大、小直径钛网对终板-钛网界面应力分布影响的比较

目的 比较大、小直径钛网植骨对颈椎椎体次全切除减压终板-钛网界面应力分布的影响.方法 利用Ansys 9.0软件的建模功能,建立大、小直径钛网植骨钢板固定手术模型.分别对模型施加80 N预载荷及1.8 Nm力矩,使其产生轴向压缩、前屈和后伸运动,选取终板-钛网界面7个接触点,提取各个点的von Mise.应力,然后进行...     

一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价

目的：对利用颈前路蝶型钢板（CSBP）进行固定的颈椎标本进行三维稳定性分析,进而对颈前路蝶型钢板（CSBP）作出生物力学评价。方法：14具颈椎标本随机分为A、B两组,测量两组正常颈椎在2.0Nm载荷下的运动范围（ROM）;将两组颈椎制作成三柱不稳定模型,分别以CSBP和Orion钢板固定。测量两组颈椎的ROM。结果：CSBP和Orion钢板均能显著降低颈椎各方向上的ROM（P＜0．05）,在前屈、后伸方向最大。应用CSBP钢板,前屈、后伸ROM较正常颈椎分别降低66％、60％;应用Orion钢板分别降低72％、71％;两种钢板在重建颈椎稳定程度上无明显差异（P＞0．05）。结论：CSBP的生物力学稳定作用较好。     

终板切除对终板-钛网界面应力分布影响的三维有限元分析

目的采用三维有限元法比较终板切除与否对颈椎椎体次全切除减压终板-钛网界面应力分布的影响。方法在正常人C4~C7三维有限元模型基础上,模拟颈椎（C5）椎体次全切除减压手术,建立颈椎前路减压、终板保留与不保留两种手术模型。利用Ansys9.0软件的建模功能建立12mm直径钛网（无垫片）、颈椎前路钢板以及螺钉模型,分别加载到颈椎前路减压手术模型上,建立终板保留与不保留钛网植骨前路钢板固定手术两种模型。对模型施加80N预载荷及1.8Nm力矩,使其产生轴向压缩、前屈和后伸运动,选取终板-钛网界面上下各7个接触点,分别记录各个点的von Mises应力及应变,比较终板保留与不保留对终板-钛网界面应力分布的影响。结果在各种工况下,保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面7个接触点的应力大于不保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面相应接触点的应力。应变情况正好相反,不保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面7个接触点的应变大于保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面相应接触点的应变。结论在颈椎前路椎体次全切除减压、钛网植骨融合手术中,保留终板钛网植骨能够降低终板-钛网界面的应变,降低钛网下沉的发生率。     

软组织激光全息扫描鼻眶窝的三维数字图像分析

目的　介绍三维扫描仪在非接触条件下采集面部软组织精确数据的方法 ,为临床整形提供标准的鼻眶窝三维测量数据。方法　应用三维激光扫描仪和Geomagic软件 ,采集 12例标准汉族人的颜面轮廓 ,并对鼻眶窝进行数据测量和分析。结果　通过三维激光扫描和逆向工程软件可以再现出面部形态有意义的任一角度的三维图像 ,且精确度达到 0 0 1mm ,实验初步确定了鼻眶窝最低点的三维定位 ,描述了鼻眶窝的三维形态特征。结论　此方法可以全面反映鼻眶窝与周围结构形态学上的相互关系 ,三维激光扫描是实现术前设计、手术模拟和术后效果评价的新途径     

坐位腰椎旋转手法时腰椎单元内在应力和位移的实时监测

目的:用三维有限元法,分析施行坐位腰椎旋转手法时退变腰椎单元的内在应力及位移分布的特点,以探讨手法的作用机制、安全性及其合理性。方法:使用正常L4,5腰椎CT片,以Mimics软件系统逐层重建,建立L4,5三维有限元模型。根据手法原理,将坐位腰椎旋转手法进行分解,把各项力学参数代入三维有限元模型进行计算分析。观察手法作用时腰椎间盘的位移和内在应力的变化。结果:最大的应力集中点分布于环椎体峡部、椎弓根、上位椎体小关节面的下端。椎间盘的应力集中分布于环前外侧部,右后外侧部应力大于左后外侧部。最大位移出现在上位椎体的上关节。左侧小关节面相对位移较大,左侧椎间孔变大;右侧椎小关节面间移位小,右侧椎间孔变小,椎间盘右后外侧部向后突出。结论:模拟坐位腰椎旋转手法时,向健侧旋转优于向患侧旋转。     

虚拟现实互动技术在交叉韧带等长重建计算机辅助设计中的应用

目的 利用虚拟现实技术还原膝关节骨性结构在屈伸运动过程中的三维空间形态，为观测膝关节面交叉韧带附丽区的相对位置变化和进一步研究前、后交叉韧带等长重建最佳等长点提供计算机辅助设计新方法。方法 采用实验与计算机仿真相结合的方法，对新鲜人体膝关节标本进行屈伸运动实验，并通过激光三维扫描方法记录、计算膝关节的空间活动指标，然后重建膝关节计算机三维模型。通过实验中的空间活动指标控制此模型虚拟运动，再现膝关节各屈伸角度下股骨、胫骨和腓骨的空间位置。结果 计算机还原出各运动角度下膝关节骨性结构（股骨、胫骨及关节面）的空间形态，利用软件Geomagic的几何计算功能可分别测量模型中各个运动状态交叉韧带附丽区两点间的三维空间距离。讨论本研究方法可以真实地记录和再现膝关节三维运动过程，从空间结构上更精确、合理地寻找重建等长点，对膝关节交叉韧带手术重建有重要临床意义。     

不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响

目的:通过三维有限元方法研究正常椎间盘、SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置四组模型中小关节的应力分布情况,探讨不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响。方法:建立正常腰椎间盘、人工SMH腰椎间盘前置、中置和后置的三维模型,然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究。结果:与正常L4/5椎间盘模型相比,除SMH人工腰椎间盘前置模型前屈时比正常模型小关节应力小外,其余运动时SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置模型中小关节的应力均高于正常腰椎间盘组,但后置SMH人工腰椎间盘组则相对较小。结论:SMH人工腰椎间盘后置可以更好地预防小关节的退变;人工椎间盘植入位置的不同对人工腰椎间盘术远期疗效的预测具一定的作用。     

人头部力锤冲击试验的生物力学研究

目的：探讨人头部受主动冲击的钝力作用时的力响应特点,同时测试头部各部位承受最大冲击力的限度,从冲击动力学角度去探讨颅脑损伤的生物力学机理。方法：使用配备大量程力传感器的力锤对人尸体头部各部位进行冲击试验,记录接触力响应曲线,并手工记录锤头的质地、质量、初速度、冲击面大小,以及被冲击的头部是否有破坏性反应(头皮挫裂及颅骨骨折)。结果：人头部对主动冲击的钝物的接触力响应曲线为类似正弦波的脉冲波形,其波形宽度及峰值因冲击物的质地、有无头皮等发生变化;人头部在小面积钝物的冲击作用下,造成头皮挫裂的冲击力最大值平均为5100N;使颞部、顶部、额部、枕部骨折的冲击力最大值的平均值分别为6200、8100、8300、11000N;利用试验得到的数据,验证了作用于头部的钝物与头部组成的系统相当于带有强阻尼的弹簧振子。结论：头部在受到主动冲击时,典型的接触力一时间曲线为类似正弦波的脉冲波形;大面积的钝器作用于头部造成的颅骨骨折,更多发生延伸至远处的线形骨折;本试验还得出了人头部能耐受的冲击力大小等参数,这些对于建立有限元模型进行分析和验证是必须的。     

现实与虚拟互动的骨科生物力学研究方法探讨

目前常用的骨科生物力学实验方法大都利用新鲜人体标本进行力学测试，从而得出实验结果。这种实验方法的弊端现在逐渐显现出来。为得到一个令人信服的实验结果，通常要使用大量的人体标本，而现在人体标本来源的紧张限制了生物力学实验的大量开展，于是只能找其它动物的标本来代替人体新鲜标本进行实验，     

枢椎齿突骨折的有限元分析

目的：建立枢椎的三维有限元(FE)模型，探讨在前、后方不同载荷下齿突的不同损伤机制和骨折类型。方法：对一例新鲜枢椎标本进行CT扫描，层厚1mm，扫描图像转换后输入微机，通过软件PRO／E重建枢椎的三维立体模型，再转入有限元软件MARK并赋予此模型物理材料属性，然后模拟齿突骨折的受力条件，在齿突中性矢状面对齿突施加不同角度的载荷，分析各种条件下枢椎模型的应力、应变分布，探讨相应条件下可能导致的枢椎齿突骨折类型。结果：(1)对于齿突前部斜向后下方载荷，应力集中区从齿突前上部斜贯穿至后下部；对于齿突前部斜向后上方载荷，应力集中区从齿突前下部斜贯穿至后上部；齿突腰部始终保持高应力；(2)在齿突后部载荷下，其应力集中情况与前部载荷相似，不过应力集中区位置有所偏下。结论：(1)在齿突中性矢状面，齿突前部载荷容易导致齿突腰部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅱ型骨折，也可能导致基底部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅲ型骨折；(2)齿突后部载荷更容易导致基底部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅲ型骨折。