寰枢椎不稳后路椎弓根螺钉固定的三维有限元分析

目的:建立寰枢椎后路椎弓根螺钉固定系统三维有限元模型,分析寰枢椎后路椎弓根螺钉固定的稳定性。方法:1例寰枢椎不稳标本行后路椎弓根螺钉系统固定,采用螺旋CT扫描,通过工作站将扫描获得的图像导入计算机中,利用ANSYS8.0软件建立寰枢椎不稳三维有限元模型。给予模型加载不同边界条件,模拟寰枢椎的不同运动,分析寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉固定的稳定性。结果:寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉系统固定在不同运动状态下应力主要集中在枢椎椎弓根螺钉的根部。前屈运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.350×109Pa,前屈角度为0.7°;后伸运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.427×109Pa,后伸角度为1.2°;侧弯运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.295×109Pa,侧弯角度为0.3°;旋转运动时,椎弓根螺钉根部的应力0.635×109Pa,旋转角度为0.8°。结论:寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉系统固定具有良好的术后即时稳定性。     

两种术式髓核摘除对腰椎生物力学影响的有限元分析

目的评价两种术式髓核摘除对腰椎节段稳定性和纤维环应力的影响。方法在L4-5节段三维有限元模型上分别模拟骨性椎板开窗髓核摘除和椎板间隙开窗髓核摘除,施加不同类型载荷,观察节段间旋转角度和纤维环最大应力的改变。结果骨性椎板开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加31%和28%,纤维环最大应力分别增加16%和6%;椎板间隙开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加33%和39%,纤维环最大应力分别增加17%和0.2%。两种术式髓核摘除后,纤维环的应力分布均没有发生改变。结论和椎板间隙开窗相比,骨性椎板开窗髓核摘除能更好地保持腰椎的后伸稳定性,但后伸时纤维环承受的应力明显增大。     

铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立

目的探讨铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立方法。方法对上颌第一磨牙样本模型进行两方位多层CT扫描，采用Mimics软件和Ansvs软件，结合Freeform触觉设计系统之自由造型软件建立铸造桩核冠修复重度缺损上颌第一磨牙的三维有限元模型。结果成功建立形态逼真、结构层次清晰的三根铸造桩及核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型。结论改进CT扫描方式可增加样本图像信息量的获取：Mimics和Ansys建模软件结合应用可提高三维有限元模型的精确度：Freeform自由造型软件可用于建立复杂桩核修复系统的三维模型。     

慢性阻塞性肺疾病动物模型的研究进展

慢性阻塞性肺疾病(COPD)简称慢阻肺,是一种进行性发展的呼吸系统疾病,严重威胁着人类的健康,给家庭及社会带来了极大的经济负担.然而,目前国内外尚未有统一的研究COPD的动物模型.笔者通过查阅各类与COPD动物模型相关的国内外文献,总结出几种集中常用的COPD动物模型的优势与缺陷,并对其相关检测指标进行归纳,为今后COPD模型的建立提供参考.     

钢板骨折区增加螺钉帽对胫骨骨折内固定影响的有限元分析

目的　探讨固定胫骨骨折时骨折区钢板置入螺钉帽对固定结构生物力学性能的影响。 方法　通过CT扫描数据和三维图像重建,模拟临床手术固定建立胫骨中段粉碎性骨折锁定钢板固定有限元模型,13孔钢板布钉位置为1、2、4、5、9、10、12、13孔,骨折区钉孔为6,7,8,并设计两种钢板固定方式：A（骨折区置入螺钉帽）和B（骨折区不置螺钉帽）,对模型A和模型B分别进行600N压缩试验和1000N三点弯曲试验,计算分析模型各部位的力学指标并进行比较分析。 结果　压缩试验中,模型A钢板最大应力出现在钢板下端,模型B钢板最大应力出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B;三点弯曲试验中,两种模型钢板最大应力均出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B。 结论　在钢板骨折区空螺钉孔处增加螺钉帽,可以明显降低钢板的最大应力,减少钢板骨折区的应力集中,从而减少在骨折端处钢板发生疲劳性断裂的风险。     

提拉旋转斜扳法操作时腰椎椎间盘应力及应变的有限元研究

目的　通过有限元分析方法,观察提拉旋转斜扳法操作时椎间盘应力及应变发生的变化规律,探寻手法治疗腰椎疾患的科学性和安全性。 方法　在构建的L4~5节段腰椎模型上模拟加载提拉旋转斜扳手法,观察手法作用过程中椎间盘应力的分布及变化,髓核及纤维环的位移及应变。 结果　椎间盘应力变化从右后方开始出现,以弧形向周围传递扩散,应力的变化呈递减分布。椎间盘应变最小的位置在髓核偏后,以此为中心呈圆弧状向周围递增。应变最大的位置主要发生于纤维环,特别是椎间盘右侧外缘。 结论　手法操作中应力主要集中于后侧关节突关节,椎间盘的应力变化相对较小,提示手法治疗是安全的。纤维环后外侧在操作中有较明显的应变,局部的位移变化可能是手法疗效的机制之一。     

腰椎间盘退变对软骨终板生物力学特性影响的有限元分析

目的　研究腰椎终板不同位点的压应力分布规律,分析腰椎间盘退变对软骨终板压应力的影响。 方法　选取一青壮年男性新鲜尸体的腰椎运动节段标本,螺旋CT机对腰椎运动节段进行连续CT扫描,利用有限元分析方法,建立L4/5运动节段有限元分析模型,在此基础上建立椎间盘退变模型。模拟椎间盘正常状态和椎间盘退变状态,在L4、L5椎体终板上选择具有代表性的结点,分别代表椎体终板正中部、左右侧边缘、后中部和前中部,对上下软骨终板压应力分布进行有限元分析。 结果　椎间盘退变组较正常组的终板压应力均显著增大,上下终板在轴向加载、前屈、后伸、左旋和右旋加载时椎间盘退变组较正常状态时应力分布均显著增大,具有统计学意义（P<0.05）。 结论　腰椎椎间盘退变因素对终板的应力分布有明显影响, 随着椎间盘退变,椎间盘软骨终板应力显著增大。     

外展承重支架治疗Perthes病的临床观察和有限元分析

目的总结髋部外展支架治疗Perthes病的效果,分析其生物力学原理。方法用髋外展支架治疗214例、222髋儿童股骨头缺血性坏死,参照廖前德法按优、良、可、差4个等级评价治疗效果。建立股骨上段三维有限元模型,测定髋外展时股骨头内部和股骨颈的应力。结果所有病例经过2年以上的随访,优202髋,良18髋,可2髋。力学分析髋外展时,股骨头内部的应力逐渐缩小;股骨颈的内、外侧方的应力值则逐渐增大。结论用髋部外展支架治疗Perthes病是一种较好的方法,髋外展可改变应力由股骨头经股骨颈的传导。     

股骨颈骨折愈合后钉道植骨应力分布的有限元分析

目的：探讨股骨颈骨折经空心加压螺钉固定,骨折愈合后取出螺钉遗留的钉道内是否应予植骨,为临床选择治疗方法提供依据。方法：重建人体股骨头颈部的三维有限元仿真模型,模拟钉道不植骨与钉道植骨的股骨头颈部,对模型进行虚拟加载和仿真计算。比较2种模型在同一载荷下的应力分布及位移情况。结果：不植骨模型的最大应力集中在股骨头负重区,植骨模型的最大应力集中在股骨颈下方的内后侧处即股骨矩区,且不植骨模型股骨头负重区应力最大值（0.482 E＋8）远远大于植骨模型应力最大值（0.295 E＋8）;钉道位置的位移测试显示,2组模型股骨头区位移最大,不植骨模型的股骨头区位移值（0.391 E-0.3）明显大于植骨模型的股骨头区位移值（0.352 E-0.3）。结论：股骨颈骨折采用空心加压螺钉内固定,骨折愈合取出螺钉后钉道内植骨有利于提高股骨头颈部的生物力学性能,预防因股骨头部应力过于集中导致的股骨头坏死塌陷。     

含完整牙列下颌骨生物力学模型的建立

目的:通过CT结合逆向工程软件建立含完整牙列的下颌骨三维有限元模型,为进一步生物力学研究奠定基础.方法:选择健康成年志愿者1名,X线检查无颌骨疾患,取得其下颌骨CT资料,利用Mimic及Geomagic软件建立成年人含牙列下颌骨三维有限元模型.结果:建立的含完整牙列下颌骨三维有限元模型精确反映了下颌骨外形及内部解剖特点,实现了对下颌骨不同结构的精确区分,共得到80047个单元,模型加载验证该模型的有效性.结论:该模型的建立,可有效实现对下颌骨的生物力学研究,更加接近临床实际要求.