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微乳化技術(shù)范文第1篇

1微乳反應(yīng)器原理

在微乳體系中，用來(lái)制備納米粒子的一般是W／O型體系，該體系一般由有機(jī)溶劑、水溶液。活性劑、助表面活性劑4個(gè)組分組成。常用的有機(jī)溶劑多為C6～C8直鏈烴或環(huán)烷烴；表面活性劑一般有AOT［2一乙基己基］磺基琥珀酸鈉］。AOS、SDS（十二烷基硫酸鈉）、SDBS（十六烷基磺酸鈉）陰離子表面活性劑、CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）陽(yáng)離子表面活性劑、TritonX（聚氧乙烯醚類(lèi)）非離子表面活性劑等；助表面活性劑一般為中等碳鏈C5～C8的脂肪酸。

W／O型微乳液中的水核中可以看作微型反應(yīng)器（Microreactor）或稱(chēng)為納米反應(yīng)器，反應(yīng)器的水核半徑與體系中水和表面活性劑的濃度及種類(lèi)有直接關(guān)系，若令W＝［H2O／［表面活性劑］，則由微乳法制備的納米粒子的尺寸將會(huì)受到W的影響。利用微膠束反應(yīng)器制備納米粒子時(shí)，粒子形成一般有三種情況（可見(jiàn)圖1、2、3所示）。

（l）將2個(gè)分別增溶有反應(yīng)物A、B的微乳液混合，此時(shí)由于膠團(tuán)顆粒間的碰撞，發(fā)生了水核內(nèi)物質(zhì)的相互交換或物質(zhì)傳遞，引起核內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。由于水核半徑是固定的，不同水核內(nèi)的晶核或粒子之間的物質(zhì)交換不能實(shí)現(xiàn)，所以水核內(nèi)粒子尺寸得到了控制，例如由硝酸銀和氯化鈉反應(yīng)制備氯化鈉納粒。

（2）一種反應(yīng)物在增溶的水核內(nèi)，另一種以水溶液形式（例如水含肼和硼氫化鈉水溶液）與前者混合。水相內(nèi)反應(yīng)物穿過(guò)微乳液界面膜進(jìn)入水核內(nèi)與另一反應(yīng)物作用產(chǎn)生晶核并生長(zhǎng)，產(chǎn)物粒子的最終粒徑是由水核尺寸決定的。例如，鐵，鎳，鋅納米粒子的制備就是采用此種體系。

（3）一種反應(yīng)物在增溶的水核內(nèi)，另一種為氣體（如O2、NH3，CO2），將氣體通入液相中，充分混合使兩者發(fā)生反應(yīng)而制備納米顆粒，例如，Matson等用超臨界流體一反膠團(tuán)方法在AOT一丙烷一H2O體系中制備用Al（OH）3膠體粒子時(shí)，采用快速注入干燥氨氣方法得到球形均分散的超細(xì)Al（OH）3粒子，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)選用相應(yīng)的模式。

2微乳反應(yīng)器的形成及結(jié)構(gòu)

和普通乳狀液相比，盡管在分散類(lèi)型方面微乳液和普通乳狀液有相似之處，即有O/W型和W／O型，其中W／O型可以作為納米粒子制備的反應(yīng)器。但是微乳液是一種熱力學(xué)穩(wěn)定的體系，它的形成是自發(fā)的，不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技術(shù)要求不高，并且液滴粒度可控，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單且操作容易，所以微乳反應(yīng)器作為一種新的超細(xì)顆粒的制備方法得到更多的研究和應(yīng)用。

2．1微乳液的形成機(jī)理

Schulman和Prince等提出瞬時(shí)負(fù)界面張力形成機(jī)理。該機(jī)理認(rèn)為：油/水界面張力在表面活性劑存在下將大大降低，一般為l～10mN／m，但這只能形成普通乳狀液。要想形成微乳液必須加入助表面活性劑，由于產(chǎn)生混合吸附，油/水界面張力迅速降低達(dá)10-3～10-5mN／m，甚至瞬時(shí)負(fù)界面張力Y＜0。但是負(fù)界面張力是不存在的，所以體系將自發(fā)擴(kuò)張界面，表面活性劑和助表面活性劑吸附在油/水界面上，直至界面張力恢復(fù)為零或微小的正值，這種瞬時(shí)產(chǎn)生的負(fù)界面張力使體系形成了微乳液。若是發(fā)生微乳液滴的聚結(jié)，那么總的界面面積將會(huì)縮小，復(fù)又產(chǎn)生瞬時(shí)界面張力，從而對(duì)抗微乳液滴的聚結(jié)。對(duì)于多組分來(lái)講，體系的Gibbs公式可表示為：

--dγ=∑Гidui=∑ГiRTdlnCi

（式中γ為油/水界面張力，Гi為i組分在界面的吸附量，ui為I組分的化學(xué)位，Ci為i組分在體相中的濃度）

上式表明，如果向體系中加入一種能吸附于界面的組分（Г＞0），一般中等碳鏈的醇具有這一性質(zhì)，那么體系中液滴的表面張力進(jìn)一步下降，甚至出現(xiàn)負(fù)界面張力現(xiàn)象，從而得到穩(wěn)定的微乳液。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)一些雙鏈離子型表面活性劑如AOT和非離子表面活性劑則例外，它們?cè)跓o(wú)需加入助表面活性劑的情況下也能形成穩(wěn)定的微乳體系，這和它們的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2．2微乳液的結(jié)構(gòu)

RObbins，MitChell和Ninham從雙親物聚集體的分子的幾何排列角度考慮，提出了界面膜中排列的幾何排列理論模型，成功地解釋了界面膜的優(yōu)先彎曲和微乳液的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

目前，有關(guān)微乳體系結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究方法獲得了較大的發(fā)展，較早采用的有光散射、雙折射、電導(dǎo)法、沉降法、離心沉降和粘度測(cè)量法等；較新的有小角中子散射和X射線散射、電子顯微鏡法。正電子湮滅、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熒光探針?lè)?、NMR、ESR（電子自旅共振）、超聲吸附和電子雙折射等。

3微乳反應(yīng)器的應(yīng)用――納米顆粒材料的制備

3．1納米催化材料的制備

利用W／O型微乳體系可以制備多相反應(yīng)催化劑，Kishida。等報(bào)道了用該方法制備

Rh／SiO2和Rh/ZrO2載體催化劑的新方法。采用NP－5/環(huán)已烷／氯化銠微乳體系，非離子表面活性劑NP－5的濃度為0.5mol/L，氯化銠在溶液中濃度為0．37mol／L，水相體積分?jǐn)?shù)為0．11。25℃時(shí)向體系中加入還原劑水含肼并加入稀氨水，然后加入正丁基醇鋯的環(huán)乙烷溶液，強(qiáng)烈攪拌加熱到40℃而生成淡黃色沉淀，離心分離和乙醇洗滌，80℃干燥并在500℃的灼燒3h，450℃下用氧氣還原2h，催化劑命名為“ME”。通過(guò)性能檢測(cè)，該催化劑活性遠(yuǎn)比采用浸漬法制得的高。

3．2無(wú)機(jī)化合物納粒的制備

利用W／O型微乳體系也可以制備無(wú)機(jī)化合物，鹵化銀在照像底片乳膠中應(yīng)用非常重要，尤其是納米級(jí)鹵化銀粒子。用水一AOT一烷烴微乳體系合成了AgCl和AgBr納米粒子，AOT濃度為0．15mol／L，第一個(gè)微乳體系中硝酸銀為0．4mol／L，第二個(gè)微乳體系中NaCl或NaBr為0．4mol／L，混合兩微乳液并攪拌，反應(yīng)生成AgCl或AgBr納米顆粒。

又以制備CaCO3為例，微乳體系中含Ca(OH)2，向體系中通入CO2氣體，CO2溶入微乳液并擴(kuò)散，膠束中發(fā)生反應(yīng)生成CaCO3顆粒，產(chǎn)物粒徑為80～100nm。

3．3聚合物納粒的制備

利用W／O型微乳體系可以制備有機(jī)聚丙烯酸胺納粒。在20mlAOTt――正己烷溶液中加入0．1mlN－N一亞甲基雙丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入過(guò)硫酸銨作為引發(fā)劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下聚合，所得產(chǎn)物單分散性較好。

3．4金屬單質(zhì)和合金的制備

利用W／O型微乳體系可以制備金屬單質(zhì)和合金，例如在AOT－H2O－n―heptane體系中，一種反相微膠束中含有0．lmol／LNiCl2，另一反相微膠束中含有0.2mol/LNaBH4，混合攪拌，產(chǎn)物經(jīng)分離、干燥并在300℃惰性氣體保護(hù)下結(jié)晶可得鎳納米顆粒。在某微乳體系中含有0．0564mol/L，F(xiàn)eC12和0．2mol／LNiCl2，另一體系中含有0．513mol/LNaBH4溶液，混合兩微乳體系進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)庚烷、丙酮洗滌，可以得到Fe－Ni合金微粒（r=30nm）。

3．5磁性氧化物顆粒的制備

利用W／O型微乳體系可以制備氧化物納米粒子，例如在AOT－H2O－n－h(huán)eptane體系中，一種乳液中含有0．15mol／LFeCl2和0．3mol／LFeCl3，另一體系中含有NH4OH，混合兩種微乳液充分反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)離心，用庚烷、丙酮洗滌并干燥，可以得到Fe3O4納粒（r=4nm）。

3．6高溫超導(dǎo)體的制備

利用W／O型微乳體系可以合成超導(dǎo)體，例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳體系中，一個(gè)含有機(jī)釔、鋇和銅的硝酸鹽的水溶液，三者之比為1：2：3；另一個(gè)含有草酸銨溶液作為水相，混合兩微乳液，產(chǎn)物經(jīng)分離，洗滌，干燥并在820℃灼燒2h，可以得到Y(jié)－Ba－Cu―O超導(dǎo)體，該超導(dǎo)體的Tc為93K。另外在陰離子表面活性劑IgegalCO－430微乳體系中，混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的鹽及草酸鹽溶液，最終可以制得Bi－Pb－Sr－Ca－Cu―O超導(dǎo)體，經(jīng)DC磁化率測(cè)定，可知超導(dǎo)轉(zhuǎn)化溫度為T(mén)c＝112K，和其它方法制備的超導(dǎo)體相比，它們顯示了更為優(yōu)越的性能。

目前對(duì)納米顆粒材料的研究方法比較多，較直接的方法有電鏡觀測(cè)（SEM、TEM、STEM、STM等）；間接的方法有電子、X一射線衍射法（XRD），中子衍射，光譜方法有EXAFS，NEXAFS，SEX－AFS，ESR，NMR，紅外光譜，拉曼光譜，紫外一可見(jiàn)分光光度法（UV－VIS），熒光光譜及正電子湮沒(méi)，動(dòng)態(tài)激光光散射（DLS）等。

微乳化技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：微課技術(shù)；版畫(huà)；教學(xué)

新課程倡導(dǎo)小學(xué)美術(shù)要嘗試各種材料和工具的制作方法，豐富學(xué)生的觸覺(jué)和視覺(jué)體驗(yàn)，使小學(xué)生能感受到美術(shù)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，從而更好地激發(fā)學(xué)生的審美情操。版畫(huà)是一種以“版”為媒介的繪畫(huà)藝術(shù)，它是一門(mén)工藝與繪畫(huà)結(jié)合特別緊密的課程，是小學(xué)美術(shù)教學(xué)的主要組成部分，對(duì)小學(xué)生審美能力以及審美鑒賞力的培養(yǎng)具有十分重要的作用。運(yùn)用微課技術(shù)進(jìn)行版畫(huà)教學(xué)，有利于優(yōu)化版畫(huà)教學(xué)效果，更好地達(dá)到美術(shù)的教學(xué)目標(biāo)。

一、微課技術(shù)的概念與特點(diǎn)

微課，即微型視頻課例，就是以教學(xué)視頻作為主要的呈現(xiàn)方式，記錄教師圍繞著某個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，有效地開(kāi)展教與學(xué)的過(guò)程。微課的核心就是微視頻，一般時(shí)常為5～8分鐘，這是在傳統(tǒng)教學(xué)資源的類(lèi)型上形成的一種新型的教學(xué)資源。利用微課技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，有很多優(yōu)點(diǎn)，微課的教學(xué)內(nèi)容比較單一，內(nèi)容也更加的精簡(jiǎn)，使教學(xué)主題和教學(xué)目標(biāo)更加的突出和明確；微課整合了微課件、微教案等內(nèi)容，與具體教學(xué)緊密相連，使教學(xué)情境更加的真實(shí)；而且微課視頻短小精悍，使用起來(lái)特別的方便。因此，把微課技術(shù)運(yùn)用到版畫(huà)教學(xué)中，有利于強(qiáng)化版畫(huà)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，還有利于更好地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于版畫(huà)教學(xué)效果的優(yōu)化。

二、微課技術(shù)優(yōu)化版面教學(xué)的方法

1.營(yíng)造真實(shí)的版畫(huà)教學(xué)情境

在版畫(huà)的教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生僅憑書(shū)本，對(duì)于版畫(huà)的繪畫(huà)和制作工程不能有一個(gè)直觀的感受，教師可以通過(guò)微課技術(shù)，把教師版畫(huà)的制作過(guò)程，給學(xué)生拍成視頻，讓學(xué)生進(jìn)行觀看，使學(xué)生在頭腦中形成一個(gè)直觀的印象，有利于學(xué)生更好地進(jìn)行版畫(huà)的學(xué)習(xí)。例如，我們以《美術(shù)》廣東版第9冊(cè)第六課《美麗的瓶花》為例，教師可以把準(zhǔn)備物品以及教師的制作過(guò)程拍成4～6分鐘的視頻，比如，視頻包括課前準(zhǔn)備材料需要調(diào)色板、吹塑紙以及水粉畫(huà)筆等，教師在視頻中一一介紹；然后視頻播放教師進(jìn)行詳細(xì)的制作過(guò)程以及版畫(huà)的制作工藝，這樣學(xué)生通過(guò)視頻就掌握了版畫(huà)的制作方法，使學(xué)生在欣賞版畫(huà)制作的過(guò)程中感受到版畫(huà)藝術(shù)的情趣，激發(fā)了學(xué)生對(duì)版畫(huà)藝術(shù)的想象力

2.記憶的拓展以及個(gè)性的表現(xiàn)

利用微課技術(shù)，教師把《美麗的瓶花》一課拍成微型視頻，在課堂上給學(xué)生進(jìn)行播放，使學(xué)生把視頻中教師的講解以及教師制作過(guò)程的畫(huà)面有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，增加了學(xué)生創(chuàng)作的印象，并能使學(xué)生把這些印象通過(guò)不同的瓶花造型來(lái)表現(xiàn)出來(lái)。視頻播放之后，教師讓學(xué)生根據(jù)回憶自己動(dòng)手制作吹塑紙版畫(huà)，學(xué)生可以根據(jù)課件中不同種類(lèi)的花卉和瓶子結(jié)合自己的想象，創(chuàng)作出瓶花的造型，并用竹筆刻畫(huà)在吹塑紙上，然后再涂色壓印，讓學(xué)生在版畫(huà)的印制過(guò)程中，在各種奇妙肌理、偶然而成的畫(huà)面中，感受到制作版畫(huà)所帶來(lái)的美感樂(lè)趣。學(xué)生在制作版畫(huà)的過(guò)程中，利用自己獨(dú)特的思維，創(chuàng)造出不同的藝術(shù)效果，也讓學(xué)生懂得同一主題繪畫(huà)創(chuàng)作，也可以創(chuàng)作出不同感受的作品，激發(fā)了學(xué)生版畫(huà)學(xué)習(xí)的積極性。因此，運(yùn)用微課視頻不僅能使學(xué)生的記憶得到拓展，創(chuàng)作出充滿童真童趣、極具個(gè)性的版畫(huà)作品，而且還能讓學(xué)生的藝術(shù)個(gè)性得到張揚(yáng)，尊重了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展

總之，運(yùn)用微課技術(shù)一方面有助于版畫(huà)教學(xué)，提高版畫(huà)教學(xué)有效性，優(yōu)化版畫(huà)教學(xué)的效果，另一方面，對(duì)于小學(xué)生審美能力以及審美鑒賞力的培養(yǎng)具有十分重要的作用，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的全面健康發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

微乳化技術(shù)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 火花；激發(fā)；探究；主動(dòng)性

一、趣味問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)探究，激發(fā)“火花”

數(shù)學(xué)本來(lái)就是一門(mén)枯燥的學(xué)科，我們數(shù)學(xué)老師就引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次地探究，使數(shù)學(xué)中枯燥抽象的定義，枯燥的公式變?yōu)樯鷦?dòng)有趣的問(wèn)題，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。引導(dǎo)學(xué)生的探究思維是從問(wèn)題開(kāi)始的，有問(wèn)題的學(xué)生才會(huì)探究，古人道：“疑是思之始，學(xué)之端?！睂W(xué)生有所疑，才會(huì)有所思、有所得，才會(huì)產(chǎn)生興趣，以此產(chǎn)生探究的欲望。

如在中心對(duì)稱(chēng)圖形時(shí)，可以從一個(gè)故事入手，從前有一戶(hù)人家，有一塊長(zhǎng)方形的田地，地里有一口井，現(xiàn)要將這塊地平均分配給兩個(gè)兒子播種，而且還要方便兩個(gè)兒子用這口井來(lái)進(jìn)行灌溉，請(qǐng)你來(lái)幫他們平均分配一下，在此設(shè)置懸念，引出問(wèn)題，讓學(xué)生動(dòng)腦去思考，如何去解決這個(gè)問(wèn)題。于是將知識(shí)點(diǎn)融入到故事中去，引發(fā)了學(xué)生進(jìn)行探究。

二、親身體驗(yàn)，學(xué)會(huì)求知?jiǎng)?chuàng)新，引發(fā)探究，激發(fā)“火花”

數(shù)學(xué)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)，“動(dòng)手操作”的課堂引入，可以激發(fā)學(xué)生的好動(dòng)特征，從而提高他們的觀察力，活動(dòng)能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，所以教師在導(dǎo)入實(shí)施“導(dǎo)入”這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，要以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探究，教師通過(guò)設(shè)計(jì)的導(dǎo)入，充分給學(xué)生親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)他們的主體創(chuàng)造能力。

例如：在“平面直角坐標(biāo)系的應(yīng)用”導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，可以分兩步設(shè)計(jì)：第一步：先讓學(xué)生在坐標(biāo)系中描出三個(gè)已知點(diǎn)，連結(jié)成三角形。分別給橫坐標(biāo)都加2，給縱坐標(biāo)都加3，描新的點(diǎn)，連結(jié)并觀察圖形與原有的圖形形狀大小位置有何關(guān)系？學(xué)生在實(shí)際的動(dòng)手活動(dòng)中總結(jié)得出圖形與坐標(biāo)變化的聯(lián)系。第二步：繼續(xù)拓展。分別給橫坐標(biāo)都乘以2，縱坐標(biāo)都乘以2新的點(diǎn)，連結(jié)并觀察圖形與原有的圖形形狀大小位置有何關(guān)系，學(xué)生通過(guò)系列的作圖體會(huì)，改變坐標(biāo)的變化導(dǎo)致圖形位置的移動(dòng)，進(jìn)而推廣到?jīng)Q定圖形對(duì)稱(chēng)的變化，同時(shí)從逆向訓(xùn)練，圖形的變化如何改變坐標(biāo)，深刻理解坐標(biāo)與圖形這間的相互影響關(guān)系。在導(dǎo)入時(shí)，老師要堅(jiān)決摒棄“注入式”和“結(jié)論式”的教學(xué)模式，多設(shè)計(jì)出使用一些需要學(xué)生創(chuàng)造性思考的教學(xué)方法，為學(xué)生開(kāi)拓有效的活動(dòng)空間，做學(xué)習(xí)的主人。

三、幽默語(yǔ)言，導(dǎo)入數(shù)學(xué)疑難問(wèn)題，引發(fā)探究，激發(fā)“火花”

數(shù)學(xué)課中生動(dòng)有趣的教學(xué)語(yǔ)言對(duì)啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決疑難問(wèn)題有很大作用，課上得幽默有趣，學(xué)生可以帶著一個(gè)高漲的、激動(dòng)的情緒從事學(xué)習(xí)和思考。

如在教學(xué)直線概念時(shí)，可以這樣描述：直線可以想象成黑板邊線的無(wú)限延長(zhǎng)，穿過(guò)高山大川，突破大氣層，經(jīng)過(guò)星球，直至九霄云外而無(wú)窮無(wú)盡。這過(guò)這樣的描述，學(xué)生便興趣盎然，對(duì)直線這一概念理解就顯得形象。

四、一題多解，激活思維多向性，引發(fā)探究，激發(fā)“火花”

數(shù)學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，創(chuàng)新思維是多種思維方式的綜合。在數(shù)學(xué)教學(xué)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)當(dāng)有目的、有計(jì)劃地拓展學(xué)生的思維空間，給學(xué)生更多的創(chuàng)造機(jī)會(huì)，使不同智力水平的學(xué)生，在思維能力上得到不同程度的發(fā)展。

例如：在講多邊形的內(nèi)角和定理的證明方法不是唯一的，關(guān)鍵是把多邊形問(wèn)題轉(zhuǎn)化為三角形問(wèn)題，這種轉(zhuǎn)化思想在教學(xué)時(shí)要著重指出。在教學(xué)中的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比四邊形內(nèi)角和定理的證明，聯(lián)想如何把多邊形的角轉(zhuǎn)化為一些三角形的角，鼓勵(lì)學(xué)生廣開(kāi)思路，尋求不同的證明方法，讓學(xué)生感受取一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)取的位置不同，也能從多個(gè)角度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)然在學(xué)生獨(dú)立完成了這些的證明后，可以設(shè)計(jì)一些變式題目，在變中求活，在活中求新。

五、課后拓展，激勵(lì)創(chuàng)新意識(shí)，引發(fā)探究，激發(fā)“火花”

微乳化技術(shù)范文第4篇

在拼音輸入法界面下長(zhǎng)按鍵盤(pán)最下面左邊的第二個(gè)拼或En鍵，打開(kāi)后可以選擇全屏手寫(xiě)和半屏手寫(xiě)兩種方式，點(diǎn)擊想要

使用的方式即可。

方法二：

建議下載輸入法相關(guān)軟件，根據(jù)個(gè)人喜歡進(jìn)行下載，下載后根據(jù)提示，點(diǎn)擊輸入法設(shè)置圖標(biāo)，可以根據(jù)提示的步驟選擇

微乳化技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化; 三維重建; 髖臼骨折;手術(shù)

基金項(xiàng)目：福建省莆田市科技項(xiàng)目計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào)2010S10(3))

作者單位：351100莆田學(xué)院附屬醫(yī)院骨科進(jìn)行髖臼骨折內(nèi)固定時(shí)，因髖臼窩位于髂骨深面，從骨表面難以精確判斷髖臼位置，經(jīng)常遇到鋼板不易貼合、固定螺釘易進(jìn)入關(guān)節(jié)腔等困難［1］。本實(shí)驗(yàn)充分將醫(yī)學(xué)三維重建軟件與機(jī)械制圖軟件配合運(yùn)用，完成骨折三維模型重建、虛擬骨折復(fù)位、植入物繪制、虛擬內(nèi)固定及評(píng)判內(nèi)固定效果等一系列步驟，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)的模擬、改動(dòng)并多角度驗(yàn)證，完成髖臼骨折數(shù)字化內(nèi)固定植入物設(shè)計(jì)，制定個(gè)性化/最優(yōu)化的內(nèi)固定手術(shù)方案，期待為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

11材料成人尸體骨盆標(biāo)本18具、不同規(guī)格的植入物(皮質(zhì)骨螺釘，松質(zhì)骨螺釘，骨盆重建鋼板)及游標(biāo)卡尺；軟件環(huán)境：Mimics 1001；Solidworks 2008；硬件設(shè)備：聯(lián)想Thinkpad W700；掃描CT：64排128層高速螺旋CT。

12方法

121骨折造模按照AO分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)分為3組，每組各6具，分別用于AO分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)骨盆骨折A型、B型及C型造模。

122CT掃描及數(shù)據(jù)導(dǎo)入掃描條件設(shè)置為120 kv，250 mA，層距0625 mm，掃描時(shí)間15 s，采集像素均為512×512之Dicom格式圖像。使用Mimics的圖像導(dǎo)入(Import Images)功能將患者的CT資料導(dǎo)入軟件并組織圖像(Organize images)。

123三維重建及測(cè)量設(shè)定閾值并針對(duì)Mask文件進(jìn)行編輯，以O(shè)ptimal、Shell Reduction 1為參數(shù)進(jìn)行三維重建。輕度的表面光滑處理(Remesh)，使骨骼外形更能適應(yīng)3 d測(cè)量。

以Reposition命令對(duì)各骨折塊進(jìn)行復(fù)位，某一骨折塊或最大的骨塊作為基準(zhǔn)，通過(guò)平移或旋轉(zhuǎn)功能，先對(duì)較大的骨折塊進(jìn)行復(fù)位，后進(jìn)行小的骨折塊復(fù)位，同樣保證骨折塊對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線、面匹配。

在預(yù)定植入鋼板的位置分成若干平面，按照不同平面特點(diǎn)進(jìn)行3 d長(zhǎng)度標(biāo)記，根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行長(zhǎng)度及角度的測(cè)量，需要注意的是，不同的測(cè)量項(xiàng)目都位于不同的平面上。

124Solidworks機(jī)械制圖以游標(biāo)卡尺測(cè)量實(shí)體重建鋼板、螺釘?shù)膸缀纬叽鐢?shù)據(jù)。在Solidworks中進(jìn)行繪制，不同規(guī)格的零件可以通過(guò)修改草圖尺寸獲得?？蓪?duì)重建鋼板進(jìn)行折彎。

125虛擬內(nèi)固定在Mimics中加載Solidworks導(dǎo)出的STL格式的鋼板、螺釘，通過(guò)Reposition命令將鋼板移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定植入部位，測(cè)定釘孔至對(duì)側(cè)骨面的3 d長(zhǎng)度，確定所需螺釘?shù)囊?guī)格及長(zhǎng)度。觀察鋼板與骨面、骨折情況的貼合程度及螺釘方向、長(zhǎng)度，可以多角度移動(dòng)、觀察，直至滿意。

具體過(guò)程見(jiàn)圖1。

A AO髖臼骨折分類(lèi)A1型：后壁有骨折塊游離;B 三維重建、骨折虛擬復(fù)位;C Solidworks繪制鋼板零件文件;D虛擬內(nèi)固定示鋼板與骨面貼合

圖1髖臼骨折建模、三維重建、虛擬復(fù)位內(nèi)固定過(guò)程

126實(shí)體植入物內(nèi)固定將制作髖臼骨折模型成功的18個(gè)尸體骨盆標(biāo)本一一復(fù)位，按數(shù)字化3 d測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)體鋼板進(jìn)行折彎，將折彎后的鋼板植入預(yù)定位置，并緊固螺釘，觀察鋼板敷貼效果、螺釘位置，并與虛擬內(nèi)固定進(jìn)行比較。

2結(jié)果

全部尸體骨盆標(biāo)本均得到良好的髖臼骨折三維重建立體模型，能較好地顯示骨盆結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，方便地測(cè)量有關(guān)的數(shù)據(jù)；可以進(jìn)行虛擬復(fù)位、內(nèi)固定術(shù)，能沿任意軸旋轉(zhuǎn)，便于全面細(xì)致的觀察。在骨盆標(biāo)本上內(nèi)固定手術(shù)驗(yàn)證，均達(dá)到滿意的預(yù)期效果，鋼板與骨面貼合，螺釘長(zhǎng)度、方向準(zhǔn)確。

3討論

髖臼骨折是創(chuàng)傷骨科領(lǐng)域的一個(gè)難題，不僅在于其嚴(yán)重的近、遠(yuǎn)期并發(fā)癥，而且治療上存在重建與活動(dòng)雙重功能的高要求，加上髖臼位置深，顯露困難，形態(tài)極其不規(guī)則，毗鄰重要血管神經(jīng)等因素，所以骨折內(nèi)固定要求極高。

術(shù)前僅依靠想象構(gòu)建的手術(shù)規(guī)劃存在一些難以克服的困難，首先是CT室醫(yī)師三維重建出來(lái)的模型尚未完成復(fù)位，對(duì)于骨折線的判斷以及重建鋼板的植入位置、螺釘?shù)倪x擇，也僅只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，而無(wú)法進(jìn)行三維空間的判斷，由此制定出來(lái)的手術(shù)方案質(zhì)量的高低，往往依賴(lài)于醫(yī)生個(gè)體的外科臨床經(jīng)驗(yàn)與技能。往往只能粗略選擇內(nèi)固定鋼板及螺釘，具體的尺寸和外形只能根據(jù)術(shù)中情況臨時(shí)決定，一定程度上延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間及擴(kuò)大手術(shù)范圍；術(shù)中為使鋼板適應(yīng)骨折情況而反復(fù)折彎，致其力學(xué)強(qiáng)度下降而致隱患［2］。所以，每個(gè)髖臼骨折患者的復(fù)位、內(nèi)固定方案都有差異，針對(duì)特定患者的個(gè)體化、數(shù)字化術(shù)前規(guī)劃，更有利于手術(shù)質(zhì)量、有利于患者康復(fù)［3］。

對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的髖臼骨折，三維重建、測(cè)量和虛擬手術(shù)有著不可取代的優(yōu)勢(shì)［4］。隨著數(shù)字化虛擬技術(shù)的飛速發(fā)展，影像設(shè)備掃描精度的提高以及三維圖像軟件計(jì)算的改進(jìn)，使三維重建模型在復(fù)雜人體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究成為現(xiàn)實(shí)?？梢越柚?jì)算機(jī)、有關(guān)軟件進(jìn)行手術(shù)方案的三維設(shè)計(jì)，合理、定量地制定出手術(shù)計(jì)劃,這對(duì)于選擇最佳手術(shù)路徑、減小手術(shù)損傷、提高定位精度、減少對(duì)鄰近組織損傷、提高手術(shù)成功率等具有十分重要的意義，而且信息可供整個(gè)手術(shù)組成員共享，共享手術(shù)計(jì)劃。雖然，虛擬手術(shù)環(huán)境與真實(shí)手術(shù)環(huán)境有一定差別，如在真實(shí)手術(shù)環(huán)境中，骨塊有軟組織附著，影響復(fù)位，且手術(shù)操作空間有限，螺釘?shù)姆胖靡膊荒茌p易地放置在任何方向上，但有關(guān)手術(shù)設(shè)計(jì)、培訓(xùn)的數(shù)字化軟件不斷開(kāi)發(fā)［5］［6］，相信數(shù)字化手術(shù)設(shè)計(jì)方法會(huì)隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展而不斷前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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