基于3D打印多孔支架和植入体的结构设计研究进展

支架或植入体的弹性模量过高会产生应力遮挡效应,引发骨吸收以及后期支架或植入体松动等问题。多孔支架和植入体可以根据需要调整其孔隙率和弹性模量,从而减小应力遮挡,同时多孔结构有利于骨组织的长入,利于骨整合。分别介绍3D打印多孔支架和植入体3种基本结构(均匀多孔结构、类骨小梁结构和功能梯度结构)的设计方法,以及基于计算机辅助设计、隐式曲面、图像、拓扑优化的设计方法,为解决应力遮挡问题和设计3D打印多孔支架和植入体提供参考建议。     

脊柱侧凸腰骶椎结构的有限元分析及其变形趋势

目的研究两种典型侧凸脊柱的腰骶椎(L1~S1)结构在垂直向下载荷作用下形变大小和位移趋势的相关性,为临床治疗与预防脊柱侧凸提供力学依据。方法以典型性Lenke-4AN型和Lenke-5CN型侧凸脊柱为研究对象,将其X线计算机断层成像的腰骶椎图像转换成三维模型,进而建立并验证其有限元模型,通过有限元工具计算各模型的内部应力分布和位移变化;分析侧凸脊柱的腰骶椎结构与变形位移之间的相关性。结果两种腰骶椎模型在相同边界条件和载荷情况下,应力和位移的大小和变化趋势各异。Lenke-4AN型侧凸脊柱的腰骶椎有左倾和前凸性弯曲变形,前凸角(60°)较大、左倾角(17.37°)较小,产生轻微的左倾(0.97 mm)和较大的前倾(8.18 mm)变形;Lenke-5CN型侧凸脊柱的腰骶椎同样有左倾和前凸性弯曲变形,前凸角(59°)较大、左倾角(26.97°)较大,产生更严重的左倾(20.65 mm)和前倾(9.22 mm)变形。结论腰骶椎结构特点与其变形趋势密切相关,不同脊柱侧凸腰骶椎结构会引起相应的变形趋势。研究结果对脊柱侧凸的预防和治疗具有重要的意义。     

青少年特发性侧凸脊柱的动态特性

目的基于人体脊柱侧凸CT图像建立胸椎至骶椎T1～S三维有限元模型,并研究模型的动力学特性。方法采用轴向压缩和剪切加载方式验证所建立的侧凸脊柱模型,验证结果与前人实验数据非常吻合。利用有限元软件ABAQUS对侧凸脊柱进行模态和稳态分析,并提取稳态分析在5、10Hz振动频率下模型的动态响应。结果模态分析提取前4阶模态,前2阶模态的固有频率分别为1.097、1.384Hz,振型分别为屈伸和侧弯。第3、4阶模态固有频率分别为5.688、28.090Hz,振型分别为垂直振动和绕竖直轴扭转。稳态分析中在模态固有频率附近出现振幅峰值,而且脊柱侧凸段椎体的平均振幅要明显大于其他节段椎体的平均振幅。在5、10Hz振动频率下,应力主要集中在脊柱侧凸节段的凹侧和凸侧以及侧凸节段的椎间盘上,且分布不均匀。结论脊柱侧凸患者的侧凸节段是脊柱的薄弱环节,在振动环境中更容易受到损伤,应尽量避免处于振动的环境中,特别是对自身较为敏感的频率范围。研究结果为侧凸患者的康复治疗、防护、临床病理研究提供方法性辅助和力学分析依据。     

SPECT脑血流灌注显像在眩晕患者中的初步应用

目的评价乙撑双半胱氨酸二乙酯（＾９９ｍＴｃ－ＥＣＤ）ＳＰＥＣＴ脑血流灌注显像对眩晕患者的诊断价值。方法对１９列眩晕患者和２０例正常对照者进行ＳＰＥＣＴ脑血流灌注显像。结果突发性耳聋组和诊断未明确组的患者全部出现局部脑血流量下降,且多数分布在颞叶;梅尼埃病患者组则较少出现局部脑血流量下降（４０％,２／５）;正常对照组未发现局部脑血流量下降。结论＾９９ｍＴｃ－ＥＣＤＳＰＥＣＴ脑血流灌注显像有助于眩晕患