DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 有限元分析 在工程领域中，Ansoft Maxwell是专门应用于电磁场的有限元仿真软件。根据表1建立MMLSJ的三维物理模型并导入MAXWELL中。在有限元软件中，划分的数量越多，元素长度越小，得到的结果越精细更接近真实状况，然而这势必对运算的资源要求更高，时间更长，因此综合考虑选择设置10，000个划分数量，对变形、不规则的位置增加划分数量，平整无曲折的区域减少划分数量，得到网格图如图6所示。设置A = 0 W/M的边界条件，给定子磁极上的A相线圈绕组通入0.5 A的电流进行仿真，在定转子之间的气隙中间设置半径为56.34 mm的周向磁密观测线。 Table 1 Basic structural material and dimension parameters of MMLS 零件 材料 尺寸(mm) 零件 材料 尺寸(mm) 定子外壳 铝 堆叠高度 15 外壳外径 R117 转子齿长度 33 外壳内径 R100 转子齿宽度 外壳高度 140 输出轴 42CrMo 26 定子磁极 steel_1008 Ф20/60 mm 混合悬浮支撑装置 磁极极靴 Ф18 磁极柱高 steel_1008 50 线圈匝数 漆包线 318匝 磁极线圈匝数 漆包线 转子壳 1Gr18Ni9Ti 永磁体厚 钕铁硼 1 转子壳外径 R56 圆磁环高 钕铁硼 37.8 转子壳内径 R55 底座直径 铝 Ф230 转子齿 硅钢片 气隙 0.67 表1. MMLSJ的基本结构材料和尺寸参数表 图6. 三维模型的网格图 图7是定转子气隙中的不同半径的周向路径磁密图。通过气隙中的周向路径磁密观测线可以看出，磁密线的半径(54~58 mm)从转子磁极到定子磁极(包含整个气隙)，有部分位置呈现红色凸起，越靠近定子磁极突出红色现象越明显，且最高幅值达到了0.286 T，造成这种现象的原因是定子磁极处的磁密最强，磁场最大，极易发生磁饱和的现象；而较远处由于磁漏等现象，磁密不如定子磁极处，但整体变化趋势呈平稳。 图7. 气隙不同位置磁密图 图8是不同转角对应的不同位置的气隙路径的磁密值。从图8中可以看出有五个红色凸起，磁密观测线是一个封闭的圆圈，所以第一个和最后一个凸极是重合的，因此，共有四个红色凸起(后面的情况类似，不再重复解释)，底部有数个蓝色小凸起，其值在0.01~0.02 T之间，这是由于A相线圈通电，其对应的转子磁极处的磁密达到最大值为0.0874 T，使转子在正交方向受力相同，保持悬浮力的平衡；底部的蓝色凸起则是相邻转子齿极的磁密，其值在0.02 T左右，符合工作要求。 图8. 不同转角的磁密图 图9显示的是在A相电流的改变下，气隙中的磁密变化情况。图中显示随着通入电流的增加，整体呈明显的开口向下圆弧形上升趋势，说明磁场的大小主要是由定子磁极线圈中电流决定的，线圈电流越大产生的磁密越强，通过转子的磁力线越多，对转子的悬浮力和转矩的作用越大，然而电流太大通常会损坏线圈绝缘体，而机械受损则可能导致短路。因此，为保证球形关节平稳运行，合理的设计其结构，最终设置线圈匝数为318匝、通入电流为0.5 A。 图9. A相电流磁密图 从图7~9的三维磁密变化与运行原理中的分析相同，以定转子中线对齐位置为起始，A1~A4相位置对应的气隙中存在的磁密最高，其余B、C相与转子齿极间的对齐面积小、磁密很低，所以在三幅图中大都处于最低的磁密区间内，与峰值相比几近忽略。符合设计情况。 结合悬浮力公式(8)和图10可知，当转角从θ 1 转到θ 3 之间，电感与电磁力总体呈正相关，即电感下降的同时导致悬浮力不断下降；由于忽略了磁漏、磁滞以及磁饱和等原因，线性化的电感在θ 1 到θ 3 之间存在一段恒定电感，仿真图则不存在。同理根据转矩公式(9)可知，转矩的变化是因电感决定的，而电感的曲线呈余弦变化，θ 1 处绕组电感最大、磁通最多、磁阻最小，所以转矩是正弦的变化曲线，与下图11的悬浮力和转矩变化图吻合。 图10. 线性电感曲线 图11. 自旋θ变化下，转子的悬浮力和转矩。(a) 悬浮力变化图；(b) 转矩变化图 以A1相为例，通入0.5A的绕组电流进行有限元仿真得到如图11所示。图11(a)中的悬浮力随着角度的增大，悬浮力随之下降，当转角为零时，悬浮力为17.5 mN；当转角为15˚时悬浮力2 mN左右，最终在5 mN的区间上下波动，这是由于开始的位置是A相线圈通电的位置，此处正是定转子磁极相对的地方，磁密最大且悬浮力最强。而在20˚产生上升的原因是该位置对应着一个转子齿极与相邻的磁极有磁通形成回路存在磁场。因此悬浮力大小主要受电流产生的主磁场的影响，离磁极位置越远，悬浮力就下降的越快。为了确保转子齿极在自旋和偏转两个状态受力稳定，当A1相的磁极处悬浮力与A3、A2和A4的磁极悬浮力变化相同，因此A1~A4在XY轴分量上的悬浮力相同，保持支承平衡。图11(b)是转矩图，表示了转子随着转角的变化所受到的旋转力矩的变化，由于受到转子特殊结构的影响，转角的范围在0˚~22.5˚之间。从图中可以明显看出，仿真转矩值最大为8 mN∙m左右，最小为−8 mN∙m左右。通过公式(9)得到的转矩数据表与Maxwell有限元进行虚位移计算仿真得到的数据对比，在电流0.5 A的设置下发现两者的波形相同，两者相差最大值为2 mN∙m，符合设计要求。 图12是转子转动过程中不同电流产生的悬浮力。蓝色曲线虽然电流最大为1200 A (安匝数与实际电流的乘积，以下相同)，但是产生的悬浮力并不是最大的，反而低于800 A、1000 A的曲线，这是由于1200 A已经超过其最大电流值，磁极已经达到饱和状态，超出了控制。各个曲线的整体运动趋势相似，再结合各曲线的平缓程度，可以选择电流600~800 A是一个比较适合区间，既能保持悬浮力在一定高位区间，不至于太低；也可以保证悬浮力的变化波动不会太大，避免转子转动过程中发生偏移和振动。 图12. 自旋角度下的悬浮力变化 图13是不同电流下的转矩变化，与悬浮力不同的是，在0~1200 A的电流区间，转矩随着电流的增大而增大，在自旋为0的位置，此时的转矩为零，这是由于转子的磁极中线与定子磁极的中线相重合，此时的磁通量达到最大，磁阻最小。在5˚和15˚左右转矩达到最大值150 mN∙M，这是因为转子磁极处于定子磁极之间的位置，磁通量最小，因此转矩达到了最大。 图13. 自旋角度下的转矩变化
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user: 5. 结论 提出一种新型的16齿极转子结构和线圈驱动机制，根据电磁作用机制建立四个磁悬浮力的力平衡支承模型，确保在自旋或偏转过程中转子齿极始终受到两对正交磁悬浮力，为转子提供稳定支承。通过有限元软件进行了各种工况和电流转角参数下的三维磁场、力和转矩的分析，确定四个主磁场的存在以及磁场对转子齿极的正交磁悬浮力、转子的矩角特性的影响，为磁阻式磁悬浮球形关节的稳定悬浮和驱动提供保证。
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user: 摘要 红细胞分布宽度(red cell distribution width， RDW)是全血常规中一项重要的检测指标，既往常与平均红细胞体积(mean red blood cell volume， MCV)相结合来诊断患者贫血的类型，但有研究发现RDW可预测普通人群的死亡风险，并且在心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、肾脏相关疾病、乙肝、非酒精性脂肪肝、活动性的类风湿关节炎、胆道狭窄、脓毒症、新生儿疾病及慢性阻塞性肺疾病等多种疾病中具有一定的临床意义。该文将重点对RDW在慢性肾脏病(chronic kidney disease， CKD)中的应用进展及相关机制进行综述。
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user: 1. 引言 红细胞分布宽度(red cell distribution width， RDW)从血常规中获得，可反映红细胞体积异质性，即机体在各种病理状态下导致红细胞体积、形态大小不一。近年来，RDW在预测疾病的预后和死亡风险方面越来越受到临床医师及研究者的关注，研究发现RDW在肾脏病中的应用主要包括 [ 1 ]：肾病综合征、糖尿病肾病、急性肾功能衰竭、造影剂肾病、高血压肾脏病等，近年来，在慢性肾脏病(chronic kidney disease， CKD)及其相关并发症(肾性贫血、心血管事件、动静脉内瘘功能异常)、肾脏替代治疗、肾移植等方面的相关研究较多，发现RDW与CKD病程进展及不良预后有密切的相关性。 最早在1989年发现血液透析患者的RDW较肾小球滤过率正常的人群高 [ 2 ]。后期随着对RDW的进一步研究，发现RDW升高与肾脏病进展密切相关。目前已有许多研究表明，高水平RDW可预测CKD患者全因死亡、心血管事件(cardiovascular disease， CVD)发生及死亡、感染相关死亡风险，但至今，升高的RDW引起CKD患者预后不良的相关病理机制尚不明确，因此本文将重点总结RDW与CKD患者死亡及预后的关系及可能导致CKD患者预后不良的相关发生机制。
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user: 2. RDW与CKD患者死亡及预后的关系 虽RDW在急慢性肾病病理中均发挥作用，但根据目前大量研究发现其在慢性肾病中的应用更有价值，并已被证实RDW可预测CKD患者全因死亡、CVD及其导致的死亡。CVD是CKD患者常见的并发症，且是导致CKD患者死亡的最主要原因，近年来，大量研究关注RDW对CKD患者CVD发生及其导致的死亡。 2.1. RDW预测CKD患者全因死亡 2008年，一项纳入8585名CKD患者的回顾性横断面研究发现RDW是CKD患者病情进展的独立危险因素，RDW与肾小球滤过率(glomerular filtration rate， GFR)之间呈负相关(OR = 1.982， CI (1.54~2.53)， P < 0.05)，且随着RDW升高，GFR呈下降趋势 [ 3 ]。最新的研究还表明RDW是CKD3-4期患者进展至5期的独立危险因素 [ 4 ]。2013年，Sičaja等人研究发现，RDW是维持性血液透析(maintenance hemodialysis， MHD)患者1年全因死亡率的强决定因素，RDW每增加1%，其死亡风险增加54% [ 5 ]。单时间点RDW值的研究中，在行透析治疗的患者若在透析早期出现紧急情况(急性出血、溶血等)可导致RDW值在透析开始后早期出现明显波动。可以看出，仅用单个时间点RDW判断患者远期预后的准确性较低。2015年来自韩国的一项研究表明，RDW的逐步升高可预测(end-stage renal disease， ESRD)患者全因死亡和心血管事件，而基线RDW与不良结局无关 [ 6 ]。2019年，Yeh HC [ 7 ] 等人将2003~2015年间4621例CKD(年龄为20~90岁)患者纳入研究，结果发现基线RDW与纵向RDW变化轨迹与CKD患者全因死亡率显著相关，该项研究与上述韩国的研究所不同的是，基线RDW在CKD患者不良预后中发挥一定的作用。这些研究所得出的结果不一致，这很可能与研究人群差异性及纳入患者的数量不同等有很大关系。但相比于单时间点RDW值，RDW的变化在研究中更有可信性。此外，RDW较传统贫血指标有更强的预测价值。Chen X [ 8 ] 等人发表的一项研究中对356例MHD患者进行了2年的随访，行Cox比例风险模型分析发现RDW、血红蛋白、白蛋白是MHD患者死亡率的独立预测因素，然而在ROC曲线分析中发现RDW对死亡率的预测作用较血红蛋白、白蛋白高。Vashistha T等人发表的一项回顾性观察研究中，将2007~2011年在大型透析机构中治疗的109，675名MHD患者纳入研究，证实与传统的贫血指标(如血红蛋白，铁蛋白和铁饱和度值)相比，RDW是更强的预测死亡率的指标 [ 9 ]。以上各中心研究结果均提示RDW可预测CKD患者全因死亡，并且RDW作为血常规中重要的一项指标，监测RDW变化较其他相关指标更加方便、价廉，应该引起临床工作者的重视。 2.2. RDW预测CKD患者心血管事件及其导致的死亡 2016年，Hsieh YP等人对1075名CKD3-5期患者进行回顾性观察队列研究，结果发现RDW不仅可预测全因死亡，其与CVD和感染相关死亡均有关 [ 10 ]。CVD是CKD患者长期存活率差的主要原因，在我国超过50%的透析患者死于CVD [ 11 ]。因此，近年来大量学者对RDW与MHD心血管死亡之间的关系做了进一步研究。2017年Fukasawa等人发表的文章中对80例MHD患者进行了超过5年的随访，Kaplan Meier曲线(K-M曲线)分析表示较高水平RDW与全因死亡率和心血管死亡率显著相关，可预测全因死亡、心血管死亡，多变量Cox回归显示：RDW值每增加1.0%，预计全因死亡、心血管死亡风险分别增加25%、40% [ 12 ]。2018年 [ 1 ]，我国的一项相关研究对单中心2008~2017年的268例MHD患者进行统计分析，K-M生存曲线表明，RDW可以预测MHD患者全因死亡及心血管死亡，且随着RDW四分位水平逐级增加，患者全因死亡率和心血管死亡率也逐级提升，死亡率最高组为RDW最高四分位组，多因素Cox回归校正多项混杂干扰因素后发现，RDW值每增加1.0%，预计全因死亡、心血管死亡风险分别增加36%、16%。该项研究中还进行了ROC曲线分析，结果显示，RDW = 14.85%、RDW = 15.45%是分别预测全因死亡、心血管死亡敏感性和特异性的最佳截点。2020年，张梅 [ 13 ] 等人的研究表明，RDW升高是MHD患者并发心血管事件的重要危险因素，具有较好的预测价值。以上研究结果可以看出，CVD严重导致CKD患者生存率下降，是导致CKD死亡的主要原因。2020年Lancet杂志中发表的一篇文章将1990~2017年全球不同国家的CKD患者进行统计分析，发现合并CVD的CKD患者占比可达41.6% [ 14 ]。日本的一项前瞻性大型队列研究结果显示：随着CKD分期的进展，其并发CVD的发生率及病死率逐步增加 [ 15 ]。此外，CKD与CVD常相伴相生，互为因果，因此，提高CKD患者生存率或生活质量，可通过早期识别心血管事件发生并尽早干预治疗，RDW作为一项简单、快捷的可以预测CVD的可靠指标，应该在临床医师诊治思维中被重视，以更早的宣教早期CKD患者，规范按时按期进行治疗，以延缓CKD病情进程。
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user: 4. 总结 总之，高RDW水平与较差的肾结局有显著的相关性。然而，RDW并不针对特定的疾病。因此，其临床应用的可行性尚不明确。目前RDW与CKD患者预后不良机制尚不明确，在本文中仅总结了至今发现的相关可能机制，阐明RDW升高对死亡风险影响的机制对于发展有效的CKD治疗和预防干预至关重要，后续仍需要大量研究来解释RDW预测CKD患者预后不良机制。
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user: 摘要 开发了一种有腰部助力机构的可穿戴搬运助力机器人。通过一种多轴单自由度腰部助力机构，为搬运助力机器人提供腰部助力，实现了全程与穿戴者腰部很好的贴合。本文对可穿戴机器人的搬运助力效果进行了分析计算。为了验证机器人的原理，制作出了试验样机，并进行了不同载荷下的搬运助力实验。实验结果证明了机器人的合理性和有效性。
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user: 1. 引言 可穿戴外骨骼机器人是一种机构沿着人体外侧布置，能给穿戴者提供支撑和助力的机械装置 [ 1 ]。因外骨骼机器人能增强人的能力，在军事、医疗救护和抗震救灾方面有广泛的应用前景。例如在军事应用上，穿戴外骨骼可以在士兵运送弹药或长时间行军时为士兵提供助力，显著提升士兵的持续作战能力。在医疗救护应用上，瘫痪患者可以通过穿戴外骨骼机器人重新获得行走能力。护工人员通过穿戴外骨骼机器人能大幅度提高搬运能力，节省体力。在抗震救灾应用方面，救援者能通过穿戴外骨骼机器人，能在复杂恶劣环境中完成急难险重的救援工作。 近年来，国内外有许多可穿戴外骨骼机器人的研究。图1(a)为日本筑波大学研制的HAL，膝、髋、肩、肘关节均有电机直接驱动，靠读取大腿部肌电信号实现自动控制 [ 2 ]。图1(b)为美国洛克希德马丁公司为美军士兵开发的HULC，其膝、髋关节均为液压缸驱动，靠足底力传感器和关节转角传感器的信号来实现自动控制 [ 3 ]。图1(c)为以色列某公司研制的Rewalk Robotics步行助力机器人，电机驱动，可以帮助偏瘫患者进行步行康复训练 [ 4 ]。图1(d)为日本筑波大学研制的HAL腰部助力器。通过单电机驱动髋关节，实现大腿屈伸助力 [ 5 ]。 图1. 可穿戴机器人代表性的研究 从上述研究中可见，为了减轻可穿戴机器人自重对穿戴者的压迫，图1(a)~(c)的设计都采用将可穿戴机器人的机构一直延伸到地面，由地面提供支撑的方案。其优点是穿戴者可以避免承重，但带来的缺点是增加了传动链的长度和传动关节的数量(膝关节、踝关节)，并增加了控制的复杂性。图1(d)的设计没有连接到脚底的机构，省去了膝关节和踝关节，使得整体结构很简洁。然而该装置仅能为腰部助力，没有为上肢助力的功能。 为了能为护理人员在搬运病患时提供上肢助力，在前期研究中开发的一种气动自平衡式可穿戴搬运助力机器人，制作了试验样机并进行了穿戴搬运助力实验 [ 6 ]。在实验过程中发现，虽然上肢搬运助力非常有效，但由于缺少腰部助力功能，搬运人员腰部的负荷未能得到减轻，搬运时还是感到比较吃力。为此，本文在前期研究的基础上新增了腰部助力机构，开发一种新型多轴单自由度机构，可以实现搬运过程中为上肢和腰部助力。
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user: 2. 设计方案 可穿戴搬运助力机器人的结构如图2所示。机器人由肩部背带、平行四边形机构、自锁肘关节、前臂、水平导轨、水平滑块、竖直导轨、竖直滑块、臂部助力气缸(左右各一个)等构成上部机构。通过调整臂部助力气缸输出力大小，可实现机械臂的随遇平衡状态。在此状态下，操纵机械臂前后、上下方向移动所需的外力极小，且不需要控制系统的介入。这些机构与前期研究 [ 6 ] 基本相同。在本文中，我们新增了腰部助力机构、腰部助力气缸、钢绳、腰带、钢绳固定块等部分。其中，腰部助力气缸通过拉动钢绳为腰部提供助力扭矩，使腰直立起来。腰部助力机构为一个多轴单自由度机构，可以保证在不同弯腰角度下，机构均能与穿戴者腰部紧密贴合，并传递助力扭矩。腰部助力机构的下部通过腰带与人体骨盆绑定，上部与机器人主体相连。为了减轻可穿戴机器人的自重，机器人的主要部件尽量采用碳纤维型材与工程塑料3D打印件制作。同时为保证作业者穿戴的舒适性，机器人与人体接触部分，均采用软垫包裹。 图2. 可穿戴搬运助力机器人结构图
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user: 3. 腰部助力的多轴单自由度机构 为了将可穿戴机器人的上部机构与骨盆部的腰带相连，并能在弯腰时贴合人体转动，本文设计了一种多轴单自由度机构，如图3所示。由于该机构有多个转动轴，所以能与多块椎骨的腰椎部分保持很好贴合。由于是单自由度，所以该机构只需单个气缸驱动，就能实现确定轨迹的运动。 该机构由上部齿形件、齿形件2、齿形件1、下部齿形件构成前列结构。由上部齿形板、中部齿形板、下部齿形板构成后列结构。然后，前后列结构通过6个销轴相连接而构成。因为有交错布置的两列通过齿形啮合的齿形板，其总的回转自由度只有一个。该单自由度机构可以仿照人体脊柱的生理弯曲，实现弯腰运动过程中与作业者背部脊椎的紧密贴合。为了减少回转时的摩擦力，在销轴轴孔处均设置了滚动轴承。 图3. 多轴单自由度机构 通过运动分析对可穿戴搬运助力运动状态和运动范围进行确定，确定多轴单自由度机构各零件尺寸后，对弯腰范围进行分析。根据零件的运动范围进行建模，如图4所示。 图4. 多轴单自由度机构运动分析 以下部齿形件销轴中心为原点，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，建立平面直角坐标系。以直立初始位置各轴中心点记为O 1 、O 2 、O 3 、O 4 、O 5 ，转动后弯腰位置记为P 1 、P 2 、P 3 、P 4 、P 5 。设OO 1 与竖直方向夹角为β。经试算，对身高1.75米的人，取 OO 1 = O 1 O 2 = O 2 O 3 = O 3 O 4 = O 4 O 5 = 46   mm β角取7.5˚，多轴单自由度机构的上部齿形件初始位于M位置。而当腰部前弯达45˚时，多轴单自由度机构的上部齿形件位于M 1 位置。在弯曲45˚情况下，相邻齿形件之间均顺时针旋转15˚。由此可以确定弯曲45˚状态下位置，起始位置为OO 1 O 2 O 3 O 4 O 5 ，终止位置为OP 1 P 2 P 3 P 4 P 5 。 为验证该机构的运动范围，试制了腰部助力机构，如图5所示。左图为腰部直立时的机构与穿戴者背部贴合情况。右图为穿戴者腰部向前弯曲时的贴合情况。可见，从身体直立时脊柱略带反S型的形态，到身体弯曲时脊柱呈弧形的形态，腰部助力机构均能与穿戴者身体紧密贴合，可以满足使用的要求。 图5. 多轴单自由度机构穿戴示意图
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user: 4. 机器人助力效果生物力学分析 4.1. 无助力情况下 为了对机器人助力效果进行定量分析，通过生物力学分析，分别计算了无助力和有助力两种情况下背部肌肉拉力和腰骶关节受力的情况。 在上身倾斜无助力的搬运状态中，人体上身向前俯下倾斜45˚，受力分析如图6所示。在脊柱受力最大的腰骶关节处为坐标原点建立生物力学模型，将人体看作一个悬臂梁结构。头部、颈部和臂膀的重力记为G 1 ，位于脊柱腰骶关节以上躯干重力为G 2 ，双手所持物料重力为W 1 。G 1 、G 2 、W 1 力臂分别为a 1 、a 2 、b 1 。腹压和腹肌纵向张力提供的内部抵抗力为f 1 ，背部肌肉收缩力为f 2 。f 1 、f 2 力臂分别为b 2 、b 3 ，与竖直方向夹角记α。脊椎所给的反作用力为R，R与竖直方向夹角记β。对腰骶关节进行受力分析，由力矩平衡可得： W 1 b 1 + G 1 a 1 + G 1 a 2 − f 1 b 2 − f 2 b 3 = 0 (1) 图6. 无助力时上身生物力学简图 由力矩平衡可得：由水平方向力平衡，得到： f 1 sin α + R sin β − f 2 sin α = 0 (2) 由竖直方向力平衡，得到： W 1 + G 1 + G 2 + f 2 cos α − f 1 cos α − R cos β = 0 (3) 根据以上生物力学分析公式，将实际的数据带入进行了计算。 在无助力情况下，搬运重物W 1 为8 kg、b 1 为558 mm；有关人体的参数我们参照参考文献 [ 7 ] 来选取。得到人体重力参数G 1 、G 2 分别为14 kg、23 kg；a 1 、a 2 分别为457 mm、178 mm；此时腹压产生的力f 1 的值7.45 kg、b 2 为114 mm；b 3 为51 mm。则由公式(1)可计算出无助力搬运时背部肌肉拉力f 2 f 2 = W 1 b 1 + G 1 a 1 + G 2 a 2 − f 1 b 2 b 3 = 276.6   kg (4) 有公式(2) (3)可得腰骶椎处反力R的大小和角度β分别为 tan β = sin β cos β = ( f 1 − f 2 ) sin α W 1 + G 1 + G 2 + f 2 cos α − f 1 cos α = 0.809 (5) β = 39 ∘ R = ( f 2 − f 1 ) sin α sin β = 302.6   kg (6) 4.2. 有助力情况下 有助力受力状态如图7所示，此时上部机器人的重力记为W 2 、对应力臂为b 4 ；机器人为躯干部分提供的转矩为M 2 。 图7. 有助力时上身生物力学简图 对腰骶关节进行受力分析，由力矩平衡得到： W 1 b 1 + G 1 a 1 + G 2 a 2 + W 2 b 4 − f 1 b 2 − f 2 b 3 − M 2 = 0 (7) 由水平方向力平衡，得到： f 1 sin α + R cos β − f 2 sin α = 0 (8) 由竖直方向力平衡，得到： W 1 + G 1 + G 2 + W 2 − f 1 cos α − R cos β = 0 (9) 在有助力状态下，其他参数与无助力相同的情况下，机器人重量W 2 为7.2 kg、b 4 为250 mm；机器人为躯干部提供的转矩M 2 为9 kgm。则由公式(7)可计算出有助力搬运时背部肌肉拉力f 2 f 2 = W 1 b 1 + G 1 a 1 + G 2 a 2 + W 2 b 4 − f 1 b 2 − M 2 b 3 = 135.4   kg (10) tan β = sin β cos β = ( f 2 − f 1 ) sin α W 1 + G 1 + G 2 + W 2 − f 1 cos α = 0.668 (11) β = 33.7 ∘ R = ( f 2 − f 1 ) sin α sin β = 163   kg (12) 由以上对比计算可发现，有助力情况下，背部肌肉收缩力由276.6 kg降为135.4 kg，为无助力的49%；腰骶关节受力由302.6 kg降为163 kg，为无助力的54%。这表明通过可穿戴搬运机器人的助力达到了减轻肌肉拉力和关节压力的良好效果。
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user: 5. 机器人试验样机及搬运助力实验 为了验证可穿戴搬运助力机器人的助力效果，试制了机器人试验样机，其整体穿戴效果如图8所示。 图8. 可穿戴搬运助力机器人试验样机 利用开发的可穿戴搬运助力机器人试验样机进行了搬运助力实验，如图9所示。 图9. 可穿戴搬运助力机器人试验样机 为了测试腰部多轴单自由度机构的助力效果，分别以重量分别为1 kg、5 kg、10 kg的水桶进行了加载实验。依次对弯腰θ角30˚、45˚弯曲角度条件下气缸所需的拉力进行测量，如图10所示。气缸所需助力效果如表1所示，其中转矩一、力一为θ角30˚时的测量数据，转矩二、力二为θ角45˚时的测量数据。 图10. 多轴单自由度助力实验 Table 1 Back cylinder power experimen 重量kg 转矩一N·m 力一N 转矩二N·m 力二N 1 2.45 45 3.47 66 5 12.25 114 17.35 162 10 24.5 225 34.7 320 表1. 背部气缸助力实验 从表中可以看出，随物料重量的增加所需的拉力逐渐增加，同一重量的重物随着弯曲角度的增加，所需的拉力逐渐变大。实验得到的转矩数据与理论计算基本相符。
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user: 6. 结论与展望 本文设计了一种多轴单自由度机构，可随人体弯腰与直立与作业者紧密贴合，借助气缸拉力为穿戴者提供腰部助力，减轻腰部负担。对其进行受力分析后得到：有助力情况下，背部肌肉收缩力为无助力的49%；腰骶关节受力为无助力的54%，助力效果良好。之后的多轴单自由度机构搬运助力实验，验证了腰部助力机构的可行性。 在后续工作中，我们拟继续研究腰部助力的有效方案，并努力减轻机器人整机重量、提高穿戴舒适性及穿上脱下的便利性，争取早日实现搬运助力机器人的实用化。
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user: 摘要 目的：探讨负压封闭引流(VSD)联合间断快速冲洗技术在下肢开放性骨折合并软组织缺损的应用研究。方法：选取我院创伤骨科2020年1月~2020年10月收治的50例下肢开放性骨折合并软组织缺损行VSD负压引流术后的患者，分为实验组25例用生理盐水快速间断冲洗创面及对照组25例用生理盐水持续冲洗创面，分别对两组护理效果进行比较。通过记录每例发生引流管堵塞的次数、患者疼痛指数评分、使用VSD平均治疗时间、创面愈合效果及疗效显现时间、出院患者满意度进行对比。结果：VSD负压引流术后采用间断冲洗与持续冲洗防止引流管管道堵塞的效果无差别(P > 0.05)，实验组的疼痛程度低于对照组(P < 0.05)，实验组使用VSD平均治疗时间短于对照组，实验组创面愈合效果优于对照组(P < 0.05)，实验组疗效显现时间短于对照组(P < 0.05)，实验组的满意度高于对照组(P < 0.05)。结论：负压封闭引流(VSD)联合间断快速冲洗技术能显著促进下肢开放性骨折合并软组织缺损创面的愈合，降低患者的疼痛程度，缩短治疗时间，提高患者满意度，值得推广应用。
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user: 1. 引言 近年来，随着经济和社会的快速发展，科学技术的不断进步和科技产品的广泛应用，人们在获得科技改变生活福利的同时，也给人们的日常生活带来了不少问题，特别是出行交通工具和机械设备的改变，给人们带来的意外交通事故和机械性致伤致残数量逐年递增。最新研究发现，这类患者中由于存在基础性疾病如2型糖尿病患者，其创面在临床上常发展成难愈性创面，不仅给临床治疗带来了困难，一定程度上也增加了患者的治疗费用 [ 1 ]。负压封闭引流技术(vacuum sealing drainage， VSD)是一种通过覆盖生物材料及薄膜形成负压密闭腔隙，外接引流管吸引创面引流物的医疗技术。如今普遍应用于骨科、烧伤科、皮肤科、整形科的临床治疗，对慢性骨髓炎、开放性骨折合并皮肤软组织缺损、糖尿病足、压力性损伤、植皮术后、烧伤创面、难愈性创面等创面治疗疗效佳。我科自2020年1月~2020年10月收治的50例下肢开放性骨折合并软组织缺损患者在二期缝合前应用VSD引流术，待肉芽组织生长到适合植皮的条件后进行手术。由于是感染性创面，生成的渗出液和坏死组织多，VSD术后引流易发生堵塞、感染等现象，术后常规进行负压引流管的冲洗，对VSD负压引流术后采用间断快速冲洗与持续冲洗治疗效果进行对比，现汇报如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 将我院创伤骨科2020年1月~2020年10月收治的50例下肢开放性骨折合并软组织缺损行VSD负压引流术后的患者，收治研究患者均无：(1) 膝关节、踝关节以及足部损伤者；(2) 营养不良者；(3) 糖尿病患者；(4) 有活动性出血的创面；(5) 凝血机制差；(6) 皮瓣移植后的创面。本研究采用随机抽取的方法将患者分为实验和对照两组，其中实验组25例(男13例，女12例)，年龄33~55岁，平均年龄(43.25 ± 1.21)岁)；其中对照组25例(男12例，女13例)，年龄30~57岁，平均年龄(44.17 ± 1.12)岁。两组均为Ⅲ度创面。两组患者一般资料差异不明显，可分组比对(P > 0.05)。 2.2. 护理方法 2.2.1. 实验组 将材料：使用0.9% N.S 500 ML/瓶；普通输液器分离头皮针后，输液管接头直接与冲洗管接口进行连接；壁式负压装置；吸引瓶容量为1000 ML。具体实施方法如下：术后至拔管期间，各接口冲洗间隔时间均为Q2h，冲洗时将输液调节器的莫菲式滴管开尽，滴速呈现最快，引出澄清液即可关闭调节器；期间严格按照负压封闭引流(VSD)术后护理常规进行护理。实验用到的试剂购自四川科伦药业股份有限公司。 2.2.2. 对照组 所用材料同实验组，具体实施方法如下：术后至24小时各接口冲洗滴速为60 gtt/min；术后1天后至术后第三天，各接口冲洗滴速为40 gtt/min；术后第三天以后至拔管期间，各接口冲洗滴速为20 gtt/min；期间严格按照负压封闭引流(VSD)术后护理常规进行护理。 2.2.3. 观察指标 分别对比实验组和对照组患者干预一个月的伤口创面愈合情况：① 疼痛指数评分 [ 2 ]：采用11点数字评分法(NRS-11)，由患者用0~10这11个点来描述疼痛轻度，0表示无痛，疼痛较强时增加点数，10表示最剧烈的疼痛；② 使用VSD平均治疗时间；③ 实验组和对照组患者在分别在接受临床治疗后第7、14、21天和痊愈当天，主要观察实验组和对照组治疗前后肉芽组织的表象恢复情况，以及临床相关检查指标等数据观察创面愈合效果。根据治疗指数可分为痊愈、显效、有效及无效四类。第一类痊愈：治疗指数 ≥ 90%时，患者自我感觉良好，无轻微功能障碍及患处疼痛，提示患者伤口全部或绝大部分得到封闭，但患处仍然有少量瘢痕组织存在。第二类显效：60% ≤ 治疗指数 < 90%，患者自我感觉有轻微不适，但是不影响日常生活。第三类有效：20% ≤ 治疗指数 < 60%时，患者临床症状任然存在，但比较之前症状有所减轻，患者伤口愈合面积增大，新生组织明显等。第四类无效：治疗指数 < 20%时，患处渗出物没有减少，自我感觉患处不适症状没有得到减轻，且感染及坏死组织仍然大量存在，新生组织较少或者不明显，最终导致患者肢体坏死，严重者直至死亡。总有效 = (痊愈人数 + 显效人数 + 有效人数)总人数 × 100%。④ 疗效显现所需时间；⑤ 患者满意度：对出院前患者进行满意度调查，包括医护服务技术、服务态度等内容，分为不满意、满意和非常满意，满意度 = 非常满意 + 满意/调查人数 × 100%。 2.2.4. 统计学处理 采用SPSS 20.0软件进行数据处理，计数资料采用X 2 检验；计量资料以均数±标准差( x ¯ ± s )表示，采用t检验。P < 0.05表示差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 实验组与对照组VSD管道堵塞次数比较 治疗过程中实验组与对照组引流管堵塞次数比较差异无统计学意义(P > 0.05)。见表1。 Table 1 Comparison of VSD pipeline blockage times between experimental group and control grou 组别 (例) (n) 管道堵塞次数 实验组(n = 50) 25 0 对照组(n = 52) 25 0 t值 - - P值 - >0.05 表1. 实验组、对照组VSD管道堵塞次数比较 3.2. 实验组与对照组疼痛评分比较 治疗过程中实验组疼痛评分均低于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表2。 Table 2 Comparison of pain scores between experimental group and control group ( x ¯ ± s 组别 (例) (n) 疼痛评分 实验组 25 3.03 ± 1.17 对照组 25 5.07 ± 1.23 t值 - −5.3172 P值 - <0.05 表2. 实验组、对照组疼痛评分比较( x ¯ ± s ) 3.3. 实验组与对照组使用VSD平均治疗时间比较 治疗过程中实验组使用VSD平均治疗时间均少于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表3。 Table 3 The average treatment time of VSD was compared between experimental group and control group ( x ¯ ± s 组别 (例) (n) 使用VSD平均治疗时间(天) 实验组 25 6.74 ± 1.12 对照组 25 8.41 ± 1.14 t值 - −4.735 P值 - <0.05 表3. 实验组、对照组使用VSD平均治疗时间比较( x ¯ ± s ) 3.4. 实验组与对照组临床疗效比较 实验组明显高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表4。 Table 4 Comparison of clinical efficacy between experimental group and control group ( x ¯ ± s 组别 (例) (n) 痊愈 显效 有效 无效 总有效 实验组 25 9 10 5 1 24 对照组 25 3 7 11 4 21 X 2 - 5.23 2.65 4.27 5.31 3.60 P - <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 表4. 实验组、对照组临床疗效比较( x ¯ ± s ) 3.5. 实验组与对照组所需疗效显现时间比较 两组患者治疗后有效、显效、痊愈各阶段所需时间(d/天数)比较，差异有统计学意义(P < 0.05)，见表5。 Table 5 Comparison of therapeutic effect appearance time between experimental group and control group ( x ¯ ± s .d 组别 (例) (n) 痊愈 显效 有效 实验组 25 23.7 ± 4.5 8.9 ± 2.4 4.9 ± 1.7 对照组 25 27 ± 2.9 11.1 ± 3.0 5.8 ± 2.1 t - 5.13 7.25 4.68 P - <0.05 <0.05 <0.05 表5. 实验组、对照组疗效显现时间比较( x ¯ ± s .d) 3.6. 实验组与对照组出院患者满意度比较 实验组满意度高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)，见表6。 Table 6 Comparison of satisfaction of discharged patients between experimental group and control group ( x ¯ ± s 组别 (例)(n) 非常满意 满意 不满意 满意率(%) 实验组 25 18 6 1 96 对照组 25 7 12 6 76 X 2 值 - 11.205 P值 - <0.05 表6. 实验组、对照组出院患者满意度比较( x ¯ ± s )
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user: 4. 讨论 1) 开放性骨折合并较大软组织缺损的病人在创伤骨科中很常见，发生外露骨和肌腱的频率更高，最大威胁是发展成感染和骨髓炎，甚至出现截肢从而危及生命。为减少相关并发症的发生，促进骨折周围软组织愈合，需积极治疗伤口。VSD能够较好符合临床治疗要求，在清创后的治疗过程中，显著降低并发症，缩短愈合及疗效显现时间。罗明星等 [ 3 ] 研究表明，VSD在骨科手术患者创面治疗中可促进新鲜肉芽生长，改善血液循环，感染控制效果较好。朱庭标等 [ 4 ] 在胫骨慢性骨髓炎治疗中联合使用VSD，有效缩短了治疗时间，且安全可靠无复发。 2) 负压封闭引流技术是在一个相对密闭的环境内进行工作，临床上可以通过采用具有良好透气、透氧性能的生物贴膜进行患处密封，这样就可以有效防止外界细菌入侵，从而降低交叉感染风险。同时给予患者有效的负压，不仅可以有效促进患处毛细血管的增生，而且创面血运也得以进一步改善，促进患者创面愈合。 3) 用生理盐水持续冲洗VSD管道，虽使伤口处在湿性环境，但易引起新生肉牙组织的水肿。改用生理盐水快速间断冲洗创面既能维持创面在湿性环境，又能在一定程度上防止肉牙组织水肿。本次研究实验组使用VSD平均治疗时间均少于对照组。 4) 综上所述，负压封闭引流(VSD)联合间断快速冲洗技术能显著促进下肢开放性骨折合并软组织缺损创面的愈合，降低患者的疼痛程度，提高患者满意度，值得推广应用。 本研究经我院伦理委员会审批通过(符合伦理)。
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user: 摘要 目的：探讨硬脑膜动静脉瘘患者临床初始误诊为颅内静脉窦血栓形成一例的诊疗经过。方法：分析1例初步诊断为颅内静脉窦血栓形成的硬脑膜动静脉瘘患者的临床资料。结果：本例患者为中年男性，临床表现为意识障碍、肢体活动不灵等症状，早期颅脑影像学检查提示深静脉梗死、符合静脉栓塞表现，经积极抗凝及对症治疗后临床病情进行性加重，为寻找病因行全脑血管造影术提示为硬脑膜动静脉瘘。结论：获得性硬脑膜动静脉瘘的早期诊断虽较为困难，但及时行脑血管造影检查是确诊硬脑膜动静脉瘘的金标准，结合影像学检查做出正确诊断，可减少疾病的漏诊误诊。当遇到早期影像学结果支持颅内静脉窦血栓形成诊断且治疗后效果不佳的患者时，应考虑硬脑膜动静脉瘘的可能性并积极行脑血管造影检查明确诊断，避免错误治疗。
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user: 1. 引言 硬脑膜动静脉瘘(dural arteriovenous fistula，DAVF)是指硬脑膜动脉与硬脑膜静脉、脑静脉窦、皮质静脉形成异常血管吻合，是一种少见的脑血管畸形，发病率不足15% [ 1 ]。DAVF的病因及发病机制目前尚存争议，其临床表现复杂多样，早期影像学常不典型，不易与颅内静脉窦血栓形成(intracranial venous sinus thrombosis， IVST)相鉴别，极易出现漏诊和误诊 [ 2 ]。全脑血管造影术(Digital subtraction angiography， DSA)目前仍然是诊断和分类DAVF的金标准方法，但最新研究认为无创成像检查具有更高的实用性及安全性。本文通过分享一例初诊IVST的DAVF典型病例的诊疗经过，以期提高对该疾病的早期诊断及临床治疗。
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user: 2. 临床资料 男性患者，36岁，因“嗜睡、左侧肢体无力、言语不清4 d”于2021年2月2日入院，发病前未服用药物。患者4天前出现睡眠增多、懒动，问话仅可回答单音节词；伴左侧肢体无力，左上肢无自主活动，左下肢搀扶下可行走，伴小便失禁。曾于当地医院就诊，查颅脑MRI + MRV (图1)显示：双侧丘脑异常信号，考虑深静脉梗死；直窦及右侧横窦、乙状窦、颈内静脉异常信号，符合静脉栓塞表现。给予抗凝及对症治疗，患者肢体活动较前略好转，左上肢可于床面平移，话语较前增多，时有自言自语，内容不被理解。患者病后精神萎靡不振、食欲较差，睡眠增多，大便正常，有小便失禁，体重无明显减轻。既往史和家族史无特殊，无手术和外伤史，否认家族中有类似患者。结合患者症状及病例资料初步诊断为颅内静脉窦血栓形成。 图1. DSA、MRA、MRV 入院查体：T 36.8℃，P 84次/分，R 16次/分，BP 146/87 mmHg (1 mmHg = 0.133 kPa)。心肺腹查体无异常。神经系统查体：嗜睡，反应迟钝，高级智能检查欠配合。脑膜刺激征阴性。双侧瞳孔等大正圆，对光反射灵敏。构音不清。左上肢肌张力减低，左上肢粗测肌力3级，左下肢粗测肌力2级，右侧肢体肌力5级。共济运动检查不配合。感觉系统正常对称，四肢腱反射存在，双侧病例征阴性。 实验室及影像学检查：入院后腰椎穿刺示脑初压180 mm H 2 O (80~180 mm H 2 O)，无色透明；脑脊液常规：白细胞13 × 10 6 ·L −1 (0~8 × 10 6 ·L −1 )；脑脊液生化：蛋白1412.7 mg·L −1 (150~400 mg·L −1 )；脑脊液细菌培养无阳性结果；D-二聚体0.37 mg·L −1 (0~0.8 mg·L −1 )；血常规：白细胞9.21 × 10 9 ·L −1 (3.5~9.5 × 10 9 ·L −1 )、中性粒细胞百分率77.2% (40%~75%)；自身抗体相关检验、肿瘤标记物正常。查颅脑增强MRI (图2)示：双侧丘脑、大脑脚及右侧基底节区异常信号，符合深静脉梗死伴少量出血。2021年2月9日患者出现反复剧烈呕吐，考虑颅内高压、怀疑出血，行颅脑CT (图2)见：双侧丘脑、基底节区、右侧放射冠区、双侧大脑脚改变，符合深静脉血栓所致梗死伴脑室内出血表现。复行腰椎穿刺示脑内压330 mm H 2 O，脑脊液性状红色浑浊。2021年2月13日颅脑CT (图2)：右侧侧脑室旁血肿较前稍增大，左侧脑室内积血较前吸收，第三四脑室积血较前稍增多，脑水肿较前进展。 图2. 颅脑影像学检查 诊疗经过：患者入住科室后立即给予甘露醇(山东齐都药业股份有限公司，H37020780) 125 ml q6h联合甘油果糖(辰欣药业股份有限公司，H20057114) 250 ml q12h脱水减轻颅内水肿、低分子肝素钠(齐鲁制药有限公司，H20030429)5000IU q12h抗凝、注射用纤溶酶(北京赛升药业股份有限公司，H11022110) 100 IU·d −1 溶栓及对症等治疗。住院期间患者出现颅高压症状，查头部影像学检查考虑出血量不大，停止抗凝、溶栓用药，行“侧脑室引流术”降低颅内压力，余继续予以艾地苯醌30 mg 3次/日、银杏叶片80mg 3次/日营养神经、依达拉奉30 mg 2次/日清除自由基、雷贝拉唑10 mg·d −1 抑酸护胃及补液等药物保守治疗。术后患者病情进行性加重，且2021年2月13日头部影像学提示颅内出血增多、脑室铸型，为明确临床诊断，进一步行DSA (图1)，术中发现直窦、右侧横窦未显影；左侧颈外动脉经左侧枕动脉、左侧咽升动脉、左侧颞浅动脉分支直接供血至窦汇；左侧椎动脉无明显异常；右侧椎动脉由右侧脑膜后动脉供血，引流至窦汇。术中并行“硬脑膜动静脉瘘栓塞术 + 颅内动静脉畸形切除术 + 颅内血肿清除 + 去骨瓣减压术”。术后患者病情继续进展加重，且出现多脏器功能衰竭，向家属充分说明患者病情及预后，家属放弃治疗，并签字出院。
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user: 3. 讨论 本例患者为中年男性，虽然缺乏IVST常见的病因和危险因素，如：全身衰竭、颅脑外伤、血液疾病、自身免疫性疾病、妊娠等 [ 3 ] [ 4 ]，但颅脑MRI + MRV呈现静脉栓塞表现，因此得出颅内静脉窦血栓形成的初步诊断。依照IVST急性期的治疗原则，对该患者给予低分子肝素联合尿激酶溶栓，治疗效果不满意。因患者以双侧丘脑对称性病变为主要表现，治疗后疗效不佳遂考虑除IVST外其他疾病成立的可能性：1) 硬脑膜动静脉瘘：DAVF好发于横窦、乙状窦和海绵窦区 [ 5 ]，发生于直窦附近的DAVF可造成双侧丘脑病变，由于累及双侧丘脑上行激活网状系统与大脑皮质间的往返投射联系 [ 6 ] [ 7 ]，患者不易从临床表现上与IVST导致的丘脑梗死相区别。2) 乙型脑炎：乙脑病毒感染引起，流行于夏秋季。起病急，体温可急剧上升至39℃以上，部分患者有嗜睡，可表现为癫痫发作、意识不清。颅脑MRI可见双侧丘脑、中脑等部位对称性病变。本患者无发热，脑脊液异常，有待排除诊断。3) 渗透性脱髓鞘疾病：多有颅内渗透压快速改变病史，与慢性酒精中毒、快速补钠、肝移植等相关，出现皮质脊髓束和皮质脑干束或基底节区受损的表现。颅脑MRI表现为双侧丘脑、基底节区对称性病变，本患者病史不支持。4) 中枢神经系统淋巴瘤：病程多在6个月以内，病理性占位效应或弥散性脑水肿引发症状。本患者表现为双侧丘脑对称性病变，但病变周围水肿占位效应不明显，肿瘤标记物无异常，暂不考虑。通过多角度的思考仍不能明确诊断，遂行脑血管造影。 静脉窦血栓MRI直接表现为静脉窦内血栓信号，间接表现为脑缺血或白质内水肿、实质出血、皮质水肿等信号；MRV可见静脉窦走形方向上的充盈缺损及血栓形成。但是早期DAVF的影像学表现不典型。虽然MRI可以显示动静脉瘘口位置及供血动脉，但DAVF由颈外动脉供血病例检查常表现为阴性结果，从而出现漏诊 [ 8 ] [ 9 ]。因此，疾病早期单纯行MRI + MRV并不能为鉴别DAVF和IVST提供有效依据。由于本例患者早期MRI + MRV符合深静脉梗死表现，临床症状也可以用深静脉梗死解释，因此在初期得出颅内静脉窦血栓形成的诊断。患者颅内出血进行性增多，结合影像结果考虑静脉性梗死后脑疝形成，脑室引流术后效果不佳。回顾患者影像结果，MRA (图1)上可见早期显影的静脉血管，且MRI增强相(图1)出现流空征，不支持静脉窦血栓的诊断。DSA是确诊DAVF的金标准，可显示相关血管情况，降低出血风险 [ 10 ]。为明确诊断，后期对患者行DSA发现直窦、右侧横窦不显影，左侧动脉供血窦汇形成动静脉瘘，故而最终确诊为硬脑膜动静脉瘘。 硬脑膜动静脉瘘具体病因及发病机制有待进一步深入研究，有观点认为成人DAVF后天获得性因素大于先天 [ 11 ]，可能与创伤、炎症、雌激素水平、缺血相关 [ 12 ]，其中，IVST被认为是导致DAVF的独立因素，且IVST和DAVF二者互为因果 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。目前受到大多数学者认可的观点是，静脉窦高压对DAVF起到关键作用 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]：① 动静脉吻合开放学说：硬脑膜动静脉间存在生理性通道，相关区域静脉窦内高压后出现静脉回流受阻，血液瘀滞，动静脉短路开放和血管改造，动静脉间交通支病理性开放，演变成为DAVF [ 20 ]。② 静脉窦高压诱导的血管化生学说：静脉窦高压和脑组织缺血缺氧时，硬膜中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)大量产生，VEFG协同缺氧诱导因子1α、碱性成纤维生长因子、转移生长因子α、基质金属蛋白酶(MMP)-2-1306 C/T，引起血管重塑，最后形成DAVF [ 21 ] [ 22 ]。③ 静脉窦血栓激化学说：颅内静脉窦血栓形成后可引起静脉窦高压，形成DAVF后血液湍流损伤血管壁又促进血栓形成，进一步增加静脉窦压力 [ 23 ]。概而言之，静脉窦高压是DAVF形成的核心，而静脉窦血栓形成则是静脉窦高压的重要危险因素。
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user: 4. 结论 对于确诊的IVST患者抗凝治疗被视为急性期首选治疗措施 [ 24 ]，但是DAVF后正常静脉窦因废用最终狭窄及闭塞，长期增高的皮层静脉压力会造成血栓形成、出血或梗死。DAVF患者若误诊IVST给予长期抗凝，其出血风险会增高 [ 25 ] [ 26 ]。获得性DAVF的早期诊断虽较为困难，但及时行DSA是确诊DAVF的金标准，结合影像学检查做出正确诊断，可减少疾病的漏诊误诊。在本次病例中，早期由于未关注MRV检查的局限性而导致误诊脑静脉血栓，表明一部分不典型动静脉瘘案例可能会因为检查手段的局限性而误诊。且神经科介入医师在本病例中行静脉窦内选择性造影时未行测压以判断静脉内血栓形成。因此，当遇到早期影像学结果支持IVST诊断且治疗后效果不佳的患者时，应考虑DAVF的可能性并积极行DSA明确诊断。近期多项临床研究显示，血管内治疗具有创伤小、住院时间短的双重优势，同时积极施行通畅静脉引流、减轻颅内高压治疗，将有效改善患者预后 [ 27 ] [ 28 ]。
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user: 摘要 针对疫情爆发阶段，跨国远距离转运烈性病患者，设计一种负压转运保障舱，可提供多人次、远距离的转运保障服务。本产品基于串联式结构设计，集成了稳定负压设备、高效过滤装置于一体，利用ANSYS静力学仿真分析验证了转运舱结构的可靠性；设计的送排风系统与PID控制组成的双闭环系统可以使舱内负压实现−60 Pa~0 Pa调节，保证舱内压力保持稳定，通过实验验证了可靠性；设计开发的三级空气过滤装置，可对0.3 um气溶胶过滤效率为99%，杜绝了转运过程中病毒的泄露和传播。另外，通过实验验证了装置的可靠性和可行性。此转运保障舱可以为患者的医疗救助提供便利，也可为医护人员的安全提供保障，具有广泛的应用前景。
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user: 1. 引言 2020年，新冠肺炎全球肆虐，对全人类的生命健康带来了巨大威胁，我国在政府的有效措施实施下，疫情已经有了极大好转，但国外大规模爆发，尤其从境外转运至国内，患者的安置及转运工作显得尤为严峻。此过程中既要对患者的生命健康提供保障，同时还要防止患者转运过程中病毒的传播引起交叉感染 [ 1 ]，因此具有病毒隔离功能的转运设备在疫情防控中起到至关重要的作用。负压转运设备是通过负压生成系统使设备中气压低于外界大气压，并通过空气隔离系统达到病毒隔离的效果 [ 2 ]。此类型负压设备已在包括SARS、H1N1、新型冠状病毒等大流行病中发挥了重要作用，目前市场上的负压保障设备主要分为拱形设计和气囊式设计两种，都可以实现设备的负压状态，但是还存在功能较为单一、只能近距离转运、设备价格较高、维修贵等问题 [ 3 ] - [ 8 ]。据此，本文设计了一款多舱体串联式负压设备，可转运多名患者，并可进行远距离转运工作，成本较低，通用性好。
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user: 2. 整体结构设计与仿真分析 转运保障设备需要保证舱内时刻处于负压状态，通过控制舱内进气和排气的差值进而控制舱内压力状态，负压状态下可保证舱内被污染的空气不会泄露，产生的污染空气经过特定的过滤设备处理后排出，保证转运过程的安全。由于本产品针对长距离的转运过程，因此需要考虑转运过程中医护人员与隔离人员的实际需要。通过调研分析转运的实际过程，将整体结构分为保障舱，设备舱，缓冲舱，中控舱，卫生间等部分，完全满足实际过程中的需要，并且根据各舱使用要求的不同，对各舱具体的压力也设置了相应值。 2.1. 机械结构设计 负压转运舱采用整体式串联结构，此种设计可保证舱内进气口与排气口之间气体流通顺畅，达到负压的目的，如图1所示。其中，保障舱为患者提供医疗和休息的场所；第一与第二缓冲舱为杀菌消毒的场所；设备舱为放置设备和电力供应舱段；中控舱为中枢舱段，包括负压系统，控制系统等。整体串联式设计可提供左右两处进舱通道，可避免病毒向外传播，防止交叉感染，此舱可安装在运输车上，实现远距离转运工作。 图1. 负压转运舱整体结构图 2.2. 结构仿真分析 本转运保障舱设计负压范围为−60 Pa~0 Pa，因此需要校核舱壳能否承受所需压力范围。舱壳整体为铝合金结构，由上下3 mm铝板及铝板间的加强筋组成。另外，在铝板间填充了隔热材料提高了保障舱的环境适应能力。通过ANSYS静力学仿真分析在−60 Pa压力下，舱体结构情况来进行校核，结果如图2所示。由仿真结果可得出，在负压状态下，舱体受大气压的挤压发生变形，但整体变形量不大，舱壳所受强度也远远低于铝合金的屈服强度，由此可得，舱壳结构可满足使用要求。 图2. 舱壳静力学分析
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user: 3. 功能实现方法 负压转运舱的功能主要为负压功能及消毒排气功能。负压即外界气压大于舱内气压。负压功能可保证在打开门时，空气自由流动只能由舱外流向舱内，舱内被污染的气体不会泄露到外界空气中，被污染的气体经过特定的处理装置消毒杀菌后排出，可实现转运过程的零泄露。 3.1. 负压功能的实现 本保障舱根据功能划分舱室，根据各舱室的洁净度及使用要求，对各舱室的负压大小以及换气次数进行了设计和规划，舱室间采用独立的负压系统以防止相互干扰。下文中将以保障舱为例，简述负压系统功能的实现过程。空气由舱室内特定的进气口及排气口来进行室内气体的循环与换气，控制舱室的进气与排气的速率即可控制舱内的气压值，保障舱内气体流向如图3所示。 图3. 舱室内气体流向 为了使舱内气体稳定保持负压稳定状态，设计了基于STM32的集成控制器，内置风机设备控制模块，过滤设备控制模块，压力传感器，PID控制模块，压差调节器，压力报警等。由风机设备，集成控制器，空气过滤设备组成的负压系统可实现舱内外压差的闭环控制，保证舱室内气压稳定，如图4所示。 图4. 控制系统流程图 如图所示，压力传感器测得舱内压力，将此值与压力设定值比较后，由A/D转换电路转换为对应的速度值，此值与实际速度值对比后，速度差值经D/A转换电路控制电机转速，从而控制舱内进气量，实现负压的功能。 3.2. 空气净化功能的实现 负压设备工作一定时间后，舱内气压将达到理想值，此时进气量与排气量将保持一致，舱内空气进入正常循环状态。舱内被污染气体需经特殊处理后方可排出，为了保证排除气体为无污染气体，设计了一款三级过滤装置，主要分为初级过滤；紫外线杀菌；高级过滤三个过程，如图5所示。 初级过滤主要过滤较大颗粒的灰尘及其他污染物，保证过滤装置内部的清洁环境；紫外杀菌装置通过紫外线的照射消灭依附于过滤装置上的污染物；高级过滤装置可过滤PM2.5，气溶胶等污染物。三级过滤装置可有效消灭病毒及其他污染物，净化效果可达99%，实物图如图6所示。 图5. 三级过滤过程 图6. 三级过滤设备
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user: 4. 实验结果 为了验证设备的负压效果，需要对工作状态下舱内外实际压差与设定值进行对比。采用压差传感器，同时采集舱内外的压力得到压力差，与设定值进行对比来验证设备效果。随机选取舱内10个采集点进行测量，为了使测试结果更具准确性，重复进行实验20次，分别计算出最大值，最小值和平均值，实验结果如表1所示。 Table 1 The maximum and average values of pressure difference at each collection poin 舱内采集点 最大值/Pa 最小值/Pa 平均值/Pa 设定值/Pa 1 60.2 60 60 60 2 60.3 59.9 60.1 60 3 60.2 60 60 60 4 60.1 59.8 59.9 60 5 60 60 60 60 6 60 59.9 60 60 7 60.3 60 60.1 60 8 60.1 59.9 60 60 9 60.2 59.8 60 60 10 60 59.7 60 60 表1. 各采集点压差的最值及平均值 由表1数据可得，在测试过程中各组压差均在设定值上下浮动，可以证明本装置可以保证舱内压力稳定在某一特定值，且舱内压力无明显差异。各点的最值波动不尽相同，但是平均值相对较为稳定，无明显波动，如图7所示。 图7. 压差采集数据分析
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user: 5. 结论 本文着重对负压转运舱的结构方案、负压实现方案、空气净化方案进行了说明，可得出设计开发的负压转运舱实现了负压、空气净化功能，可保证在患者转运过程中的零泄露，在保障患者的生命安全的同时杜绝了交叉感染的风险。此设备可满足多人次、长距离的转运需求，可为患者的集中隔离治疗提供有力保障。在后期的研究中，需要与实际医疗应用对接，经过功能和安全性测试后，将本产品投入到实际应用中，在过程中继续对设备进行优化和升级，使之具有更高的通用性和实用性。
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user: 摘要 基于《概率论与数理统计》混合式教学模式，以上海市重点课程项目申请为契机，从课程建设目标、课程建设举措、课程建设特色和成效、持续课程建设计划这4个方面，阐述了混合式课程《概率论与数理统计》课程建设的一些的举措和成果。