腰痛的生物力学基础及临床应用分析

腰痛是康复医学领域最常见的慢性疼痛,严重影响人们的生活质量,并造成极大的经济损失。迄今为止,腰痛的病理机制尚未完全清楚,但腰椎生物力学失调是最关键的成因。随着生物力学议题在康复领域的持续发展,如何采用生物力学重建脊柱力学平衡的研究日益受到重视。利用生物力学调整技术调整腰椎及其相关结构,还原其正常结构与序列,以平衡腰椎生物力学、解除脊神经等重要组织受压迫受刺激,是腰痛康复治疗的关键。近年来,随着力学研究的不断深入及其与组织工程的结合,出现了许多新发现和具有重要应用价值的新治疗手段。本文综述了腰痛生物力学的病理机制、力学模型、力学相关因素及其临床应用,旨在对生物力学因素在腰痛发生发展中所起的作用给出总结论述,为腰痛的临床治疗提供新的思路。     

骨盆骨折的生物力学研究

骨盆骨折是一种高能量的损伤,作为临床发生率逐年升高、致残率高和病死率高的一种疾病,进行相关生物力学研究有助于解释骨盆骨折的发生机制、骨折分型并对最终的治疗方式的选择有着非常重要的作用。立足于对骨盆骨折生物力学作一个总体的回顾,通过骨盆生物力学、骨盆骨折生物力学、骨盆治疗生物力学3个方面进行综述,期望为骨盆骨折生物力学研究以及骨盆骨折相关治疗研究提供参考。     

骨盆骨折的生物力学研究

骨盆骨折是一种高能量的损伤，作为临床发生率逐年升高、致残率高和病死率高的一种疾病，进行相关生物力学研究有助于解释骨盆骨折的发生机制、骨折分型并对最终的治疗方式的选择有着非常重要的作用。立足于对骨盆骨折生物力学作一个总体的回顾，通过骨盆生物力学、骨盆骨折生物力学、骨盆治疗生物力学3个方面进行综述，期望为骨盆骨折生物力学研究以及骨盆骨折相关治疗研究提供参考。     

CRTER杂志在“骨科生物力学”研究方面关注的重点

骨科生物力学以骨骼肌肉系统的研究为主,涵盖了静力学、动力学、运动学、材料学、生物摩擦学等其他相关的研究领域,目的是应用生物力学的原理来解释和阐述骨科领域中基本问题,解决骨科临床所面临的一些问题。骨科生物力学的发展可以分为3个阶段:一是描述及分析生物力学阶段,二是以     

过伸复位治疗胸腰椎单纯压缩性骨折的有限元分析

背景：过伸复位被中医骨伤科临床广泛用于治疗胸腰椎单纯压缩性骨折,其生物力学机制研究尚显不足。目的：应用有限元分析方法探讨了复位过程中各结构的力学特性以及整体的应力特点。方法：依据1例T12椎体单纯压缩性骨折患者的210层Dicom3.0标准的CT图片建立T12椎体单纯压缩性骨折的有限元模型,在对建立的模型的有效性进行验证后模拟过伸复位手法,约束L2下端所有面,给T11椎体上端一个纵向牵引力,分别于T11,T12,L1椎骨棘突顶点给予一个方向垂直朝向椎体、大小为3.0cm的位移。程序运算后读取压缩椎骨外形改变和应力分布。结果与结论：建立了几何外型逼真、生物力学特性全面的胸腰段椎体压缩性骨折三维有限元模型,复位手法作用后压缩的椎骨表现出明显的过伸,在复位过程中表现的复位机制与传统的生物力学实验相同。利用有限元分析法研究传统手法的作用机制具有实验结果可靠、显示结果直观、节约资源以及手法模拟精确等优点,可广泛应用于骨折手法复位机制的研究。     

过伸复位治疗胸腰椎单纯压缩性骨折的有限元分析

背景:过伸复位被中医骨伤科临床广泛用于治疗胸腰椎单纯压缩性骨折,其生物力学机制研究尚显不足。目的:应用有限元分析方法探讨了复位过程中各结构的力学特性以及整体的应力特点。方法:依据1例T12椎体单纯压缩性骨折患者的210层Dicom3.0标准的CT图片建立T12椎体单纯压缩性骨折的有限元模型,在对建立的模型的有效性进行验证后模拟过伸复位手法,约束L2下端所有面,给T11椎体上端一个纵向牵引力,分别于T11,T12,L1椎骨棘突顶点给予一个方向垂直朝向椎体、大小为3.0cm的位移。程序运算后读取压缩椎骨外形改变和应力分布。结果与结论:建立了几何外型逼真、生物力学特性全面的胸腰段椎体压缩性骨折三维有限元模型,复位手法作用后压缩的椎骨表现出明显的过伸,在复位过程中表现的复位机制与传统的生物力学实验相同。利用有限元分析法研究传统手法的作用机制具有实验结果可靠、显示结果直观、节约资源以及手法模拟精确等优点,可广泛应用于骨折手法复位机制的研究。     

骨科生物力学

骨科生物力学以骨骼肌肉系统的研究为主,涵盖了静力学、动力学、运动学、材料学、生物摩擦学等其他相关的研究领域,目的是应用生物力学的原理来解释和阐述骨科领域中基本问题,解决骨科临床所面临的一些问题。骨科生物力学的发展可以分为3个阶段:一是描述及分析生物力学阶段,二是以骨折内固定治疗技术发展为特征的应用阶段,     

女性盆底肛提肌的有限元分析

背景:有限元分析法在骨科生物力学研究领域中已得到广泛的应用,作为与传统实验生物力学互相验证和互为补充的方法,它发挥着其他方法不可替代的作用.目前有限元分析法对人体软组织(如肛提肌)的研究在国内外尚处于初级阶段,但其发展极其迅速.目的:针对女性盆底肛提肌的有限元分析研究进展作一综述.方法;由第一作者检索1990/2008 PubMed数据及中国期刊引文数据库中有关盆底功能障碍性疾病与盆底肛提肌有限元及生物力学分析与盆底重建等方面的文献.结果与结论:通过对女性盆底肛提肌有限元模型的建立及其分析不仅有助于了解盆底功能障碍性疾病的发生机制,而且还能帮助改进医疗器械设计及实施最佳外科手术计划.虽然现在对盆底软组织肌肉的有限元模型建立及分析尚处于初级阶段,但随着计算机硬件的飞速发展及各类有限元应用软件的持续改进,有限元法的应用将越加广泛.     

心房钠尿肽及其受体在内耳的研究进展

内耳是重要的听觉与平衡觉感受器官,由骨迷路和膜迷路构成,含有2套互不相通的内外淋巴系统,内耳中淋巴液的生成、声信号的传导以及耳蜗血流量的调节等方面的机制仍不清楚,但多种物质如肾上腺素、血管加压素、内皮素、醛固酮、一氧化氮、心房钠尿肽等各自或相互的作用与上述机制有关。现将近年来多肽类信号分子心房钠尿肽在内耳中的研究状况综述如下。     

疲劳因素影响膝关节前交叉韧带的非接触性损伤生物力学

背景：膝关节前交叉韧带的损伤会触发膝关节的其他损伤,如慢性膝关节不稳,骨关节炎等。梳理非接触性膝关节前交叉韧带损伤有助于掌握损伤机制,降低损伤发病率。 目的：对膝关节前交叉韧带非接触性损伤的生物力学机制和疲劳落地有关的损伤及生物力学变化进行阐述,探究有关疲劳因素在跳跃-落地运动时前交叉韧带损伤的研究进展。 方法：由作者应用计算机检索PubMed数据库1988至2013年相关文献,在标题中以“ACL”、“landing”、“fatigue”等关键词检索,选择内容与膝关节前交叉韧带损伤的生物力学研究、疲劳落地与下肢损伤有关的文献,共纳入文献42篇。 结果与结论：跳跃落地时膝关节外翻角、力矩、膝关节旋外和落地时较小的膝关节屈曲角是造成非接触性膝关节前交叉韧带损伤产生的主要生物力学机制。疲劳因素是非接触性前交叉韧带损伤的另一个重要因素,但在跳跃-落地运动中,疲劳效应对膝关节交叉韧带的生物力学作用并不清晰。这可能是由于疲劳水平、疲劳诱导方式和动作控制方面的差异所导致。疲劳诱导是研究疲劳状态下膝关节前交叉韧带损伤的关键,因而,量化的疲劳水平、专项性的疲劳模型和落地方式可以为探究疲劳状态下膝关节前交叉韧带损伤生物力学机制提供新的思路,同时为损伤的干预和恢复提供借鉴。     

Current status and prospects of gene therapy for the inner ear

Inner ear diseases are common and often result in hearing disability. Sensorineural hearing loss is the main cause of hearing disability. So far, no effective treatment is available although some patients may benefit from a hearing aid equipped with a hearing amplifier or from cochlear implantation. Inner ear gene therapy has become an emerging field of study for the treatment of hearing disability. Numerous new discoveries and tremendous advances have been made in inner ear gene therapy including gene vectors, routes of administration, and therapeutic genes and targets. Gene therapy may become a treatment option for inner ear diseases in the near future. In this review, we summarize the current state of inner ear gene therapy including gene vectors, delivery routes, and therapeutic genes and targets by examining and analyzing publications on inner ear gene therapy from the literature and patent documents, and identify promising patents, novel techniques, and vital research projects. We also discuss the progress and prospects of inner ear gene therapy, the advances and shortcomings, with possible solutions in this field of research.     

HeadLocNet: Deep convolutional neural networks for accurate classification and multi-landmark localization of head CTs

Cochlear implants (CIs) are used to treat subjects with hearing loss. In a CI surgery, an electrode array is inserted into the cochlea to stimulate auditory nerves. After surgery, CIs need to be programmed. Studies have shown that the cochlea-electrode spatial relationship derived from medical images can guide CI programming and lead to significant improvement in hearing outcomes. We have developed a series of algorithms to segment the inner ear anatomy and localize the electrodes. But, because clinical head CT images are acquired with different protocols, the field of view and orientation of the image volumes vary greatly. As a consequence, visual inspection and manual image registration to an atlas image are needed to document their content and to initialize intensity-based registration algorithms used in our processing pipeline. For large-scale evaluation and deployment of our methods these steps need to be automated. In this article we propose to achieve this with a deep convolutional neural network (CNN) that can be trained end-to-end to classify a head CT image in terms of its content and to localize landmarks. The detected landmarks can then be used to estimate a point-based registration with the atlas image in which the same landmark set's positions are known. We achieve 99.5% classification accuracy and an average localization error of 3.45 mm for 7 landmarks located around each inner ear. This is better than what was achieved with earlier methods we have proposed for the same tasks.     

3D-CISS序列在内耳及内听道磁共振成像中的应用

目的 探讨3D-CISS序列内耳及内听道成像技术及临床应用。方法 对30例共60只耳应用3D-CISS序列做颞骨容积扫描，采用多平面重建(MPR)及最大强度投影(MIP)行后处理，观察3D-CISS序列对内耳及内听道解剖结构及病变的显示。结果 3D-CISS序列扫描结合MPR及MIP重建对内耳迷路及内听道内神经及血管显示清晰，能够清晰显示病变与周围结构的关系，MPR重建对神经的显示优于MIP重建。结论 3D-CISS序列对内耳及内听道的结构及病变显示清晰，具有较高的临床应用价值。     

Labyrinthitis ossificans following severe acute otitis media

Labyrinthitis occurs because of the inflammation of the inner ear. We present a rare case of labyrinthitis ossificans following an acute otitis media. The T2‐weighted magnetic resonance imaging showed decreased signal intensity in the right inner ear due to labyrinthitis ossificans, consistent with the clinical presentation.     

内耳免疫组织化学研究方法初步探讨

内耳免疫组织化学研究为新兴学科。本文首次报导动物耳蜗组织包埋后的免疫组化染色法的技术要点和单克隆抗角质抗体AE1所定位的耳蜗角质分布研究结果。作者认为这一研究方法提供了内耳免疫组化研究的新途径。     

人工耳蜗植入术前CT评估

目的 探讨CT检查对人工耳蜗植入术前评估的价值。方法 对93例感音性耳聋患者均采用颞骨轴位高分辨率CT螺旋扫描及内耳三维重建。结果 81例先天性感音耳聋患者中检出7例13耳Mondini畸形，5例8耳大前庭水管综合症(large vestibular aqueduct syndrome，LVAS)，1例2耳内耳骨化；1例2耳内耳纤维化患者CT扫描正常，而MRI能够显示其信号明显减低，术中证实由于纤维组织阻塞，电极不能植入耳蜗底周；另12例语后聋患者中检出2例4耳慢性化脓性中耳炎，1例2耳内耳骨化。结论 人工耳蜗植入术前评估，CT检查必不可少。对手术适应证的选择以及保证手术顺利进行有重要意义。MRI水成像是必要的补充。     

内耳系统磁共振解剖及仿真内窥镜研究

目的:探讨MRVE与三维重建技术结合对内耳系统解剖学研究的可行性及其正常解剖学表现。材料和方法:将53例健康志愿者106只内耳行3D FASE重T2WI横断面成像扫描。原始图像传至在网工作站进行图像后处理。利用工作站行最大强度投影(MIP)及透视容积再现(PVR)成像,采用立体多方位观察内耳结构,并利用仿真内窥镜对内耳结构进行腔内观察。结果:MRI三维成像可清楚地显示内耳各部位的解剖结构,尤其是半规管显示的更完善、更直观,MRVE可详细、明确显示内耳结构的腔内解剖,而且检查过程可以制做录像反复多方位观察。两者的有力结合,为医师提供了一种方便、易行、灵活的无创性检查手段。结论:MR三维成像与MRVE结合可用于内耳膜迷路的腔内外解剖结构联合研究,为MRI发现内耳疾病打下了坚实的基础。     

Effects of topical mitomycin on inner ear: a light and electron microscopic study

Providing maintenance of myringotomy patency without use of ventilation tubes in the treatment of secretory otitis media has been one of the important study areas. For this reason, laser and Mitomycin C (MMC) are used together in experimental studies. But there has been no ultrastructural studies concerning whether leakage of MMC to middle ear during application of this procedure has an ototoxic effect or not and if so, to what extent. In this study, we searched the ultrastructural changes which occurred in the middle ear by direct applications of MMC to the middle ear for different time durations. The study was carried out over thirty adult guinea pigs without ear diseases. Bilateral myringotomy was performed and MMC was applied only to the right middle ear of each guinea pig. The first group received MMC once for 10 minutes, the second group received it once for 20 minutes, and the third group took it each day for 10 minutes during a one week period. The left ears of the samples were accepted as the control group. On the 8th day, sacrification was carried out. After electron and light microscopy examination, significant changes in the inner ear were observed in the third group though no significant change was observed for the first and the second groups. As a result it was concluded that the application of MMC to the middle ear once for a short duration causes no toxic effect on the inner ear.     

成人中耳、内耳解剖结构螺旋CT三维成像

目的：建立成人中耳，内耳解剖结构三维立体图像模型。方法：采用螺旋CT薄层扫描（层厚1mm或2mm)，小视野（FOV=5cm)，密集重建技术（间隔0.2mm或0.5mm)，对90例成人中耳，内耳进行三维成像。包括多平面重组（MPR），最大密度投影（MIP），表面成像（SSD）和仿真内窥镜成像（CTVE）。结果：中耳彭室，听骨链，内耳及内耳道分别三维成像，全面显示了各结构相互关系。表面及内部形态。结论：螺旋CT三维成像能够全面准确观测成人中耳，内耳立体结构。     

感音神经性耳聋的内耳超高分辨率CT表现

目的 探讨感音神经性耳聋患儿内耳畸形发生率及其超高分辨率CT表现。方法 回顾性分析449例(共计861耳)感音神经性耳聋患儿颞骨超高分辨率CT表现,计算内耳畸形的发生率。结果 内耳畸形249耳,发生率为28.92%(249/861)。耳蜗畸形163耳(163/861,18.93%),其中蜗轴发育不良107耳(107/861,12.43%);前庭畸形136耳(136/861,15.80%),其中前庭扩大131耳(131/861,15.21%);半规管畸形153耳(153/861,17.77%);前庭导水管扩大165耳(165/861,19.16%);内听道狭窄43耳(43/861,4.99%)。内耳单一结构畸形52耳(52/861,6.04%);内耳多结构合并畸形197耳(197/861,22.88%),其中耳蜗-前庭-半规管-前庭导水管合并畸形69耳(69/861,8.01%)。结论 前庭导水管扩大、蜗轴发育不良、前庭扩大和内听道狭窄为较常见的内耳畸形;内耳多个结构同时合并畸形较单一结构畸形常见。