一种间接测量人体血压值的新方法

现有的脉搏血流参数检测仪需要事先测量人体血压,并且操作不方便,针对这一问题,提出了一种获取人体动脉血压值的新方法.该方法基于动脉血压与光电容积脉搏波特征参数的相关性理论,对特征参数与动脉收缩压和舒张压进行相关性分析,从而获得与收缩压及舒张压相关性较大的几个特征参数;然后利用线性回归的方法得到动脉血压和这几个特征参数的方程,依此求出人体的动脉血压值.该方法同传统测压方法相比,测量方便,可被应用到无创光电检测仪中,具有更广阔的应用前景.     

基于“T-tube”模型的中心动脉脉搏波双通道盲辨识

提出了由两路人体外周动脉脉搏波(peripheral artery pulse wave,PAP)来估计中心动脉脉搏波(central aortic pulse wave,CAP)的多通道盲辨识(multi-channel blind system identification,MBSI)方法,旨在实现心血管系统中心动脉脉搏波的实时无创连续监测.首先简单介绍了多通路盲辨识算法,并证明了心血管系统IIR模型特性可由FIR模型逼近,从而简化了MBSI算法.然后介绍了心血管"T-tube"模型,并结合两路外周动脉实测(肱动脉、股动脉)脉搏波来重建中心动脉脉搏波和辨识模型.结果表明,MBSI算法稳定性较好,估计出的CAP波形畸变率百分比小于6%、形态整体能量误差百分比小于3%.     

幂级数展开法求解动脉分支非线性血液脉搏波方程

运用幂级数展开法求解了动脉分支非线性血液脉搏波方程．首先将其化为KdV（Korteweg—dc Vries）方程和混合的KdV—mKdV方程（也称为Gardner方程）．进而获得了该系统的周期波解和孤波解．     

感潮河段漫滩的数值模拟

运用一维和二维不恒定流嵌套计算的方法，给出带有漫滩的感潮河道水流动的计算结果．当主河道的水位、流量发生变化时，河道中漫滩区的淹露也将随之而变．因此把整个计算域划分成三个子计算域，分别用明渠一维不恒定流方程和二维浅水方程描述其中的水流动状态，并分别划分计算网格，在数值计算中将三个区域的流动互相嵌套连贯起来，最终给出包括河道和滩地漫滩的水位变化规律及水流动速度分布规律．     

动脉分岔血管内注射药液的数值模拟

在建立三维人体主动脉及其分支的物理模型的基础上，数值模拟了在脉动边界条件下由主动脉向分支动脉灌注药液的血液流动和药液传质，获得了连续注射药液时血流的动力学参数分布和药液在心动周期内周期性分布的变化，与体外模型实验结果符合较好。     

基于VB的指端脉搏波检测系统的研制

利用脉搏波中提取的信息来诊断动脉硬化越来越受到重视.针对目前国内脉搏波信息检测中存在的问题,采用指端容积脉搏波测量法设计了指端脉搏波检测系统,实现了基于指套式红外传感器的脉搏波采集,设计了对脉搏波信号进行滤波及特征点提取的软件.实验结果表明,该检测系统可以无创采集并描绘人体指端脉搏波图,能够用硬度指数简单评价血管的动脉硬度程度.     

人体颈、腕动脉压力波互相关特征及在冠心病上的应用

采用Hilbert-Huang变换(HHT)方法对人体颈动脉、腕动脉脉搏压力波进行同步信号分析,对健康志愿者以及冠心病患者术前、术后的颈、腕同步脉搏波分别进行模态分解,同时引入互相关方法,从而得到健康志愿者以及冠心病患者术前、术后的颈、腕同步脉搏压力波各阶相应模态之间的互相关特征.通过互相关特征曲线发现,健康人体颈、腕动脉第2阶模态的波形周期对应于其脉搏周期的1/3,第3阶模态的波形周期对应于其脉搏周期的1/2,第4阶模态与脉搏波周期相近.健康人体颈动脉、腕动脉第1阶模态均呈现较为标准的X波模态.冠心病患者颈、腕动脉第1阶模态互相关特征明显变异,术后相应模态特征得到显著改善.     

VTI孔隙地层喷射流机制对井孔导波频散与衰减的影响

采用同时考虑Biot流动和喷射流动机制的横向各向同性BISQ模型模拟横向各向同性孔隙地层, 理论求解该地层中多极源激发的裸眼井孔导波声场, 通过数值求解井孔复频散方程的复根获得最低阶导波的相速度和衰减系数, 并考察了特征喷射流对充流体井孔中Stoneley波和弯曲波传播的影响. 结果表明: 考虑喷射流机制后,  喷射流变化不影响Stoneley波和弯曲波的频散, 但衰减均显著增大; 其衰减随水平和垂直特征喷射流长度变化的趋势相反, 其中弯曲波的衰减特性在低频段和高频段的变化规律还发生反转.      

具有部分自由液面水平管流的理论计算方法

本文对未充满液体具有部分自由液面的圆管内的流动提出一种理论计算方法.理论可以正确预报"脱体点"的位置、流量、自由液面曲线形状等重要物理量.文中还讨论了管直径D、长度L、流体密度ρ、粘度μ及液位高度等参数对流动的影响.文中以光学玻璃连续熔炼系统中起重要作用的联接管内的流动为例作了具体计算,并与实验结果作了比较,理论与实验结果吻合良好.本文给出的理论方法可推广于一般截面形状的具有部份自由液面的管流计算.     

基于传输线模型的人体脉搏波仿真分析

利用55段人体动脉树建立传输线模型,数值仿真人体动脉树中脉搏波的传播,在心脏输出体积流率波一定的条件下,改变模型分支外周阻力来探讨阻力变化对脉搏波的影响规律。研究表明:随着某分支外周阻力的增加其自身的血流量迅速下降,不同器官的阻力比增加均能引起主动脉和桡动脉平均血压的升高,且升高的趋势逐渐减小;当阻力比η=4时,肝、脾、胃、上肠膜、右肾、下肠膜分支桡动脉平均血压较正常分别增加2.86%、4.55%、1.90%、12.15%、9.81%、1.49%。脉搏波谐波与各器官病变之间存在客观联系是中医脉诊的依据,而通过对桡动脉脉搏波频域分析发现,脉搏波谐波振幅与各器官外周阻力变化的联系不明显,仿真时还需考虑不同器官病变时心脏自我调节作用的影响。     

体循环系统建模与仿真

根据流体网络与电气网络的等效关系,用电流表示血液的流动,用电阻表示血液流动的黏滞阻力,用电容表示血管的顺应性,用电感表示血流的惯性.采用1个时变电容和1个心肌电阻模拟左心室,建立了改进型五阶集总参数体循环系统电路模型.根据人体实际生理状况和临床数据制定模型参数,仿真健康心脏、不同部位病变导致的衰竭心脏的血流动力学特性,探讨了衰竭心脏的仿生控制机理,验证了所建模型的可行性.根据基础电路法列写状态方程,应用MATLAB软件进行仿真.结果表明:改进的左心室模型能全面地反映心脏的工作机理和功能,可以模拟健康状态血液动力学特性,通过改变参数又可以模拟因左心室弹性变化、外周阻力变化、心肌阻抗特性变化分别导致心衰的血流动力学特性.     

浅析医用脉搏波换能器

人体脉搏波是由心脏的泵作用驱出血液进入血管以及由于血管的伸缩性使相应部分体表运动所形成的波,对其波形的研究在医疗上有着重要的参考价值。本设计利用两片半导体应变片和两个电阻组成电桥,把脉搏波形经仪器放大并显示在示波器上。经过一段时间的试用,证明性能稳定,使用方便,可供临床应用。     

核主泵环形压水室的内部流动稳态特性

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,以清水为介质,对AP1000核主泵模型进行数值模拟,研究了不同流量下环形压水室内部流动稳态特性.结果表明,环形压水室水力损失随流量变化而变化,环形压水室内水力损失与流量成非线性关系.环形压水室环形流域内流量沿主流方向逐渐增加,但在出口扩散管随工况不同其流量变化规律不同.在设计流量和1.2倍设计流量工况下,环形压水室环形流域各截面的流体几乎全部流入出口扩散管.在0.6、0.8、1.4倍设计流量工况下,环形流域内的流体一部分流入出口扩散管,剩余流体仍在环形流域内流动.随着流量的增大,环形压水室内动能整体上呈现出先减小后增大的变化规律.不同工况下,右侧隔舌附近漩涡形态、数量等的变化导致环形压水室内部流场发生变化,进而影响了环形压水室内流量的变化规律.     

水平井砾石充填过程中的变质量流

由于携砂液向地层的滤失以及通过筛管缝隙的流体质量交换,水平井砾石充填过程中冲筛、井筒环空两个流动系统均为复杂的变质量流。考虑变质量流特征,分别建立井筒环空、冲筛环空两个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,得到水平井砾石充填过程中的变质量流动数学模型。数值求解后可计算压力、流量、窜流量、滤失量等随时间和位置的变化规律,为水平井砾石充填的优化设计提供基础。     

幂律流体在倾斜旋转内管的偏心环空中层流流动近似解法

英国的Luo和Peden提出了用无穷多个不同外径的同心环空代替偏心环空来求解偏心环空中流体流动问题.本文用Luo-Peden方法对幂律流体在倾斜的同心环空中层流螺旋流和倾斜旋转内管的偏心环空中的层流流动问题进行了近似求解,得出了视粘度和速度分布函数、流量计算公式以及压力梯度方程.     

流体在内管做行星运动的环空中流动的压力梯度

利用待定系数法对牛顿流体在内管做行星运动的环空中流动的运动方程进行了变换,得到了给定流量条件下牛顿流体在内管做行星运动的环空中流动的压力梯度计算公式.采用有限差分法对水在内管做行星运动的环空中流动的压力梯度进行了数值计算.结果表明,压力梯度随环空偏心度的增大而减小,随流量的增大而增大.     

人体上肢血管系统建模及仿真

为了探讨人体动脉脉搏波中所蕴涵的血流动力学信息,从而预测人体生理病理状态。根据Windkessel模型理论,将血管等效为许多小的串联的弹性管道的模型,建立了一个上肢血管系统的电网络模型。采用Matlab中的Simulink/Simpowersystem模块构建该上肢电网络模型进行仿真试验,对动脉脉搏波进行动态模拟。鉴于高血压和动脉硬化等疾病主要体现在心血管动力学参数的变化上,分析研究了血流动力学参数中外周阻力和血管顺应性对脉搏波的影响。仿真结果与生理实际系统相符,表明该模型具有一定的实用性和有效性。     

超流动性的孤波模型

提出超流动性的孤波模型.用液体的准晶态的谐振子模型,导出描述液体分子运动的波动方程.在一定条件下导致非线性薛定锷方程并具有孤波解,孤波的运动产生超流动现象.用液体分子振动波的相干性条件,导出超流转变温度的公式.       

完整Coriolis力作用下的Boussinesq方程及其孤立波解

从含有完整Coriolis力作用下的正压准地转位涡方程出发研究热带气候剪切流中的非线性Rossby波的振幅。首先,利用坐标伸缩变换法、摄动展开法,推导出Rossby波的振幅满足带有强迫项的Boussinesq方程;然后借助于Jacobi椭圆函数展开法,获得了Boussinesq方程的行波解以及类孤立波解;最后,应用Matlab数学软件,获得了孤立波解三维图形以及平面图形。从图形结果显示可以得出孤立波的振幅随各物理参数的变化规律。     

多相流体动力学基本方程

本文设想多相流是由大量流动微团连续地组成,只是在流动微团中各相均占有某一个体积分数。 在建立微团运动方程时,将它们引入,就得到具有各相运动参数的一组方程。文中主要推导出多相流系统积分型方程组,多相流第一输运公式,多相流控制体第一积分型方程组,多相流第二输运公式,多相流控制体第二积分型方程组,以及多相流控制体微分型方程组。