目的:探索无线胶囊膀胱镜动态观测猪膀胱黏膜状态的应用价值。方法:选取1只健康实验香猪，全麻。胶囊膀胱镜在经皮肾镜改良鞘辅助下经尿道置入猪膀胱，胶囊膀胱镜末端连接1条长为2 cm的丝线。体外姿态控制器调节胶囊膀胱镜的位置及镜头角度以拍摄目标解剖区域。在初始30 min内，胶囊膀胱镜的拍摄速度为2.5帧/s，30 min后自动转为1.5帧/s。胶囊膀胱镜连续拍摄4 h后自动关机，拍摄过程中照片实时传输至图像接收仪。目标解剖区域拍摄完成后，实验猪被唤醒并送入猪舍，自由饮食和活动。将图像接收仪连接计算机，通过Vue软件下载图片并进行分析处理。12 h后，再次置入扩张鞘，在输尿管镜观察下，使用异物钳牵拉丝线将胶囊膀胱镜取出。结果:无线胶囊膀胱镜在置入、取出设备的辅助下顺利经尿道进出膀胱，并成功拍摄了2万余张像素为60 K的各角度膀胱黏膜图像。在胶囊膀胱镜置入、图像获取、膀胱内留置(12h)及取出过程中，未见出血、尿路损伤等并发症。结论:本研究中的无线胶囊膀胱镜可动态、智能、精准观测到猪膀胱黏膜状态，具有良好的应用前景。

依据人体腹壁及膀胱解剖位置、排尿生理需求,以实现体外无管化为原则,设计一种由膀胱造瘘管体、管口圆盘及圆盘盖集于一体的多功能膀胱造瘘控制器,配合便携式负压集尿装置,实现体外无管和按需定期排尿的多功能控制作用.应用该装置能有效建立膀胱定期排尿功能,提高患者舒适度、提升个人形象,降低导管滑脱及感染风险.该技术具有植入方法简单,携带管道方便,管道护理便捷等优点.

提出一种基于BP神经网络的旋转血泵生理控制方法,实现血泵植入者生理状态变化下控制器的自适应调节.控制器以临床主动脉平均压100 mmHg作为控制目标,利用神经网络自动学习的特性,采用3层神经网络在循环系统生理状态发生变化时在线调优血泵PID控制器的参数.该控制方法在血液循环系统数学模型中进行数值模拟验证,分别在模拟左心室衰竭、体循环阻力发生生理变化以及左心室收缩能力动态变化等条件下,接入改进后的PID控制器控制血泵转速,使循环系统中主动脉压力达到设定的正常值.结果 表明,在上述多种不同的生理状态下,基于BP神经网络改进后的PID控制器均可以克服扰动,在经过约150 s调整时间后达到主动脉平均压100 mmHg的控制目标,并且稳态误差为零.该控制方法可以适应循环系统多种生理状态的变化,为后续的体外和动物试验提供有效的旋转血泵控制方法.

目的:设计一种新型简易细胞加压培养装置模拟在体外培养条件下对细胞施加流体静压,为进一步研究恒定流体静压条件下体外细胞变化打下基础.方法:装置包括压力培养罐、微压传感器、可编程序控制器以及微型气泵.通过在可编程序控制器上编写控制程序来控制微型气泵的运行,进而调节培养罐内的气体压力,从而控制细胞受到的流体静压.结果:装置的压力加载范围为0～120 mmHg,波动幅度为±2 mmHg.可将常规细胞培养板及培养瓶平稳放置在压力培养罐中并施加预设的流体静压.结论:该装置具有良好的准确性与可靠性,可用于在体外研究恒定流体静压下细胞变化.

目的:为了减少左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)与体外控制器之间经皮电缆内部导线的数量,研究一种电力线载波通信(power-line carrier communication,PLCC)系统.方法:该系统以PLCC的方式,将信号进行调制、耦合,通过电源线进行传输,在接收端通过解调器将信号解调出来.整体系统由体外控制器部分和体内转接板部分组成,主要电路包括电源电路、MCU(microcontroller unit)电路、带通滤波器电路、调制解调电路、去交流电路、运放电路等.利用LTspice软件和MATLAB软件分别对电源电路以及带通滤波器电路进行仿真,证明方案的可行性;通过Sigxplorer软件进行信号完整性分析,充分保证系统的稳定性;搭建实验平台进行功能性和误码率实验.结果:该系统实现了LVAD与体外控制器之间的载波通信功能,可以使信号经过电源线进行传输,成功把LVAD经皮电缆内部导线数量减少到2根.结论:该系统具有零误码率、功耗小、占用空间小、双向传输、可支持多个波特率、兼容性优良、工作稳定、传输效率高等优点,在植入式医疗器械领域有非常广阔的应用前景.

目的:针对目前磁锚定能量器械研究的不足,设计一种应用于单孔腹腔镜手术的磁锚定激光刀机器人.方法:磁锚定激光刀机器人基于980 nm半导体激光设计,由控制器、激光器、光纤、激光刀、电源及外磁体组成.利用猪肝脏及鱼鳔建立猪肝囊肿模型,通过猪肝囊肿切开引流术在体外对磁锚定激光刀机器人的可行性和安全性进行初步验证.结果:磁锚定激光刀机器人可通过25 mm戳卡置入腹腔,实现4个自由度的运动及肝脏组织的切割,且与外磁体和电动机控制间无电磁干扰风险.结论:磁锚定激光刀机器人弥补了当前磁锚定能量器械研究存在的不足,对提高磁锚定单孔腹腔镜手术的微创性及操作性具有重要意义.

本文应用美国Acuson-128型电脑超声仪进行了体外模拟的血流实验，用模拟血管盒）内含14根内径为0.58～10 mm的管子）、代血制品、血泵、乳胶管、流量控制器等制成一个模拟连续和搏动两种状态的血流装置，测量频谱Doppler和彩色Doppler对不同管径的管子所能显示的最低流速及实际流速与Doppler流速之间的相关性。结果彩色Doppler检测血流的敏感性低于频谱Doppler（ P<0.001）。彩色Doppler所能显示最低的实际流速为1.48 cm/s（平均4.12 cm/s）；而频谱Doppler为1.39 cm/s（平均为2.48 cm/s）。Doppler流速在连续性和搏动性流动中均与实际流速有显著的相关性。但Doppler流速值均高于实际流速值，如乘以系数约0.5，则其Doppler流速值更接近于实际流速。此外，文章就管径与彩条显示、实际管径与彩条宽度等关系进行了探讨。

目的 总结6例植入连续血流左心室辅助装置患者的术后护理经验,为提高植入连续血流左心室辅助装置术后的护理水平提供参考.方法 给予循环系统的监测和护理,抗凝管理,经皮泵缆线的护理,体外控制器的自我管理,心脏康复运动训练,镇痛镇静的护理,出院指导等护理.结果 5例患者康复出院,1例患者术后17 d后因低心排、感染性休克死亡.通过门诊和电话随访出院5例患者,设备运转正常,生存质量可.结论 连续血流左心室辅助装置植入术手术复杂,尚处于临床试验阶段,护理人员在掌握患者原始疾病的基础上,需熟知其术后的护理难点和要点,全方位关注患者术后整体病情,提高术后生存率和生存质量.

肺动脉下心室旷置术(Fontan)在临床上能够有效改善功能性单心室患儿的生存质量,然而术后容易发生Fontan循环衰竭,导致临床施行Fontan存在明显局限,腔-肺辅助装置(CPAD)是目前解决其局限性的有效手段.因此,本文通过搭建单心室患儿Fontan循环衰竭和CPAD的计算机仿真和体外实验耦合模型,评估CPAD对于Fontan循环衰竭的效果,并设计了一种无传感器反馈控制算法,用于提供足够心输出量和预防CPAD恒定血泵转速导致的腔静脉抽吸现象.该无传感器反馈控制算法基于CPAD血泵转速这一固有参数,通过扩展卡尔曼滤波器准确估算腔肺压力差(CPPH),摒除了压力传感器无法长期使用的缺点,并采用增益调度比例积分(PI)控制器,使实际CPPH值逼近参考值.结果 表明,CPAD能够有效提高患儿的生理灌注并减少单心室负荷,并且无传感器反馈控制算法可以有效地保证心输出量并预防抽吸现象.本研究可为CPAD的设计和优化提供理论依据和技术支持,具有潜在的临床应用价值.

总结人工心脏移植术后患者的护理经验,术前培训医护人员左心室辅助装置相关技术,为患者及家属做好心理准备,实施术后循环系统监测、呼吸功能管理、抗凝管理、泵缆线及体外控制器管理,指导患者运动康复.