利用Unigraphics软件三维模拟寻找枢椎侧弓安全钉道的研究

目的:对枢椎标本进行薄层CT扫描,利用Unigraphics NX软件进行计算机虚拟三维实体重建和模拟,寻找安全的侧方椎弓螺钉钉道.方法:对4例干燥标本和8例新鲜枢椎标本进行薄层CT扫描(层厚、层距均为0.6 mm),利用Unigraphics的自由建模功能进行三维重建.根据需要建造出不同直径和形状的螺钉模拟体模拟侧方椎弓螺钉进钉,寻找出安全的进针点和进针方向.结果:薄层CT扫描可见枢椎侧方椎弓横突孔区域的外侧骨皮质很薄,部分标本存在滋养动脉孔,使得横突孔区域侧方椎弓外侧骨皮质先天不完整.以横突后结节为界,侧方椎弓的前部与后部的走行方向不一致,左右侧不相同.横突孔区域上部的走行方向与中下部的走向亦不一致.侧方椎弓的安全钉道方向同侧方椎弓的前部与后部的走行方向均不相同,但主要由横突孔区域的中下部分的外界所限定.对4例干燥标本按照计算机模拟的安全钉道方向进针取得了成功.结论:横突孔区域滋养动脉孔的存在使得传统的判定螺钉钉道是否正确的方法受到挑战.利用UG软件对枢椎标本进行计算机三维重建可模拟出安全的进针点和钉道,并测出螺钉直径和长度,为术中提供参考.     

枢椎4层皮质骨椎弓根螺钉的影像学测量及置钉策略

目的　探讨枢椎经椎管4层皮质骨椎弓根螺钉置钉策略的可行性及技术方法。 方法　利用PACS系统调阅92例正常成人枢椎椎弓根水平横断面MRI图像,测量椎弓根内侧壁切线（tangent of pedicle medial wall,TPMW）与脊髓切线（tangent of spinal cord,TSC）、硬膜切线(tangent of dura mater,TDM)间距离及椎管内侧壁切线 (tangent of spinal canal medial wall,TSCMW)与TSC、TDM间距离,以及脊髓和椎管横径、矢状径等参数。 结果　同性别双侧参数差异无统计学意义。男性枢椎TPMW与TSC的距离为9.05 mm,女性为8.57 mm;男性TPMW与TDM的距离为5.04 mm,女性为4.76 mm。男性TSCMW与TSC的距离为7.14 mm,女性为6.70 mm;男性及女性TSCMW与TDM的距离均为3.28 mm。 结论　在枢椎椎弓根水平,经椎管行枢椎4层皮质骨椎弓根螺钉理论上可行,但需根据具体情况采用个性化的策略。     

寰椎后路两种螺钉固定的解剖学测量和生物力学测试的对比研究

目的　对寰椎椎弓根螺钉和寰椎侧块螺钉两种固定方法进行解剖测量和生物力学测试的对比研究，为临床选择寰椎螺钉的固定方式提供依据。方法　用电子游标卡尺和量角器测量16套正常成年人寰椎新鲜标本的相关参数，包括寰椎侧块螺钉的最大进钉长度(L1)、侧块螺钉进钉点到寰椎后弓后缘的长度(L2)、椎弓根螺钉在寰椎侧块内部分的长度(L3)、椎弓根螺钉在寰椎后弓内的长度(L4)、寰椎椎弓根螺钉的最大进钉长度(L3+L4)、椎弓根螺钉和侧块螺钉的外倾角(αo)和上斜角(βo)等14项内容。进行寰椎单皮质和双皮质的椎弓根螺钉或侧块螺钉固定，测试比较其螺钉拔出强度和钉道长度。结果　L1为(25.01±0.23)mm、L2为(9.85±1.31)mm、L3为(19.58±1.63)mm、L4为(10.47±1.51)mm、L3+L4为(29.81±1.27)mm、椎弓根螺钉和侧块螺钉的外倾角(αo)和上斜角(βo)分别为10o、5o和15o、20o。双皮质寰椎椎弓根螺钉的最大拔出力为(1686.0±425.3)N，单皮质寰椎椎弓根螺钉为(1082.5±292.7)N；双皮质寰椎侧块螺钉最大拔出力为(1127.2±367.1)N，与单皮质寰椎椎弓根螺钉无明显差异，单皮质寰椎侧块螺钉最小，为(785.2±402.7)N。结论　由于寰椎椎弓根螺钉和寰椎侧块螺钉进钉点的位置不同，使得寰椎椎弓根螺钉的长度较寰椎侧块螺钉要长。寰椎侧块螺钉的长度大于寰椎椎弓根螺钉在寰椎侧块内部分的长度，是因为寰椎侧块螺钉的上斜角度和外倾角度均较大之故。在同时适用寰椎椎弓根螺钉和寰椎侧块螺钉固定的患者，从手术操作和螺钉固定强度考虑，宜首先选择寰椎椎弓根螺钉固定，次选寰椎侧块螺钉固定。     

骶骨椎弓根及侧块的解剖和生物力学研究

目的 研究骶骨椎弓根及侧块的解剖学特点和生物力学特征,为临床骶骨椎弓根和侧块螺钉固定定位技术提供依据。方法 随机选择60例成人患者进行尾骨螺旋CT扫描,应用三维重建技术测量骶骨椎弓根和侧块解剖学参数,同时对15例成人尸体标本进行大体解剖测量椎弓根及侧块解剖学参数,确定骶骨椎弓根和侧块螺丝钉植入的解剖学基础,确定螺丝钉进钉点和植入技术;选择8例尸体标本并测定其骶骨椎弓根钉、侧块螺丝钉拔出最大拉力。结果S1～S5骶骨椎弓根及侧块的直径、长度变化大而规律,倾斜角约20°,S1椎弓根进钉点位于关节突基底部外侧与横突中线交点,且椎弓根与侧块螺丝钉最大拔出力无显著性差异（P>0.05）;S2～5的椎弓根中心点位于相邻骶后孔之间连线与横突中线交点;侧块进钉点位于椎弓根中线与骶外侧嵴交点内侧。椎弓根钉最大拔出力大于侧块螺钉（P<0.05）,该螺钉固定技术可为骶骨骨折提供有效内固定。结论 骶骨椎弓根、侧块固定技术均可为骶尾骨骨折固定和重建提供有效固定,椎弓根固定技术较侧块固定技术更加方便、安全、可靠。     

传统与皮质骨轨迹椎弓根螺钉内固定术的生物力学对比

目的 比较皮质骨轨迹(cortical bone trajectory, CBT)和传统轨迹(traditional trajectory, TT)椎弓根螺钉内固定对正常和骨质疏松性脊柱活动度(range of motion, ROM)和钉棒系统受力的影响。方法 建立正常骨质和骨质疏松腰椎L3～S1有限元模型,使用两种轨迹的螺钉钉棒系统对L4～5节段进行内固定,分别模拟人体前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转6种生理载荷,对比两种内固定术式对正常和骨质疏松脊柱ROM和螺钉最大等效应力的影响。结果 对于两种骨质情况,相比于未置钉的节段模型,CBT和TT手术均显著降低了固定节段(L4～5)和下腰椎整个节段(L3～S1)ROM;但是,CBT组较TT组ROM下降的幅度略小,两者在屈伸时相近,而在侧弯和轴向旋转时差别明显;此外,在正常骨质模型和骨质疏松模型中,CBT组螺钉最大等效应力均较TT组有明显增加,正常骨质模型中CBT组螺钉最大等效应力在屈伸、侧弯、轴向旋转时比TT组分别提高27%、268%、58%。但在同时采用CBT技术时,骨质疏松模型较正常骨质模型有更小的螺钉应力分布。结论 骨质疏松条件下,...     

基于眼眶容积计算的单侧颅面畸形修复手术的术前设计系统

颅面骨畸形手术是一种相当复杂的外科手术,为了确保手术成功,通常需要进行细致而全面的术前设计。然而,多数临床医生很难根据简单的二维CT、X光图片设计出令病人信服满意的手术方案。在本研究中,针对单侧眼眶畸形情况提出了基于三维重建技术和眼眶容积测量方法的虚拟手术系统。此系统应用三维重建技术实现了骨骼位置的重置,而双眼眶容积测量结果将用来指导骨骼位置的重置。文中所给出的一名患者应用该系统进行术前手术设计的关键过程以及该患者术前、术后的对比图片用以表明该系统在辅助外科医生进行术前设计的有效性。     

外踝术中腓肠神经和腓浅神经的应用解剖

目的　探讨外踝术中腓肠神经和腓浅神经损伤的风险 ,并分析损伤后感觉缺失情况。方法　在解剖显微镜下对 5 0侧常规防腐固定成年尸体的腓肠神经和腓浅神经及其分支作解剖 ,观测和绘图。结果　 2 4 % (12侧 )的腓浅神经或足背中间皮神经浅出点在外踝前缘水平 ,10 % (5侧 )的腓肠神经横切过外踝尖 ,78% (39侧 )的标本可识别来自这两条神经的踝支 (其中 2 8%同时具有两个来源 ) ,腓肠神经管理 38% (19侧 )标本的足及足趾的外侧半。结论　外踝术中很容易损伤来自腓肠神经和腓浅神经的踝支 (可能性为 78% ) ,损伤神经主干的风险较小 ,但有 2 4 %的可能损伤在外踝前缘浅出的腓浅神经或足背中间皮神经 ,10 %的可能损伤外踝尖处的腓肠神经 ,而且损伤后感觉缺失范围差异很大 ,腓肠神经具有比解剖学以往描述的更重要的意义     

手掌部分解剖结构可视化的初步研究

目的：建立手的可视化模型。方法：采用新鲜成人手标本的冰冻薄层断面切片(0．2mm)，在PC机上对手部骨骼、指屈肌腱、掌部筋膜间隙以及手的外形进行三维重建。结果：初步建立了基于解剖结构的可视化手模型并精确显示手掌部主要解剖结构。结论：可视化手模型为手部某些疾病的诊断和治疗提供了三维的形态学资料，也为虚拟现实技术提供了数字模型。     

虚拟中国人足底韧带结构失效后的足弓负荷机制研究

目的　建立虚拟中国人的足内侧纵弓与外侧纵弓的有限元模型,研究跖腱膜松解术或足底韧带损伤后足骨与内在肌群的生物力学特性,探讨骨性结构、足底韧带、足底腱膜、足底固有肌群之间的协调作用机制。方法　采用虚拟中国人“女性1号”CT图像和MRI图像;采用非线性有限元方法进行足弓术后或韧带损伤后的平衡直立负荷状态仿真;并应用足底固有肌群的3种被动张力（微弱、适度、强烈）模拟术后或韧带损伤后的肌肉状态。结果　建立了虚拟中国人“女性1号”足内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的生物力学有限元模型,计算得到内侧纵弓和外侧纵弓在平衡直立时,韧带损伤时,固有肌群活动时的张应力矢量图、压应力矢量图和von Mises应力整体分布数据。结论　跖腱膜松解术和足底韧带损伤等增加了足纵弓von Mises应力峰值,改变了张应力与压应力的流向;而足底固有肌活动的被动张力能降低足纵弓von Mises应力集中程度,调节张应力、压应力矢量接近平衡状态,减小了并发骨折和腱炎的危险性。骨性结构、韧带、腱膜、固有肌群的内在应力具有定量的相互调节功能。     

主动脉弓在体运动和变形的图像测量

目的非接触测量实验兔主动脉弓在体运动和变形.方法采集主动脉弓在体的序列图像,根据主动脉弓直径和中点的变化特征,用计算机图像测量技术实现对主动脉弓运动和变形的测量.结果主动脉弓具有一定的锥度;主动脉弓的运动和变形具有相同的周期性;在每个心动周期,靠近肋间动脉附近主动脉弓变形幅度最大,而在颈动脉处主动脉弓整体位移较大.结论采用图像测量技术成功地定量分析了主动脉弓的运动和变形的变化规律.     

主动脉弓周向应力的非线性数值研究

目的利用非线性数值计算模型研究人体主动脉弓的周向应力分布状态,为临床治疗主动脉弓夹层提供生物力学依据。方法在有限元软件ANSYS中建立主动脉弓的简化模型,采用非线性M-R两参数模型定义材料物理性质,计算得出非线性模型上6个特定截面上的周向应力数值,分析周向应力分布及变化趋势,并与应用线弹性模型的计算结果作对比。结果与应用线弹性模型比较,利用非线性模型得到的不同截面的周向应力分布有很大差异;在弯管段同一截面的不同方向上的周向应力分布也不相同;非线性模型的应力变化趋势和线弹性模型的基本相同,但应力水平低于线弹性模型。结论材料非线性会对主动脉弓的周向应力分布产生较大影响。