基中所含环己胺(10 mmol/L);最后对不同脂环胺内化合物进行了降解研究,发现该菌对其他脂环胺的去除率也可达95%以上。 丰开庆 张建栋 高丽丽 田琦关键词:耐盐菌 环己胺 基于ResNet+RNN的注视点检测方法研究 2023年 随着手机、平板电脑等移动设备的普及,室外场景下注视点检测技术的应用范围逐渐扩大。目前基于表观特征的注视点检测算法忽略了环境差异、个体差异及人眼视线变化在时间序列上的连续性等因素,从而导致在不同场景下注视点检测难度较大、个体差异明显,且检测精度欠佳等问题。为解决上述问题,提出了基于ResNet和带遗忘因子的RNN模块的注视点检测模型,模型中加入了环境和头部姿态信息,并使用带遗忘因子的RNN模块弱化个体和头部姿态变化较大时先前记忆对当前检测结果的影响。实验结果显示,上述模型应用于MPIIGaze数据集上的平均角度误差为2.31°,与ResNet相比,针对不同测试者的检测误差标准差降低了87.3%。上述模型针对室外场景显著提升了注视点检测的精度且有效克服了个体差异对检测结果的影响。 崔璐 王爱莲 王龙飞关键词:卷积神经网络 循环神经网络 盆腔器官脱垂动物模型的建立与评估 2024年 目的建立能反映盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse,POP)患者子宫骶韧带(uterosacral ligaments,USLs)组织相似病理变化的SD大鼠动物模型,模拟阴道分娩和绝经对大鼠USLs组织病理学与生物力学特性的影响,为进一步研究提供实验基础。方法选取12周龄无生育史的SPF级SD雌性大鼠30只,随机分为空白对照组(A),模拟绝经组(B),模拟绝经+阴道分娩组(C)。A组行假手术;B组行双侧卵巢切除术;C组先行双侧卵巢切除术,术后2周行球囊扩张术,术后均进行常规饲养。采用Masson染色、天狼猩红染色和EVG染色观察造模组2、4和12周USLs组织I/III型胶原蛋白和弹性纤维的变化;采用单轴拉伸法测量USLs组织的刚度和极限载荷。结果与对照组相比,造模组大鼠USLs组织胶原纤维稀疏,结构松弛,I/III型胶原比例显著增加,基本符合POP的组织病理学特征。生物力学测试表明造模组大鼠USLs组织的刚度和极限载荷高于对照组,符合POP组织的生物力学特征。结论本模型在生物力学、弹性纤维、胶原蛋白含量和组成方面均表现出典型的POP特征,表明将卵巢切除术和球囊扩张术相结合能诱发类似于POP患者的组织学反应,可作为研究POP组织病理学和生物力学性能变化的动物模型,但该模型不能确定人类和大鼠USLs组织的力学性能是否具有相似性。 王丽丽 张琛 刘然 陈维毅关键词:盆腔器官脱垂 球囊扩张术 组织病理学 生育史 卵巢切除术 弹性纤维 面向管状组织的水凝胶基器官芯片研究 2024年 目的为了在微流控芯片上构造仿生器官结构,从而更精准高效地模拟体内生理病理过程。方法本研究聚焦探索器官芯片的控形控性制造:(1)针对PDMS等微流控芯片传统基材难以满足器官芯片仿生微环境模拟需求的瓶颈,提出水凝胶基器官芯片概念,发明二次交联原理的水凝胶芯片制造新方法;(2)提出柔性线框模板无损脱模新思路,将脱模力由面接触降维为点接触受力,攻克k Pa级低强度生物水凝胶上微细流道的制造难题;(3)提出细胞预包裹牺牲模板接种方法,首次报道了模拟动脉-毛细血管-静脉的多尺度血管芯片,实现了对血管狭窄、动脉粥样硬化等疾病以及肿瘤-血管相互作用的有效模拟。结果和结论通过材料/结构/环境的仿生设计实现了器官芯片的血管化,进一步构建了具有时空分辨率以及内置功能血管网络的体外组织/器官的生理/病理模型及其微环境。 聂晶 黄棣关键词:微流控芯片 管状组织 生理病理 芯片制造 病理模型