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        《医疗卫生装备》 2020年10期
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        不同生理状态下膝关节积液精细建模及其生物阻抗分析

        柯丽  王岑  杜强  李雨寰  
        【摘要】:目的:构建具有精细结构的真实膝关节三维模型,分析不同生理状态下人体电学信号的变化,为膝部积液检测系统设计提供理论指导。方法:基于人体下肢CT图像,构建具有膝关节真实结构的三维模型,并在其基础上构建膝关节积液生物阻抗检测模型,利用有限元仿真分析不同积液程度、不同积液位置时膝关节模型的电场分布,并设计琼脂实验对膝关节三维模型的有效性进行验证。结果:仿真结果表明,膝关节表面电学信号受积液变化影响,积液电导率由0.80 S/m增至1.60 S/m时,电势值减小约0.06 mV,阻抗值减少约4Ω;积液位置不同时,积液区域内的电势变化率最大约为0.02 mV。琼脂实验结果表明,积液电导率由0.80 S/m增至1.60 S/m时,阻抗值减少约40Ω。仿真结果和实验结果中阻抗的变化趋势一致,均随积液电导率增加而减小。结论:积液程度的加重会引发生物体电势值和阻抗值的减小,局部积液产生会导致该区域电势值小于其他区域。该研究为膝关节疾病的早期诊断和术后康复治疗提供了理论依据。

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