超声汽化蒸汽驱动的排尿助力系统建模与实验研究

摘要

超声汽化蒸汽驱动的排尿助力系统是一种利用超声波热效应和热功转换原理来辅助神经源性膀胱排尿的装置，在应用于临床实验研究之前，对其进行理论分析和模拟实验研究具有重要的理论与实际指导意义。本文根据排尿助力系统的结构及工作原理，运用超声学、工程热力学、弹性力学和流体力学理论建立了系统数学模型，仿真分析了系统驱动特性和排尿动力特性，设计搭建了模拟实验系统，并进行了大量的模拟实验研究。具体工作内容如下:
　　 1.运用超声学、工程热力学和弹性力学理论建立了排尿助力系统的超声波热效应数学模型、工质汽化数学模型和膀胱压数学模型。基于排尿助力系统的结构及工作原理和流体力学理论建立了排尿助力系统的全程排尿期尿流率数学模型。
　　 2.利用所建立的排尿助力系统数学模型，在Matlab软件上仿真分析了超声波声强、超声波频率、超声波辐射面积、超声波辐射时间和初始膀胱压对排尿助力系统排尿动力特性的影响规律。
　　 3.根据排尿助力系统的结构及工作原理，设计搭建了一台由泌尿模拟单元、驱动单元、测控单元、环境温度控制单元和计算机组成的模拟实验系统。
　　 4.模拟实验研究了超声波声强、超声波辐射时间和初始膀胱压对排尿助力系统排尿动力特性的影响规律，验证了所建立的排尿助力系统数学模型的有效性。
　　 本文建立的超声汽化蒸汽驱动的排尿助力系统的数学模型及搭建的模拟实验系统，为排尿助力系统的仿真分析、设计与实验研究奠定了理论与实验基础。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题背景及意义

1．3 国内外研究现状分析

1．3．1 超声波技术及医学应用

1．3．2 热力学理论及医学应用

1．4 论文的主要研究内容

第二章 排尿助力系统的结构及工作原理

2．1 膀胱结构及排尿机理

2．2 排尿助力系统

2．2．1 结构及工作原理

2．2．2 主要参数

2．2．3 主要性能指标

2．3 小结

第三章 排尿助力系统的数学建模

3．1 超声波热效应数学模型

3．1．1 介质的黏性吸收

3．1．2 热效应数学模型

3．2 介质汽化数学模型

3．3 膀胱压数学模型

3．4 排尿助力系统全程排尿期的尿流率数学模型

3．5 小结

第四章 排尿助力系统驱动及排尿动力特性仿真分析

4．1 排尿助力系统驱动特性

4．1．1 超声波热效应数学模型验证

4．1．2 超声波热效应数学模型仿真分析

4．1．3 膀胱压数学模型验证

4．1．4 膀胱压数学模型仿真分析

4．2 排尿助力系统的排尿动力特性仿真分析

4．2．1 超声波声强I对排尿动力特性的影响

4．2．2 超声波频率f对排尿动力特性的影响

4．2．3 超声波辐射时间t1对排尿动力特性的影响

4．2．4 超声波辐射面积Sr对排尿动力特性的影响

4．2．5 初始膀胱压胁Pb0对排尿动力特性的影响

4．3 小结

第五章 排尿助力系统排尿动力特性模拟实验研究

5．1 排尿助力系统的模拟实验系统

5．1．1 模拟实验系统原理

5．1．2 泌尿模拟单元

5．1．3 驱动单元

5．1．4 测控单元

5．1．5 环境温度控制单元

5．1．6 模拟实验系统的软件设计与编写

5．2 排尿助力系统的模拟实验

5．2．1 超声波声强I对排尿动力特性的影响

5．2．2 超声波辐射时间t1对排尿动力特性的影响

5．2．3 初始膀胱压Pb0对排尿动力特性的影响

5．2．4 影响分析小结

5．3 排尿助力系统仿真分析实验验证

5．4 小结

总结和展望

1．总结

2．展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

声明

致谢