形状记忆弹簧人工逼尿肌

排尿效率升两成

在多目标优化框架下平衡排尿效率与热损伤风险，优于传统驱动方式。

Li, Xiaohui Hong

Scientific Reports 2025

参数信息

排空率提升幅度

20 %

温升降低幅度

62 %

排空率预测均方根误差

1.51E-02

温升预测均方根误差

8.47E-01

优化后实测排空率误差

7.8 %

优化后实测温升误差

11.8 %

技术优势

排尿效率更高

优化后的人工逼尿肌排空率比现有设计提高约20%，改善了膀胱排空能力。

热损伤风险更低

优化后的温升降低62%，降低了形状记忆弹簧驱动过程中对周围组织的热损伤风险。

设计过程更智能

采用机器学习代理模型结合多目标优化算法，替代传统的单目标试错设计，显著提升设计效率与综合性能。

应用场景

• 膀胱功能障碍辅助装置：替代功能不全的逼尿肌，恢复膀胱自主排空能力。
• 植入式驱动器：作为体内驱动源，在狭小空间内提供可控收缩力。
• 柔性执行器：利用形状记忆弹簧的柔性变形实现类肌肉收缩运动。
• 形状记忆合金医疗器件：利用形状记忆合金的相变特性驱动医疗器械动作。