正常国人骨盆易损部位（或危险点）应力应变分布的实验研究

报道了模拟正常国人双肢站立位，骨盆在承受体重（３００牛顿６００牛顿和９００牛顿静载荷）时，用应变电测法得到的应力、应变分布、以及各测点的实测线应变，并计算出骨 不同载荷下各测点的最大最小应变值。数据通过电子计算机处理，得出主应力σ１、σ２和主应力方向角度。     

在静力作用下人体两侧股骨与骨盆模型应力分布实验研究

本文报道了应用实验应力分析法在３００Ｎ、６００Ｎ、９００Ｎ力作用下对正常国人股骨和骨盆模型进行应力分布测定。定量给出了人体两侧股骨与骨盆结构模型各部位的线应变、主应变、主应力、主应力方向角度。确定了该结构模型的骨折好发部位。为预防人体两侧股骨与骨盆结构的损伤和设计内、外固定器械提供生物力学参数     

坐位骨盆的三维有限元分析

背景：由于骨盆具有复杂的结构,目前对于坐位骨盆的生物力学研究较少,有限元法日益成为骨盆生物力学研究的重要手段。 目的：以有限元法研究成人正常静态坐位骨盆应力分布。 方法：获取正常成年女性全骨盆CT扫描图像,利用CT数据通过Mimics 10.0对图像数据进行重建,利用Geomagic,Proe5.0进行实体建模,输入ANSYS。再根据解剖部位建立骨盆主要韧带。对S1椎体上终板施加600 N静载荷模拟坐位时骨盆受力环境,计算该加载方式下骨盆的应力、应变及位移的分布情况。 结果与结论：垂直加载600 N载荷于骶骨上表面时重力由骶骨经骶髂关节向下传递,到达坐骨结节。此时的坐骨结节处承受较大压应力。有限元模型在静载荷下的特征部位应力、应变值基本能够反应骨盆特有的力学结构特性,模型的准确性较高。计算结果与文献中报道的结果相近,建立的人体全骨盆三维有限元模型较客观地反映人体骨盆的解剖结构和力学特性,可作为骨盆生物力学研究的工具及满足临床研究的需要。     

静态应力作用下骨盆侧方撞击的生物力学研究

目的构建侧方静态应力作用下骨盆骨的尸体模型,运用生物力学试验技术在垂直应力试验机上对单纯侧方受力导致的旋转不稳定骨盆骨折的生物力学特点及其发病机制进行初步探讨。方法选取正常成人骨盆试验标本12具,其中男性7例,女性5例;年龄45～68岁,平均年龄57.32岁。分为2组,每组6具。构建侧方撞击的生物力学模型,测量单纯静态侧方应力作用于髂嵴或股骨大粗隆时,不同工况下骶髂关节、髋臼、耻骨支等骨盆常见骨折部位的受力状况,用应变仪获得各试验点的主应变、主方向、垂直位移,以及测量静态应力下骨盆骨折阈值,并构建应变-时间曲线。结果①500 N静态侧方应力作用于髂嵴时,骨盆环结构中固定侧髂骨翼,对侧耻骨上支承载压（397±43）、拉应变（113.2±11.4）最大,受力侧坐骨支应变最小（23±7）;髂骨翼位移最大（4.6 mm）,髂嵴在静态侧方应力作用下的极限载荷（3 752±425）N;②股骨大粗隆在500 N静态侧方应力作用下,在骨盆环结构中,对侧耻骨上支承载压（277±31）、拉应变（401±53）最大,受力侧髂骨应变值最小（35±11）;左耻骨支位移最大（2.3 mm）。股骨大粗隆在侧方应力作用下的极限载荷（4 207±617）N;③静态侧方应力作用于股骨大粗隆时产生的骨盆各点位移均小于作用于骨盆髂嵴时产生的位移。结论①耻骨支及耻骨联合等骨盆前环结构对于维持侧方应力下骨盆环旋转稳定性至关重要。②生物力学试验能较好地反映静态侧方应力撞击下骨盆骨的生物力学特性。     

垂直应力作用下骨盆旋转位时的生物力学研究

目的运用生物力学实验技术在扭转实验机上对垂直并旋转不稳定型骨盆骨折的生物力学特点及其发病机制进行了初步探讨。方法选取正常成人骨盆实验标本12具,模拟正常人在单纯垂直应力作用下、单纯旋转应力作用下、垂直并旋转应力作用下、不同工况时,骶髂关节、髋臼、耻骨支等骨盆关键部位的受力状况,用应变仪获得骨盆各关键点的主应变、主方向,以及骨盆的极限应力及极限扭矩。结果①单纯垂直压缩状态下,在骨盆环结构中,骶髂关节附近(尤以骶骨侧)承载压、拉应变最大,耻骨、坐骨支最小。②单纯扭转状态时,骨盆各点所受拉应变明显增加,尤以耻骨上支处增加最为明显;各实验点中以左骶髂关节髂骨侧所受拉应变最大,而左骶髂关节骶骨侧所受压应变最大,且应变值随着扭矩增加而增加。③骨盆标本在单纯垂直应力状态下的屈服点载荷均值为2860N,极限载荷3600N;在单纯扭转状态下的屈服点扭矩均值为12.5°,极限扭矩15°。④无论在垂直应力或扭转应力下,髋臼前柱应变值均明显高于后柱。⑤耻骨支仅参与维持骨盆环的旋转稳定性,而骶髂关节对于维持骨盆环的垂直及旋转稳定性均至关重要。结论①垂直应力作用下骨盆旋转位时各实验点应变值远高于单纯垂直应力状态或单纯扭转状态。②骶髂关节等后环结构对于维持骨盆环在垂直及旋转应力下骨盆环的稳定性至关重要。     

人脊柱T6,7段椎骨应力松驰蠕变实验研究

报道了用实验的方法对脊柱骨进行单向常应力－蠕变实验和单向常应变－应力松驰实验。得出应力、应变和时间相关的不同效应。     

水下爆炸性冲击波实验模型的建立及其应力分布特性的研究

目的：建立水下爆炸性冲击波实验模型并分析其应力分布特性。方法：根据爆炸性冲击波的理论应力分布特性，建立水下爆炸性冲击波实验模型，将培养的内皮细胞放入特制的无菌薄层塑料袋内模拟细胞致伤模型，用80mg电雷管致伤后[观察细胞损伤情况。结果：爆炸性冲击波在水中的衰减速度较空气中缓慢，水的深度对冲击波压力峰值有显著影响，对于同一爆源，水越深，压力值越小，不同层数的滤膜覆盖与压力感应呈线性衰减，8层滤膜覆盖致伤时可见内皮细胞有明显的皱缩脱落现象。结论：冲击波在不同介质中的传播速度与衰减幅度与介质的密度密切相关，水下冲击波的压力值不仅与焊源的距离有关，而且与水深有关。     

推拿手法作用的实验应力分析

目的观察不同着力点、不同角度的纵向牵拉力作用下,颈椎关节的应力变化。方法采用光弹材料按11比例制成颈椎模型,通过计算模型上形成的等差干涉条纹级数,分别观察C     

Luque棒生理负荷下的实验应力分析

Luque棒断裂、旋转和错动导致治疗失败,已引起临床专家的重视,目前尚缺乏有关的生物力学实验和分析。本实验应用8具新鲜猪脊柱,分4级载荷(100N,200N,300N,400N)测试Luque棒的应力分布及其影响因素。结果表明:生理负荷下,Luque棒中段承力最大,应力随负荷增加而增大,在400N负荷下,应力接近316L不锈钢材料的疲劳限度。钢丝固定的松紧度影响Luque棒受力的均衡。根据研究结果,作者找出了Luque棒生理轴压下的应力分布及其影响因素。作者同时还指出:新型脊柱内固定结构的研究,应考虑固定结构受力后的应力分布情况,依据力学原理,使固定物应力分布均衡。同时,强调Luque系统的规范化操作是保障脊柱固定可靠和固定物力学稳定的重要环节。     

人体腰椎活动节段应力分布的实验研究

本文采用三维光弹性实验方法观察了正常腰椎活动节段的应力分布。用精密浇铸,严格几何相似的光弹性环氧树脂腰椎和硅橡胶椎间盘模型进行三维光弹性实验,并观察腰椎的等应力差图和有效应力值分布。本实验观察到,腰椎椎体上下缘应力分布较均匀对称,其后缘应力大于前缘,后部结构应力较小。作者认为,三维光弹性实验方法具有直观性强,能有效和准确地确定腰椎的应力分布,对腰椎生物力学研究具有重要的实用价值。腰椎后缘应力大于前缘,使椎体后缘承载较大,将会增加腰椎间盘退变和损伤的机会,这可能是引起腰腿痛的重要因素。     

骨盆骨折生物力学研究进展

近年来,随着交通事故增多和老龄化进一步发展,骨盆骨折发病率呈现逐渐增多的趋势。基于骨盆骨折固定物生物力学的深入研究,其手术治疗得以广泛开展,手术治疗目的是有效复位固定骨折,矫正畸形,恢复骨盆完整性和稳定性,并尽量减少内外固定物引起的并发症。如何在保证治疗效果的情况下提高骨盆稳定性是每个临床医生都会面对的问题。本文从骨盆及其韧带解剖、正常生物力学、分型和骨盆骨折固定生物力学几个方面,总结近年来骨盆骨折的生物力学研究进展,为临床骨盆骨折的合理治疗提供一定参考。     

孕期盆腹生物力学改变对女性盆底功能的影响

盆底功能障碍性疾病在妊娠后女性当中发病率很高.在妊娠这特殊生理时期,女性骨盆部姿势会改变,其盆腹生物力学也会随之改变,力学变化会带来相应的疾病.论述动力学改变与发生功能障碍的关系,总结女性妊娠后其腹盆腔力学改变对盆底影响,探讨诱发盆底功能障碍性疾病的高危因素,为制定盆底康复治疗最佳方案和方法提供参考.     

坐姿下不同组织压力性损伤生物力学研究

目的 探讨坐姿下臀部压力性损伤易发部位以及不同软组织的生物力学响应,为有效预防深层组织压力性损伤提供参考。 方法 基于臀部 CT 扫描数据,建立坐位臀部有限元模型,包括骨骼、肌肉、脂肪和皮肤组织及坐垫模型,利用生死单元模拟组织损伤。 对比实验坐垫界面压力测量数据与有限元模拟结果,验证模型有效性。 模拟坐位力学状态,研究软组织的应力、应变情况,分析不同软组织中的压应力及超出极限值后可能造成的损伤情况。结果 通过对比坐垫模型仿真结果与实验界面压力测量结果,证明模型有效。 坐位时坐骨结节下方软组织区域出现应力集中现象。 其中,臀大肌组织中的横向压应力峰值约为 38 kPa,剪切应力峰值约为 3. 4 MPa;而脂肪组织中的最大压应力与剪切应力峰值分别为 22 kPa 与 4. 5 MPa,均未出现在坐骨结节正下方。 结论 软组织受到一定时间和大小的压力载荷作用,可能出现深层组织损伤。 当保持坐姿一定时间后,应及时变换体位,以降低压力性损伤出现的概率。 研究结果为预防压力性损伤提供生物力学依据,具有重要的临床研究价值。     

基于磁共振图像的人体骨盆三维重建及有效性验证

目的：利用磁共振图像重建人体骨盆,并利用有限元方法验证建立该模型的有效性,为临床上不适合CT扫描的患者,提供了从MRI图像重建人体模型和骨盆生物力学研究的另一种方法。方法：采用1.5T的核磁成像仪扫描获取正常骨盆MRI图像,利用Hypermesh进行网格划分和韧带添加,采用Mimics和Geomagic对图像数据进行重建。对模型施加适当的界条件,运用有限元分析方法,分析该模型的应力应变和位移结果,同实验测量文献和CT重建的模型有限元模型结果对比。结果：骨盆上关键点的应力应变和位移数值基本吻合引用的参考文献对应点数值,趋势基本相似。坐位时,垂直加载600 N载荷于骶骨上表面,应力由骶骨经骶髂关节向下传递,经坐骨上支、到达坐骨结节;应力主要集中在坐骨大切迹和坐骨结节。站位时,垂直加载600 N载荷于骶骨上表面,应力分别经骶骨翼、骶髂关节,坐骨大切迹,弓状线,至髋臼;应力主要集中在骶髂关节和坐骨大切迹。结论：成功利用MRI建立的有限元模型,其基本可以反应骨盆的力学结构特点,准确性较高,可以作为用于研究骨盆及其植入物生物力学的基础。站立位时,骨盆的主要负重和稳定结构位于后方;坐位时,骨盆承载人体重量并在上下应力传导中起着非常重要的作用。     

改良骨盆三点截骨术治疗髋臼发育不良

目的：探讨改良骨盆三点截骨术治疗髋臼发育不良的疗效。方法：应用改良骨盆三点截骨术矫治髋臼发育不良患者27例。首先将耻骨上支截断和耻骨弓中点截骨1—1．5cm后，在髋臼上方按salter法截骨，以足够大的梯形髂骨块嵌入臼上，使髋臼撑开向前外及下方旋转，矫正sharp角至35。左右，恢复股骨头正常覆盖率0．75以上。结果：27例中22例术后随访7～82个月，平均22个月。参照Mckay评级法，疗效优者17例、良5例、差0例。结论：改良骨盆三点截骨术治疗髋臼发育不良，方法简单有效，早期治疗可避免或延缓骨性关节炎的发生。     

Effects of Trochanteric Soft Tissues and Bone Density on Fracture of the Female Pelvis in Experimental Side Impacts

Pelvic fractures continue to be a source of morbidity and mortality for occupants in motor vehicle side impacts, especially among women. Previous studies have produced fracture tolerances for the female pelvis, yet the roles of soft tissues and bone quality remain unclear. Presently, we studied the influence of trochanteric soft tissue thickness (T) and total hip bone mineral density (BMD) on pelvic fracture of 10 female human pelves subject to lateral impact centered over the greater trochanter. Multiple impacts of increasing severity were performed and impact force, energy, impulse, compression, and viscous criteria were quantified. BMD and T were found to be additive predictors of the fracture force. For a given BMD, the force to fracture was significantly higher than that found previously using isolated pelvic bones. Impulse was found to positively correlate with T; however, maximum compression, viscous criterion, and energy to fracture were independent of BMD and T. The force tolerance at 25% probability of fracture found presently (3.16 kN) is substantially below previously reported values. The results suggest that the trochanteric soft tissue thickness and total hip BMD have a significant bearing on fracture outcome for the female pelvis in automotive side impact.     

辅助骨盆骨折复位的弹性牵引装置实验研究

目的提出弹性牵引理论,即通过下肢弹性牵引装置平衡骨盆周围主要肌肉的阻力,利用弹性牵引装置中弹性体在牵引过程中产生的弹性形变提升医生复位操作过程中的灵活性,以此解决现有骨折复位机器人无法兼顾大负载与操作灵活性要求,并在搭建的骨盆骨折复位过程中肌肉约束力模拟平台上进行重复复位实验,以探究弹性牵引对骨盆骨折复位力及操作灵活性影响,为骨盆骨折复位手术机器人开发提供实验依据。方法基于肌肉弹性体简化条件,搭建了模拟骨盆骨折复位过程中肌肉约束力的实验平台,模拟骨盆损伤状态下肌肉在复位过程中产生的阻力,并利用该模拟平台开展验证实验,测试比较了0 kg、5 kg、10 kg不同下肢弹性牵引条件下复位实验过程中复位力曲线,并对复位操作过程中复位力进行单因素误差分析及LSD事后多重检验分析,以此分析下肢弹性牵引装置对复位力大小的影响。最后,将患侧骨盆分别沿x、y方向平移3 cm,分析弹性牵引对平移操作灵活性的影响。结果弹性牵引可以显著减小复位操作力大小。在复位维持阶段,5 kg和10 kg弹性牵引使维持复位位置所需的把持力分别减小32. 99%和60. 85%(1号把持螺钉),以及31. 06%和62. 72%(2号把持螺钉)。在操作灵活性实验中,弹性牵引辅助下操作力相较于无弹性牵引时平均减小60%以上。结论本研究初步验证了弹性牵引对辅助骨盆骨折复位的有效性,下肢弹性牵引可以有效减小复位操作过程中复位力的大小,并兼顾操作灵活性,同时有利于正确复位位置的稳定维持。     

骨盆微创内固定生物力学分析与优化

目的 对比2钉棒与3钉棒固定骨盆骨折的生物力学特性,研究骨盆微创手术中不同钉棒固定位置的力学效果差异。方法 建立2钉棒及3钉棒固定物植入后的骨盆力学模型,并通过有限元仿真对双腿站立、健侧和患侧单腿站立、坐姿下的生物力学特性进行对比分析,并通过临床实验验证3钉棒固定效果。结果 两种固定方式均能够恢复骨盆力学传递,但3钉棒固定后单侧站立时骨盆两侧应力更均衡,整体及断裂面处位移也更低。结论 3钉棒固定在稳定性方面的优异效果,更有利于骨折恢复。