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《血管与腔内血管外科杂志》2020年5月 第6卷 第3期Journal of Vascular and Endovascular Surgery Vol.6, No.3, May 2020Abstract: Microsurgery is the basis of vascular anastomosis technology. The improvement of vascular anastomosistechnology determines the development of microsurgery. The innovation of vascular anastomotic instruments and the development of microscopes and microsutures can improve the precision, speed and success rate of vascular anastomoses. On the basis of improving the vascular suturing technique, by inventing new anastomotic apparatus, materials and searching for new anastomotic technology to optimize the vascular anastomotic effect, this study summarizes the research progress and application status of vascular anastomotic technology from five aspects: suture, anastomat, adhesive, laser and tissue engineering.Key words: vascular anastomosis technology; research progress; application status血管吻合技术研究进展和应用现状彭 云 黄文贤 江 盼中国人民解放军77231部队医院急诊科，云南 临沧 677000摘要：显微外科是血管吻合技术的基础，血管吻合技术的提高决定了显微外科学的发展。
摘要该文结合本校开展的数学竞赛，阐述了在中医药大学如何开展数学建模课程建设的经验，同时浅谈了课程建设主要解决的问题、创新点以及未来课程建设的方向。
关键词数学建模；混合式；教学改革；课程建设On the Construction of Mathematical Modeling Course in Nanjing University of Chinese Medicine //YANG Wenguo,YUAN Jianjun,SHEN Xiaojing,ZHANG Qian,HUANG Xinhai,HU TingtingAbstract In this paper,combined with the development of mathematics competition in our university,the experience of how to carry out the course construction of mathematical mod‐eling in universities of traditional Chinese medicine is elabo‐rated,and the main problems,innovation points and future di‐rection of the course construction are discussed.Key words mathematical modeling;mixed type;reform in edu‐cation;curriculum construction数学建模这门课程在国内高校中几乎都会开展，但由于南京中医药大学（以下简称我校）是中医药院校，一直都未开设这门课程。
受全国大学生数学建模竞赛广度和深度增强的影响，我校师生逐渐了解、认识并接受数学建模[1]，下面结合我校实际情况，谈谈如何开展数学建模课程建设。
光标测技术在心脏电生理和心律失常研究中的应用李阳鹏1，郑雨晴1，李剑鸿1，陈唐葶1，谭晓秋1，21.西南医科大学心血管医学研究所，医学电生理学教育部重点实验室，医学电生理四川省重点实验室（泸州646000）；2.西南医科大学基础医学院（泸州646000）【摘要】光标测技术（optical mapping ）自20世纪末问世以来已逐渐成为心脏电生理研究的重要技术，主要原因是：一方面，荧光探针技术和高分辨率采集技术不断发展；另一方面，单细胞和整体水平电生理技术已无法满足目前的研究需求。
光标测技术具有较高的时空分辨率、广阔的采样面积和较小的损伤等特点，可以直观、动态显示心脏整体的电传导和钙处理的动力学改变，在研究心脏电生理和心律失常发生机制时发挥了重要作用。
光标测技术的基本原理是将电压和钙敏感染料灌注到心脏各个细胞，使用荧光激发两种荧光染料，发射光经滤波处理后被相机同时获取，采集系统可同时获得心肌膜电位和钙瞬变的高通量数据。
通过后续数据分析，可获得动作电位和钙瞬变多个电生理参数及二者的耦联关系以明确疾病模型或药物干预下的电生理特性，从而揭示心律失常的机制和用于抗心律失常药物筛选。
本文旨在介绍光标测技术及在常见疾病模型下的数据分析和应用，并为抗心律失常药物的研究提供技术参考。
【关键词】光标测技术；心脏电生理；心律失常；抗心律失常药物【中图分类号】R33-3；R331文献标志码ADOI ：10.3969/j.issn.2096-3351.2023.04.004Application of optical mapping in cardiac electrophysiology and arrhythmiasLI Yangpeng 1，ZHENG Yuqing 1，LI Jianhong 1，CHEN Tangting 1，TAN Xiaoqiu 1，21.Key Laboratory of Medical Electrophysiology of Ministry of Education,Medical Electrophysiological Key Laboratory of Sichuan Province,Institute of Cardiovascular Research of Southwest Medical University,Luzhou 646000,China;2.School of Basic Medical Sci⁃ences,Southwest Medical University ，Luzhou 646000，China【Abstract 】Since its emergence in the late 20th century,optical mapping has gradually become an important technique in cardiac electrophysiological research.This was mainly due to the continuous development of fluorescence probe technology and high-resolution sampling technology,as well as the fact that single-cell and whole-body electrophysiological techniques could no longer meet current research needs.Optical mapping has the characteristics of high spatiotemporal resolution,a wide sampling area,and small damage,which can visually and dynamically display the changes in the overall electrical conduction and calcium processing dynamics of the heart,playing an important role in the study of cardiac electrophysiology and the mechanism of arrhythmia.The basic principle of opti⁃cal mapping is to perfuse voltage-sensitive and calcium-sensitive dyes into various cells of the heart and use two fluorescent probes to capture and filter emitted light,allowing the acquisition system to simultaneously obtain high-throughput data on transmembrane poten⁃tial and calcium transients.Through subsequent data analysis,multiple electrophysiological parameters of action potentials and calcium transients,as well as their coupling relationships,can be obtained to clarify the electrophysiological properties of disease models or drug interventions,thereby revealing the mechanism of arrhythmia and screening anti-arrhythmic drugs.This review aimed to introduce the optical mapping technique and its data analysis and application in common disease models,providing technical reference for the study of antiarrhythmic drugs and the underlying mechanisms of arrhythmias.【Key words 】Optical mapping;Cardiac electrophysiology;Arrhythmia;Antiarrhythmic drug基金项目：国家自然科学基金（82270334）；四川省杰出青年基金（20JDJQ0047）；四川省科技计划资助（2022YFS0607）通信作者：谭晓秋，E-mail:*******************.cn 引用本文：李阳鹏，郑雨晴，李剑鸿，等.光标测技术在心脏电生理和心律失常研究中的应用[J].西南医科大学学报，2023，46（4）：293-297，319.DOI：10.3969/j.issn.2096-3351.2023.04.004专家论坛专家简介：谭晓秋，研究员，博士，现任西南医科大学基础医学院副院长、医学电生理学教育部重点实验室副主任。
应用显微外科技术治疗手部皮肤逆行撕脱伤的临床研究作者：郑彦江王毅赵学姝李传文来源：《中国实用医药》2010年第32期【摘要】目的探讨应用显微外科技术治疗手部皮肤逆行撕脱伤。
方法选取2002年3月至2009年12月应用显微外科技术吻合血管治疗手部皮肤逆行脱套伤患者29例。
结果术后平均随访9个月,皮肤全部成活23例,部分成活4例,大部分坏死2例。
结论应用显微外科技术吻合血管,能取得令人满意的结果。
【关键词】皮瓣;显微外科技术;移植;撕脱伤Clinical study of treatment skin avulsion injury in hand by microsurgical technology.ZHENG yan-jiang,WANG Yi,ZHAO Xue-shu,et al.The Central Hospital of Anshi Toun,Liaoyuan 136200,China【Abstract】 Objective To explore treatment skin avulsion injury in hand by microsurgical technology.Methods From Mar.2002 to Dec 2009,29 cases of skin avulsion injury in hand by microsurgical technology to vessel anastomosis.ResultAt final follow-up(mean,9 months),the 23 cases showed excellent,4 cases were paut excellent,2 cases were necrosis.Conclusion the vessel injury were treated with microsurgery and satisfactory effects were obtained.【Key words】 Skin flap;Microsurgical technology l;Transplantation;Degloving injury.手部皮肤逆行撕脱伤是手部较为严重的软组织创伤,在日常工作中时有发生,迄今为止是手外科修复的一大难题。
自制显微外科手部动静脉吻合模型的研发与应用作者：廖子鸿，闭永豪，曾文锐，等来源：《卫生职业教育》 2019年第21期廖子鸿，闭永豪，曾文锐，林银冰，许达明，施楚君*（汕头大学医学院，广东汕头 515041）摘要：目的评价自制显微外科手部动静脉吻合模型在显微外科实践教学中的应用效果，提高医学生创新能力。
方法由学生制作实用、简便且造价低的仿真手部模型进行断指血管吻合练习，通过问卷调查及访谈了解应用效果。
结果自制的显微外科手部动静脉吻合模型在外观上比较接近人体实际情况，可以有效提高医学生显微外科操作基本技能。
结论研制的模型具有创新性、实用性和经济效益，能激发学生操作积极性以及学习血管吻合技术的兴趣，从而提高教学效果。
关键词：显微外科；动静脉吻合模型；断指血管吻合中图分类号：G484文献标识码：B文章编号：1671-1246（2019）21-0093-02人体血管吻合操作是外科手术中至关重要的一步，也是显微外科断指再植手术成功的关键，同时还是显微外科医师必须掌握的重要技能。
血管吻合技术练习中，逼真的外科手部动静脉吻合模型不仅能提高医学生外科操作基本技能，还能在很大程度上激发对血管吻合技术的学习兴趣。
1 制作方法1.1 准备材料足量无毒橡皮泥，约20 cm长直径为6 mm的聚四氟乙烯棒5条，约50 cm长外径为3 mm、内径为2 mm的软硅胶毛细管5条，医用乳胶手套2只，清洁橡胶手套1只，5 ml注射器1只，输液器，剪刀，足量红色墨水，透明胶带。
1.2 手指模型制作过程将软硅胶毛细管对折，对折处为顶部，两个管口处为尾部。
将一只手指所需要使用的无毒橡皮泥搓成手指粗细的长条状后，压成厚度约为5 mm的长方形模型，随后将聚四氟乙烯棒沿模型长轴放置在模型中央，软硅胶毛细管均匀放置于硅胶条两侧。
顶部调整弧度以便“血管”通畅，尾部紧贴硅胶条两侧，轻轻压紧以便固定好无毒橡皮泥的位置。
用软硅胶毛细管外侧的无毒橡皮泥将软硅胶毛细管及聚四氟乙烯棒包裹起来后，将整个模型再次搓成比之前稍粗的长条状。
显微外科的相关研究进展【摘要】随着显微外科技术的发展，其应用领域越来越广泛，在肢体软组织缺损的重建，淋巴水肿的治疗等方面都起着举足轻重的作用。
血管的间断针线吻合法仍被称为“金标准”吻合法，吻合技巧及方法与血管吻合后的通畅率息息相关。
血管吻合模型的应用，关系到外科医生对显微外科技术的熟练掌握和合理应用。
本文将对以上几方面进行综述，以期为临床提供参考。
【关键词】显微外科；超级；血管吻合；动物模型显微外科是指需要使用手术显微镜进行手术的外科。
1960年Jacobson和Suarez成功地用手术显微镜进行了犬颈动脉的吻合[1]，拉开了显微外科的序幕。
为了提高显微缝合技术，改善缝合成功率，人们进行了大量的研究，现综述如下：一、血管吻合方法的相关研究现有血管吻合方法多达7类 20种[2]，传统的间断吻合法仍是“金标准”[3 ]。
为了保证血管缝合的质量，大家进行了许多研究和改进。
P achter 等[4]报道在大鼠模型上通过对比研究发现，微创缝合与外翻缝合法效果相当。
Watanabe等[5]报道了后壁优先的缝合方法，可清晰的显露管腔。
有人报道[6]，缝合血管时连续缝合两针，第二针不出针，可有效保持血管壁外翻。
Hsieh等[7]报道，采用内膜套折叠技术可实现内膜与内膜间的安全接触。
当出现血管口径不匹配时，根据口径相差的程度，有斜切口、鱼口切口、端侧吻合等多种缝合方法[8]。
Odobescu 等[9]报道采用水平褥式缝合技术，在尸体标本上吻合口径比为1.5:1的动脉，可获得良好外翻和对合。
Jean博士[10]报道了第一例大血管端侧吻合术，用于治疗血管闭塞性疾病的旁路移植。
目前的研究表明，在动脉和静脉的端侧吻合和端端吻合中，血栓形成和皮瓣坏死的风险没有统计学差异[10、11]。
围绕端侧吻合技术的另一个关注点是吻合角和最佳的血管切开方法。
研究证实，吻合角最好为90°或更小，与流动方向有关[11]。
移植血管与受体血管结合的方式有多种，如狭缝、打孔、椭圆技术等[10，12]，效果相差无几。
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(英文标注"Specialized Research Fund f or t h eDoct ora lProgram ofH i gherE du cation ",英文缩写“SRFDP ”);国家自然科学基金项目(50405018)收稿日期:2005-05-27 第23卷 第7期计 算 机 仿 真2006年7月 文章编号:1006-9348(2006)07-0214-05带有力感觉的显微外科手术血管的仿真研究曾妍文,许天春,岳龙旺,贠今天(天津大学机械工程学院,天津300072)摘要:随着虚拟现实技术的进步,带有力感觉的仿真研究迅速发展,特别是在医学上得到了广泛应用。
利用虚拟现实技术取代效率低下的常规培训,可以大大减少所需的培训时间和昂贵的动物实验费用。
针对复杂的显微外科手术的血管缝合,作者建立了可用于大夫培训、手术规划的虚拟现实系统。
其中的交互设备采用了具有力反馈功能的PHANTo M -Desk t op ,使用与之配套的GHOST SDK 软件开发包,建立虚拟环境。
考虑到柔性体仿真的实时性和真实性要求,采用了质量-弹簧模型的建模方法。
在完成了对虚拟环境中柔性平面仿真的基础上,成功实现了带有力感觉的显微外科血管穿刺的虚拟仿真。
关键词:虚拟现实;柔性体仿真;交互设备;力感觉;质量-弹簧模型中图分类号:TP391.9 文献标识码:AV irtual Sm i ul ati on of B lood V essel w ith Force Feeli ng i n M i crosurgeryZENG Y an -w en ,XU Tian -chun ,YUE Long -w ang ,YUN Jin -tian(Schoo l o fM echanica l Eng inee ri ng ,T ian ji n U niversit y ,T ian jin 300072,China )ABSTRACT :A l ong w ith the prog re ss o f virt ual rea lit y (V R )techno logy ,st udy on haptic si m ula tion ha s a rapid de -velop m en.t In particular it isw i dely used i n medic i ne .U sing t h is t echno l ogy t o replace so m e i neffic i ent conventi onal tra i n i ng can g reatl y reduce t he tra i n i ng ti m e and t he expensive ani m a l experi ments .A ccordi ng to t he co m plex vessel suturing in a m i c rosurg ica l ope ra ti on ,t he autho rs bu ild a virt ual realit y wh ich can be used as doc t o r tra i n i ng and oper -ati on l ayou.t The hapti c interface is PHAN To M -D esktop w it h fo rce feedback .A nd t he v ir t ual env iron m ent is set up by GHO ST S DK.T aking t he real -ti m e and rea lit y i n t o account ,m ass -spring mode l s is adopted i n soft tissue si mu -l a tion .Based on the defor m i ng si m u lati on o f a soft p l ane in a virt ua l env iron m ent ,t he vesse l pie rc i ng si m u lation w it h fo rce f ee ling is comp l e ted s uccessfully .KEY WO RDS :V irt ual rea lit y ;So ft tiss ue si m ula tion ;H aptic i n t e rface ;F orce fee li ng ;M a ss -s p ri ng m ode ls1 引言虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟世界(环境),是一种高级的人机交互系统。
虚拟现实由两部分组成:一部分为创建的虚拟世界(环境),另一部分为介入者(人)。
虚拟现实的核心是强调两者之间的交互操作,即反映出人在虚拟世界(环境)的体验。
其概念模型如图1所示[1]。
随着虚拟现实在技术上的日趋成熟,现已广泛应用于军事、航天、医学、教育、商业和自动控制等领域,日益显示出巨大的社会和经济效益。
其中,虚拟现实技术在医学领域中的应用正发展成为一个新的研究方向。
虚拟手术利用各种医学影像数据,采用虚拟现实技术,图1 虚拟现实的概念模型在计算机中建立一个虚拟环境,医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划制定,手术演练,手术教学,手术技能训练,术中引导手术,术后康复等工作[2]。
目前,国外已经有许多研究机构对虚拟现实尤其是在虚拟医学手术仿真训练等方面都进行了一定的研究和实践。
比如,美国斯坦福大学计算机科学学院研究开发了软组织缝合的实时仿真系统[3],西班牙研制开发的带有力反馈功能的三维微创手术培训系统[4],美国开发的关于外科手术缝合操作的实时仿真[5]。
但是在国内,大部分的研究工作主要集中在对医学图像的三维重建及其可视化等方面,如浙江大学对虚拟手术中的软组织变形的仿真研究[6]。
对于带有力感觉的柔性体仿真投入的研究相对较少。
尤其在显微外科手术中,涉及血管的操作占很大的比重,包括血管的剪切、拉伸、吻合、缝合、挤压等。
一个大夫需要很长时间的训练才能达到临床手术的要求。
通常以兔子的后腿动脉和颈部动脉为实验对象,至少需要2个月的培训。
而后还要经过长时间临床辅助手术训练才能独自进行手术。
这种常规的培训和训练模式造成了极大的人力和物力的浪费。
在国外,动物试验是被禁止的,只能使用模拟材料代替动物进行训练。
这种模拟材料与真实血管的物理特性存在很大差别,因此通过模拟材料训练很难达到动物试验的效果,更不能满足临床手术的要求,这无形中增加了病人在临床手术中的危险。
利用虚拟现实技术可以取代效率低下的常规培训过程,大大减少所需的培训时间和昂贵的动物试验费用。
针对这些情况,我们以真实的显微外科手术为依据,建立了带有力感觉的显微外科血管缝合虚拟现实系统。
2 系统组成虚拟现实系统由交互设备和虚拟环境组成,如图2所示。
图2 虚拟现实系统组成交互性是虚拟现实系统的首要特性。
我们采用了Sen -s A b l e 公司开发的具有力反馈功能的PHAN To MD esktop 作为交互设备。
用户通过PHAN To M 端部的操纵杆或者手指套,可以感知和操纵虚拟环境中建立的三维仿真体,并将力信息反馈给用户。
通过使用与PHANTo M 配套的GHO ST SDK (G ene ra l H ap tics O pen Soft w are T oolkit SDK )软件开发包,可以建立虚拟环境。
GHO ST SDK 是一个面向对象的C ++工具包,它把触觉环境表示为几何物体和特殊效果的树形集合[7]。
其中,已经明确给出了一些函数类及其体系结构,派生类等,也包括了一些可能用到的库函数。
因此,只要掌握了这些函数的作用及其之间的关系,就能建立起比较清晰的程序框架。
图3中所示函数为使用GHOST S DK 创建虚拟环境的部分常见函数类。
但由于创建不同虚拟环境的数据结构不同,很难实现模块化。
为此,在程序中通过指针找到需要的数据,虽不能建立起应用数据和外部工具包数据的连接,但是已经大大提高了模块化程度[8]。
图3 GHO ST SDK 场景构成图但是目前开发的GHOST 软件只能创建刚体,不具备建立柔性体的功能。
而在医学领域的研究对象大多是柔性体,如:器官、皮肤、血管、组织等。
因此要想以PHANTo M 做为柔性体仿真中的交互设备,模拟血管穿刺的过程,必须通过GHO ST SDK 来建立柔性体模型。
3 建模方法常用的柔性体模型的建立方法有以下几种:质量-弹簧模型,有限元法,边界元法等。
3.1 有限元法(FE M s )有限元法是通过将实体离散为若干个元素来近似表达连续问题。
在外力、初始条件和材料特性作用下,有限元法可以得到在弹性实体达到平衡状态时各点的位移。
通常采用最小能量原理来解平衡方程条件,包括应变能和作用于物体上的外力功[3]。
这种方法通常用于小变形和小位移的物体。
3.2 边界元法(BEM )边界元法是对边界积分方程离散求解的现代数值分析方法。
该方法使用不同的构造方程,并且只考虑物体边界上的位移和牵引力。
通过预先计算和综合系统反应,实现不同实体的交互式变形[3]。
这种方法被延伸到处理多区域的物体,比如手指不同关节上的软组织。
3.3 质量-弹簧模型(M ass -s pr i ng M od els )质量-弹簧系统是广泛适用于变形物体建模的一种物理基础建模法。
该模型是将实体离散为若干个有质量的节点,节点之间通过弹性线段连接。
这种方法可近似表示组织的几何特性,通过一个网格表面表示组织的边界,或者一系列的点或球体表示组织的形状。
节点之间的力通常为线弹性力(即虎克力),但是对于无弹性特征的生物组织的建模,比如人类的皮肤,表现为非弹性力。
通过增加与节点运动速度相关的阻尼力模拟组织的黏弹性特征。
在动态系统中,通常将物体的运动方程离散为针对每个节点的,即网格中每个有质量的节点的运动均遵守牛顿第二定律[9]:mi ¨xi=-ci·xi+∑jFij+mig其中,m i表示节点i的质量,xi表示该点的空间位置,∑j Fij表示节点i与相邻节点之间的作用力,ci表示与节点运动速度相关的阻尼系数。
血管穿刺的实际过程中,我们比较关心的是血管在一定约束条件下的实时变形和力反馈。
因此,为了简化模型、减小计算量、提高运算速度,我们将血管考虑为壳体,而不是实体,并将壳体离散化为若干通过节点相互连接的三角形单元。
基于这些简化,并充分考虑到上述各种建模方法的优缺点,我们初步打算采用质量-弹簧模型。
