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反馈式人工肛门括约肌生物力学相容性研究
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:2015
  • 页码:1079-1085
  • 分类:Q811.2[生物学—生物工程] TH789[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]上海大学机电工程与自动化学院上海市电站自动化技术重点实验室,上海200072
  • 相关基金:国家自然科学基金(31370998,11202121)项目资助
  • 相关项目:有限时间时滞混沌同步及其FPGA 实现
中文摘要:

针对人工肛门括约的直肠感知功能重建和肌生物力学相容性问题,提出将HAPC波作为产生便意的主要依据,利用小波包分析对直肠压力信号进行特征提取,采用DB算法优化后通过SVM分类器进行便意预测,从而实现直肠感知功能重建;构建了直肠和人工肛门括约肌的三维有限元模型,对直肠进行了黏弹性分析,利用直肠的本构方程推导出了Prony级数形式,并模拟括约肌的收缩和舒张施加载荷对人工肛门括约肌进行了有限元分析,得到了直肠受压迫时的位移和应力的分布情况。仿真实验结果表明,该人工肛门括约肌较高精度地实现了便意预测,并具有较好的生物力学相容性。

英文摘要:

Aiming at the rectal perception function reconstruction and biomechanical compatibility for artificial anal sphincter, HAPC wave is proposed to be taken as the main signal of defecation intention, the characteristics of rectal pressure signal are extracted using wavelet packet analysis ; then the feature vectors of rectal pressure signal are obtained with DB optimal algorithm, defecation intention is predicted by the trained SVM classifier, and the rectal perception function reconstruction is achieved. The three-dimensional finite ele- ment models of rectum and artificial anal sphincter are established, which are used to perform the rectum viscoelasticity analysis. The Prony series is deduced from the constitutive equation of rectum based on the rectum viscoelasticity analysis result, the finite element a- nalysis of the artificial anal sphincter is carried out through exerting loads simulating the contraction and relaxation of the sphincter. The stress and displacement distribution for the rectum under pressure is obtained; preliminary analysis results of the simulation experiment show that the artificial anal sphincter can predict defecation intention with high accuracy and has good biomechanical compatibility.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481