测试新鲜猪股骨干钻削进给力

目的 采集新鲜猪股骨干不同骨质层和骨段的钻削进给力数据,为骨科虚拟现实手术系统钻削力反馈信号的输出提供依据。方法 改装万能材料试验机和手持可调速电钻(Φ5.0 mm钻头),构建生物骨骼钻削性能参数采集系统,分别以转速n ＝500,800,1 200 r/min和进给速度v ＝30,50,70 mm/min采集6具新鲜成熟猪股骨干162个标记点的钻削进给力f,分析其与相应组织和部位的关系。结果 新鲜猪股骨干同一标记点双侧骨皮质处进给力最大（fmax＝103.63~142.59 N）,髓腔处最小（接近于0）,股骨干中段进给力（f4,5,6＝124.69N）较两端（f1,2,3,7,8,9＝121.84 N）大;当v ＝30 mm/min、n ＝1 200 r/min时,钻削进给力最小（fmin＝106.04 N）;当v ＝ 70 mm/min、n ＝500 r/min时,钻削进给力最大（fmax＝139.84 N）。结论 改装的生物骨骼切削性能参数采集系统能有效采集生物骨骼的钻削进给力数据;骨骼钻削进给力与骨质的组织结构、电钻转速及进给速度有密切关系,其中骨质结构越密、电钻转速越小、进给速度越大,骨骼钻削进给力越大,反之越小。实验所获得新鲜猪股骨干钻削进给力数据及其变化趋势,可为虚拟骨科手术系统力反馈输出信号设置提供依据。     

CT引导下肺穿刺定位装置研制

目前CT引导下的肺穿刺活检采用徒手操作，术中需多次CT扫描验证，穿刺途径的选择和穿刺的进行局限于某一个二维平面内，手术时间长，重复穿刺次率较高，患者遭受X辐射量大，并有一定的气胸、出血甚至致命的并发症。本研究设计了一款CT引导下穿刺定位装置，可以实现三维空间内自由定位，能够定量地调整穿刺角度，克服了传统定位的模糊性和不确定性；装置还提供穿刺方向的引导，同时避免人手抖动对穿刺方向造成偏差，提高穿刺成功率，减少穿刺时间和CT扫描次数。该装置小巧轻便，操作便捷，易于推广使用。     

膝关节周围韧带三维有限元模型的建立

目的建立膝关节周围韧带的三维有限元模型,探讨膝关节韧带建模途径。方法选取一无病理改变的膝关节节段标本作为研究对象。首先精细解剖出膝关节周围韧带,用金属线圈标记,止点采用钻孔标记,其中前、后交叉韧带按不同功能束分别解剖并标记;然后进行CT扫描,层厚0.625 mm,应用Mimics软件对数据进行三维重建;最后将数据导入ANSYS有限元软件中,建立膝关节周围韧带三维有限元模型。结果所选膝关节周围韧带三维有限元模型包括了股骨节段、胫骨节段、前交叉韧带两个功能束、后交叉韧带两个功能束、内侧副韧带和外侧副韧带,总单元数235 879,总节点数69 997。结论研究所建立的膝关节韧带有限元模型形态逼真,能真实反映膝关节骨外形和韧带三维结构,为进一步分析膝关节周围韧带损伤的发病机制奠定了基础。     

膝关节周围韧带三维有限元模型的建立

目的 建立膝关节周围韧带的三维有限元模型,探讨膝关节韧带建模途径.方法 选取一无病理改变的膝关节节段标本作为研究对象.首先精细解剖出膝关节周围韧带,用金属线圈标记,止点采用钻孔标记,其中前、后交叉韧带按不同功能束分别解剖并标记;然后进行CT扫描,层厚0.625 mm,应用Mimics软件对数据进行三维重建;最后将数据导入ANSYS有限元软件中,建立膝关节周围韧带三维有限元模型.结果 所选膝关节周围韧带三维有限元模型包括了股骨节段、胫骨节段、前交叉韧带两个功能束、后交叉韧带两个功能束、内侧副韧带和外侧副韧带, 总单元数235 879,总节点数69 997.结论 研究所建立的膝关节韧带有限元模型形态逼真,能真实反映膝关节骨外形和韧带三维结构,为进一步分析膝关节周围韧带损伤的发病机制奠定了基础.     

活体枢椎齿突三维重建模型与干骨标本解剖学研究

目的 探讨活体枢椎齿突三维重建模型与干骨标本解剖学差异. 方法 利用活体头颈部CT连续扫描数据,建立枢椎齿突三维重建模型,将其参数测量结果与干骨标本对应参数测量结果进行统计学分析.结果 枢椎齿突三维重建模型与干骨标本的枢椎总高度、齿突高度、齿突基底部的左右径、齿突基底部的前后径的统计学分析均无差异. 结论 活体枢椎齿突三维重建模型可以替代干骨标本进行解剖学研究.     

六自由度穿刺定位机器人气动控制系统的设计

为解决核磁共振环境下穿刺手术的定位难题,设计了一种六自由度穿刺定位机器人全气动控制系统。该系统采用自制铝合金气缸作为驱动元件,以PLC为控制核心。在搭建的实验平台下进行了试验,试验表明该穿刺定位机器人定位准确,工作效率高,满足了实际使用要求。     

新型弥漫性轴索损伤动物模型的建立

了大鼠DAI模型,且具良好的稳定性和重复性.     

骶骨骨折手术导航模板的设计与临床应用

目的 利用三维重建与逆向工程技术为骶骨骨折手术固定提供一种精确匹配的方法. 方法对2006年6月至2008年9月收治的6例骶骨骨折患者骨盆进行连续螺旋CT扫描,将原始.dicom格式数据导入Amira3.1(TGS)软件,三维重建骨折模型以.8tl格式保存,导入Image-ware10.0软件,模拟复位后设计拉力螺钉固定的最佳方向及长度,提取髂骨后部解剖学形态,建立与髂后上棘解剖学形态一致的模板,拟合模板和骶髂关节拉力螺钉孔道成定位模板,将定位模板通过激光快速成形技术生产出实物模板,手术时将建立的定位模板与髂骨后部结构相吻合,通过导航孔进行拉力螺钉的定位,置入拉力螺钉. 结果 6例患者拉力螺钉固定位置满意,重建的导航模板有较好的匹配性.本组6例患者手术时间为40～80min,术中出血量150～400mL术中X线暴露时间为2～6min.经6～24个月随访,根据Majeed评分标准评定疗效:优2例,良3例,可1例. 结论通过三维重建与逆向工程分析构建的定位导航模板为骶骨骨折拉力螺钉的定位、定向提供了一种新的方法.     

个性化髋关节表面置换导航模板的设计与初步应用

髋关节表面置换术发展至今已有30余年历史.从第一代骨水泥假体固定技术和金属对聚乙烯的关节表面组合,到金属对金属假体的应用,髋关节表面置换术的成功率小断提高.     

C型臂X线机引导骨科手术定位系统的研究

目的 研制一种C型臂X线机引导骨科手术定位系统,以解决C型臂下定位的难题.方法 了解C型臂X线机成像原理,提出C型臂X线机下经过2次透视即可实现三维定位的方法,利用CAD软件绘制系统模型图,完成研制 结果 在C型臂X线机2个角度下,通过2个电机的依次转动,简单快速实现了三维空间里准确定位,避免了传统二维空间内定位的局限性. 结论 C型臂 X线机引导骨科手术定位系统是定位更加准确,大大提高了手术的一次成功率,保护医护工作者免受X射线辐射,适合临床应用.