3D-Slicer联合sina软件辅助椎弓根置钉在椎管内肿瘤手术中的应用

目的 探讨3D-Slicer联合sina软件辅助椎弓根置钉技术在椎管内肿瘤手术中的应用效果。方法 回顾性分析2018年1月至2021年1月手术治疗的46例椎管内肿瘤的临床资料。术中应用3D-Slicer联合sina软件辅助定位置钉26例（观察组）,徒手定位置钉20例（对照组）。术后行C臂、CT扫描,按照Gertzbein-Robbins方法评估置钉的准确性。结果 观察组术中射线量、单钉置入时间、术中出血量、术后术区引流量、术后住院时间均明显低于对照组（P<0.05）。观察组置钉穿破皮质骨发生率（16.38%）、不良置钉率（5.17%）、术中调整置钉率（18.10%）明显低于对照组（分别31.11%、13.33%、37.78%;P<0.05）。两组血管神经损伤及术后1年内钉棒相关并发症发生率均无统计学差异（P>0.05）。结论 与徒手定位置钉相比,3D-Slicer联合sina软件辅助椎弓根置钉,明显提高置钉的准确性,并具减少手术相关的副损伤,缩短住院时间。     

全膝关节假体三维有限元模型的建立

背景：由于全膝关节的结构形态具有运动复杂、受力复杂等特性,造成了数据采集,模型建立困难,影响了三维实体模型的准确性。目的：建立全膝关节假体三维有限元模型。方法：通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立全膝关节假体三维有限元模型,对如何提高三维有限元模型的精确性,扩大模型的开放性以及提高建模效率,增加关节外科医师在建模过程中的参与性进行探讨。结果与结论：通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立了全膝关节假体三维有限元模型。与以往建模方法比较,该模块设计使模型更加精准,使用更灵活,简化了有限元前期处理过程,明显降低了建模难度,提高了建模效率,增加了模型的扩展形,并获得了更高的精度。     

膝关节置换的适应证及假体选择

背景：选择合适的人工膝关节对于膝关节置换患者是非常重要的。 目的：结合文献探讨膝关节假体置换的适应证。 方法：由第一作者采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中检索有关膝关节置换适应证及其相应假体选择的文章,检索时间范围：2000-01/2010-12,关键词为“膝关节置换,适应证,人工假体,生物相容性”。经检索共查到相关文献50余篇,排除内容重复、普通综述、Meta分析类文章后,筛选纳入5篇文献进行评价。 结果与结论：不同患者应根据病情、关节限制程度、固定方式和半月板功能来选择不同的人工膝关节。不同膝关节假体置换的适应证应由膝关节的骨和软组织条件决定,膝关节韧带的质量和状态、关节畸形以及关节软骨破坏的程度决定假体的选择。     

应用Mimics软件建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后的有限元模型

背景：双侧升支矢状劈开截骨术是正颌外科常见的治疗方法之一,有限元法成为研究双侧升支矢状劈开内固定后生物力学的重要方法。 目的：快速建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后有限元模型,寻求一种更为快捷、精确的矢装劈开内固定的三维有限元模型,为研究下颌骨矢装劈开内固定后生物力学打下基础。 方法：应用薄层CT ,Dicom 标准和Mimics 软件,结合MSC.Patran 三维有限元专用软件对CT 断层影像进行分析处理。 结果与结论：建立了精确的下颌骨双侧矢装劈开内固定后三维有限元模型。使用Dicom 标准和Mimics 软件获取三维模型,直接写入MSC.Patran 三维有限元软件,提高了建模效率。提示薄层CT、Dicom 标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,同时Mimics 软件直接建立矢装劈开内固定三维模型,极大程度提高了建模效率,为生物力学分析打下基础。     

Mimics辅助快速建立颅上颌复合体的三维有限元模型

背景：颅颌面部是骨骼系统中结构最复杂、功能最多样的的结构之一,要进行颅上颌骨复合体生物力学分析,就必须建立一个精准的三维有限元模型。 目的：探索快速建立完整颅上颌复合体三维有限元模型的方法。 方法：以牙列完整、咬合关系正常、磨牙为中性关系、牙周组织健康的成年志愿者作为建模素材,进行多层螺旋CT扫描,利用Mimics软件和MSC.Patran软件建立颅上颌复合体三维有限元模型。 结果与结论：探索出一条快速建立颅上颌复合体三维有限元模型的新方法。建立了三维坐标系下的可以从任意角度观察的健康人颅上颌复合体三维重建生物医学模型和三维有限元模型,由76 035个节点和373 819个单元组成。该模型具有较好的几何相似性和力学相似性。     

骨盆环三维有限元模型的建立

利用螺旋CT数据通过Mimics 12.0建立具有高度几何相似性的左、右骨盆、骶骨、股骨近端复合体的面模型,利用Abaqus 6.5进行实体建模。根据各单元CT值对有限元模型进行材料属性赋值,再根据解剖部位建立骨盆主要韧带。利用有限元分析软件Abaqus 6.5对S1椎体上终板施加600 N静载荷模拟站立位骨盆受力环境,计算特征部位位移、最大应变及von Mises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。在几何外形近似的情况下,特征材料赋值建模能够提高有限元模型的计算准确性;在有限元计算时应通过更为接近生理状况下的边界及载荷条件进行模拟以提高结果的准确性。     

人工髓核置换三维有限元模型的建立

背景：目前人工髓核置换主要集中在临床使用及观察方面，尚缺乏更多力学实验数据的支持，需要可靠的物理模型或大量体外实验论证分析。 目的：建立L4/L5节段人工髓核置换三维有限元模型，拟为生物力学实验研究提供标准数学模型。 设计、时间及地点：观察性实验，于2006-07/11在南方医科大学珠江医院骨科中心完成。 材料：健康志愿者及人工髓核置换患者各1名，进行64层螺旋CT扫描。扫描数据以Dicom 3.0标准直接存储。根据国人实际情况，实验选用最常用PDN-SOLO-7型进行建模，PDN-SOLO-7型代表假体高度7.0 mm，横径25 mm，弹性模量为 45 MPa，泊松比为0.49，面接触摩擦系数为0.3 MU。 方法：在Mimics 10.11软件建立L4/L5运动节段及PDN-SOLO-7型人工髓核模型。模仿腰椎后路人工髓核置换，建立人工髓核置换三维有限元几何模型。各组件在ANSYS 11.0 转化成体单元网格。L4和L5体单元网格导回Mimics根据灰度值进行材质分配。余组件直接定义材料参数。在ANSYS用高级有限元装配技术，建立L4/L5节段人工髓核置换三维有限元模型。 主要观察指标：观察人工髓核置换后有限元模型的模拟单元，节点及构成组件。 结果：建立了人工髓核置换后三维几何和有限元模型。人工髓核置换模型分为92 516个四面体单元，153 963个节点，由L4、L5、纤维环、上下终板、7条韧带和人工髓核13个组件构成，由三维10 节点SOLID92固体单元模拟。 结论：通过64层螺旋CT扫描获得腰椎精确几何数据，Mimics通过基于阈值算法及参数化建模提供精确模型，利用灰度值赋材质，建立高仿真脊柱节段及人工髓核置换有限元模型。     

定制肿瘤型人工膝关节置换治疗膝关节周围恶性骨肿瘤

【摘要】　目的　探讨应用定制肿瘤型人工膝关节置换治疗股骨远端、胫骨近端恶性骨肿瘤的临床效果。方法 回顾性分析2001年6月～2008年10月膝关节周围恶性骨肿瘤29例。男19例，女10例；年龄17～65岁，平均38.5岁。股骨远端22例，胫骨近端7例。骨肉瘤16例，骨巨细胞瘤（II～III级）7例，软骨肉瘤3例，孤立性骨转移瘤1例，纤维肉瘤、尤文氏瘤各1例。对肿瘤进行广泛切除或根治性切除后，采用定制肿瘤型人工膝关节置换重建；根据病理类型同时采用辅助化学、放射治疗。结果　所有患者均获随访，平均随访4.6年，3年生存率为79.8％，5年生存率为63％；2例假体断裂，1例假体松动，2例软组织肿瘤复发接受截肢手术。MSTS评分显示肢体功能优8例，良15例，中5例，差1例，优良率为79.3％。结论 对膝关节周围恶性骨肿瘤肿瘤型假体能保留良好的关节功能，是有效的保肢方法。     

高屈曲型与普通型假体人工全膝关节置换后的早期功能恢复比较

背景：高屈型假体理论上优于普通型假体,尤其是在置入后关节屈曲度方面。 目的：评价高屈曲型与普通型假体单侧人工全膝关节置换后早期的功能康复之间的差异。 方法：回顾性对照分析新疆医科大学第四附属医院骨科中心初次行人工全膝关节置换的133例患者141膝,植入假体分别为高屈曲型与普通型,比较两组患者置入后疗效。 结果与结论：置入后高屈组1例发生一过性腓总神经麻痹,1例置入后切口愈合不良,42 例44 膝获随访,失访2例3膝,随访12~19个月;普通型2例发生切口愈合不良,1例浅静脉血栓,86例91膝获随访,失访3例3膝,随访12~23 个月。置入后1年两组HSS 评分、疼痛评分、肌力评级比较,差异无显著性意义(P > 0.05)。高屈曲型在活动度、屈曲挛缩度方面优于普通型(P < 0.05)。说明高屈曲型假体单侧人工全膝关节置换早期在关节活动范围和屈曲挛缩度方面评分优于普通型。     

基于CT图像应用Mimics软件快速构建人体胸腰段骨骼有限元模型*☆

将以各向同性分辨率0.625 mm薄层扫描所得的层厚0.65 mm人体胸腰段连续断层210层Dicom格式CT图像，直接读入Mimics后界定骨组织阈值、提取各层面轮廓线、图像边缘分割、选择性编辑及补洞处理，去除冗余数据，三维化处理后获得胸腰段三维几何面网格模型，将其保存为后缀名.lis的Ansys文件，直接导入Ansys有限元分析软件进行体网格划分，再将体网格转入Mimics根据CT值给予赋值，再次导入Ansys生成有限元模型。快捷建立了外形逼真、计算精确的人体胸腰段脊柱三维有限元模型。结果提示，应用精细CT扫描技术，图像Dicom标准，Mimics软件能直接与Ansys软件进行对接，并能根据CT值直接赋值使胸腰段脊柱三维有限元模型的建立更加快捷、精确。     

3D Slicer三维影像重建在颅内动脉瘤夹闭术中的应用

目的 探讨3D Slicer三维影像重建技术在颅内动脉瘤开颅夹闭术中的应用价值。方法 回顾性分析2020年7～9月经翼点入路开颅夹闭术治疗的12例颅内动脉瘤的临床资料。术前利用3D Slicer软件三维重建动脉瘤模型及其周围血管和部分骨性结构,并模拟手术入路,显示手术视野下动脉瘤与毗邻结构的位置关系;术中参考立体模型,寻找动脉瘤并根据解剖结构实时定位,实现精准夹闭。结果 12例均顺利完成三维影像重建,将三维模型与术中所见进行对比,9例正确反映术中真实解剖情况,3例术中对比效果欠佳,小动脉瘤（直径<5 mm）以及小血管重建效果相对较差,但是动脉瘤周围主要血管结构对比一致。12例动脉瘤均顺利实施开颅夹闭术,术中没有出现动脉瘤破裂。术后次日复查颅脑CTA示载瘤动脉通畅,未见新增出血,动脉瘤夹闭良好。术后3个月,复查CTA未见动脉瘤复发;GOS评分5分8例,4分3例,3分1例。结论 3D Slicer三维影像重建制作的颅内动脉瘤三维立体模型,可获得更多的立体解剖信息,加深对病变局部解剖的认识,指导制定手术计划,减少术中动脉瘤破裂的风险,提高手术效果。