牵引夹板治疗骨折时橡皮筋拉伸和应力松弛测试*

背景:单纯石膏外固定治疗桡骨远端粉碎性骨折难以实现良好复位和固定,近年来以牵引式夹板治疗的效果较好. 目的:运用生物力学的研究方法,对比分析牵引式夹板治疗桡骨远端粉碎性骨折时橡皮筋拉伸及应力松弛与效果的关系. 方法:236例桡骨远端粉碎性骨折患者按治疗方法分为治疗组和对照组,治疗组实行牵引式夹板治疗,对照组实行单纯手法整复夹板外固定.治疗后定期拍摄 X 射线片观察骨折愈合情况,腕关节功能采用Dienst 评估标准进行评定.采用 Instron 电子万能材料试验机3367对牵引的橡皮筋进行橡皮筋拉伸和应力松弛实验,测试橡皮筋的最大应力. 结果与结论:按意向性处理分析,全部进入结果分析.患者随访均超过5个月,最长随访13个月.Dienst功能评估:治疗组优68例,良42例,优良率93.2%,对照组优良率52.6%,治疗组优良率显著高于对照组.证实采用牵引式夹板治疗桡骨远端粉骨折,操作简单方便,临床疗效可靠.橡皮筋拉伸和应力松弛实验结果显示,橡皮筋的最大应力为46.97 N,最终应力保持在20.60 N,能够达到桡骨远端粉骨折复位治疗的牵引作用.     

兔胫骨骨折的有限元模型

背景:医学生物力学有限元分析的原始资料多为人体CT数据,大范围的CT扫描势必会对人体造成一定的射线伤害。目的:建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型。方法:选取雄性1年龄新西兰大白兔1只,开放锯断左侧胫骨中段,MIMICS10.01软件直接读取以层厚0.625mm对左侧胫腓骨不间断扫描得到以DICOM3.0格式刻盘保存的CT图片135张,经过定位图像、组织图片、内插值处理以及表面光滑化处理建立面网格模型,导入ANSYS10.0软件构建体并划分体网格,在MIMICS10.01中赋材质。结果与结论:建立了外形和几何结构逼真、生物材料接近正常组织的胫骨中段骨折有限元模型,经加载分析模型真实有效。可见应用MIMICS10.01和ANSYS10.0软件能快速建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型,为进一步进行实验兔骨折愈合生物力学分析奠定基础。     

虚拟现实验证仿真多路况下人体下肢行走状态*

背景：在智能下肢假肢控制器的研究过程中,无论采用肌电信号还是运动与动力学信息相结合等方式识别路况,其结果都通常抽象难懂。
　　目的：从直观运动学分析的角度说明不同路况之间的异同,并利用虚拟现实技术对多种路况场景进行建模和仿真以使识别结果形象化、直观化。
　　方法：用Simulink下的机械建模模块Simmechanics搭建人体下肢模型框图并进行输出运动学分析,比较各种路况下运动学信息的异同,结合虚拟现实工具箱建立多路况场景,用运动学信息驱动虚拟模型运动,完成不同路况的验证仿真。
　　结果与结论：直观利用运动学信息区分多种路况有一定的局限性,需结合其他手段或信号;虚拟现实工具箱能很好地再现数据所对应的运动场景。仿真结果表明,虚拟现实建模方法能够真实形象再现人体下肢在平地、斜坡以及楼梯的行走状况,使数据所反映的运动状态不再单调抽象,使识别结果形象化,可作为验证路况识别结果的手段,为智能假肢模式识别工作提供了一个良好的验证显示平台。     

兔胫骨骨折的有限元模型

背景：医学生物力学有限元分析的原始资料多为人体CT数据,大范围的CT扫描势必会对人体造成一定的射线伤害。目的：建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型。方法：选取雄性1年龄新西兰大白兔1只,开放锯断左侧胫骨中段,MIMICS10.01软件直接读取以层厚0.625mm对左侧胫腓骨不间断扫描得到以DICOM3.0格式刻盘保存的CT图片135张,经过定位图像、组织图片、内插值处理以及表面光滑化处理建立面网格模型,导入ANSYS10.0软件构建体并划分体网格,在MIMICS10.01中赋材质。结果与结论：建立了外形和几何结构逼真、生物材料接近正常组织的胫骨中段骨折有限元模型,经加载分析模型真实有效。可见应用MIMICS10.01和ANSYS10.0软件能快速建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型,为进一步进行实验兔骨折愈合生物力学分析奠定基础。     

一种基于二维云模型理论心电信号ST段的检测方法

背景:目前对于异常 ST 段的形态特征的评价体系,尚无精确数学化模型分类及识别标准,这阻碍了对某些心血管疾病进行计算机自动识别程序算法的进展。目的:找到一种符合医学诊断逻辑思维的心电信号 ST 段分析方法,为心电图 ST 段变化的实时分析提供新的思路。方法:针对采集的心电数据模糊性和随机性较大的特点,提出了一种基于两维云模型的心电信号 ST 段的检测方法,其对二维正态云发生器隶属度进行判断,并进行心电信号 ST 段的形态判定。结果与结论:利用 Matlab 对本算法进行仿真,并通过标准心电数据库(欧共体 CSE 数据库)中数据进行算法准确性验证,统计结果表明该算法 ST 段的识别率较高,对于大数据量的心电信号处理快捷有效,为 ST 段的准确分析提供了新的方法。     

一种基于二维云模型理论心电信号ST段的检测方法

背景：目前对于异常 ST 段的形态特征的评价体系,尚无精确数学化模型分类及识别标准,这阻碍了对某些心血管疾病进行计算机自动识别程序算法的进展。目的：找到一种符合医学诊断逻辑思维的心电信号 ST 段分析方法,为心电图 ST 段变化的实时分析提供新的思路。方法：针对采集的心电数据模糊性和随机性较大的特点,提出了一种基于两维云模型的心电信号 ST 段的检测方法,其对二维正态云发生器隶属度进行判断,并进行心电信号 ST 段的形态判定。结果与结论：利用 Matlab 对本算法进行仿真,并通过标准心电数据库（欧共体 CSE 数据库）中数据进行算法准确性验证,统计结果表明该算法 ST 段的识别率较高,对于大数据量的心电信号处理快捷有效,为 ST 段的准确分析提供了新的方法。     

脊柱腰段正常及骨质疏松三维有限元数字模型的建立

背景：建立逼真的有限元模型是对脊柱进行有限元力学分析的重要基础,关于骨质疏松有限元模型的报道尚少。目的：建立脊柱腰段各主要结构及骨质疏松腰椎的有限元数字模型,为正常脊柱腰段及骨质疏松患者腰椎的有限元力学分析打下基础。方法t对1名健康男性志愿者行脊柱腰段的螺旋CT扫描,将所得图像先在Mimics中进行分隔和重建,在Geomagic中进行优化,在Ansys中赋材质及网格划分,建立三维有限元数字模型。结果与结论：建立了包括全部腰椎、椎间盘及主要韧带的正常腰椎及骨质疏松腰椎三维有限元数字模型。该模型外形逼真,几何相似性好,可以随意旋转,方便从多角度观察、采集三维信息,各主要结构材料属性接近实际,适合进行生物力学研究。提示利用CT数据及mimics、geomagic、Ansys软件可以建立脊柱腰段正常及骨质疏松有限元数字模型。     

老年髋部骨折的预后：白蛋白、淋巴细胞、血红蛋白之效应

背景：文献报道营养状况不良与老年人髋部骨折术后的死亡存在相关性,但国内此项研究尚未见报道。目的：回顾性分析老年髋部骨折患者入院时血液白蛋白、淋巴细胞数和血红蛋白水平与预后的关系。方法：纳入130例髋部骨折患者,年龄大于70岁,均采用人工全髋关节置换或人工双动头置换治疗。患者入院时测量白蛋白、淋巴细胞数及血红蛋白,置换后随访1年,或者随访至患者死亡,其中有效随访92例。采用 Kaplan-Meier法及Log-Rank检验进行生存分析,多因素Cox比例风险模型进行预后多因素分析。结果与结论：92例患者中,20例（22%）白蛋白〈35 g/L,67例（73%）淋巴细胞数〈1.5×106 L-1,56例（61%）血红蛋白〈120 g/L。Kaplan-Meier法分析提示,白蛋白正常患者（≥35 g/L）的生存率显著高于白蛋白减低患者（〈35 g/L）（P〈0.01）;淋巴细胞数正常（≥1.5×106 L-1）与淋巴细胞数减低（〈1.5×106 L-1）患者的生存率差异无显著性意义（P〉0.05）;血红蛋白正常患者（≥120 g/L）的生存率显著高于血红蛋白减低患者（〈120 g/L）（P〈0.05）。Cox多因素分析显示,白蛋白减低是老年髋部骨折患者死亡的独立预后因素。提示老年髋部骨折患者的预后与其营养状况密切相关,白蛋白及血红蛋白等常规的入院检验可作为判断患者预后的重要指标。     

脊柱胸腰段结构变化断层切片与CT三维重建测量比较

背景:单纯CT三维重建数据难以完全保证手术过程安全,火棉胶包埋断层切片已广泛用于头颅、眼眶和膝等多部位解剖研究,国内外至今少有脊柱经改良火棉胶包埋后断层切片报道。目的:探讨断层切片和CT扫描后三维重建对胸腰段脊髓及脊神经走行过程中各结构的诊断价值。方法:40例胸腰段脊柱标本行螺旋CT薄扫后重建,用e-film软件观测相关解剖参数,同时经改良火棉胶包埋法行冠状、矢状和水平位薄层切片,用Amira4.1软件重建并测算对应指标。结果与结论:断层切片较CT二维图像更能详细直观观测胸腰段椎管、椎间管内伴行结构关系;断层切片和CT薄扫后重建在测量椎间管高度、宽度、椎管斜径及硬膜囊直径时差异有显著性意义,在测算椎弓根纵径、横径及椎间管长度时差异无显著性意义。说明:①由于CT软组织窗或骨窗窗宽、窗位和分辨率的影响,其二维图像在一定程度上难以精确辨认软组织结构,而断层切片却可直观观察脊髓、脊神经根及伴行血管或椎间管韧带分布。②断层切片重建对骨性及非骨性结构皆可清晰识别,更利于观测实际上有软组织贴附的椎管及椎间管各结构参数,而CT薄扫重建一般仅能准确观测骨性结构指标,但两法在观测骨性结构数据时基本一致。③CT和断层切片重建在观测靶结构随脊椎序数变化的演变过程时一致。     

脊柱胸腰段结构变化断层切片与CT三维重建测量比较

背景：单纯CT三维重建数据难以完全保证手术过程安全,火棉胶包埋断层切片已广泛用于头颅、眼眶和膝等多部位解剖研究,国内外至今少有脊柱经改良火棉胶包埋后断层切片报道。目的：探讨断层切片和CT扫描后三维重建对胸腰段脊髓及脊神经走行过程中各结构的诊断价值。方法：40例胸腰段脊柱标本行螺旋CT薄扫后重建,用e-film软件观测相关解剖参数,同时经改良火棉胶包埋法行冠状、矢状和水平位薄层切片,用Amira4.1软件重建并测算对应指标。结果与结论：断层切片较CT二维图像更能详细直观观测胸腰段椎管、椎间管内伴行结构关系;断层切片和CT薄扫后重建在测量椎间管高度、宽度、椎管斜径及硬膜囊直径时差异有显著性意义,在测算椎弓根纵径、横径及椎间管长度时差异无显著性意义。说明：①由于CT软组织窗或骨窗窗宽、窗位和分辨率的影响,其二维图像在一定程度上难以精确辨认软组织结构,而断层切片却可直观观察脊髓、脊神经根及伴行血管或椎间管韧带分布。②断层切片重建对骨性及非骨性结构皆可清晰识别,更利于观测实际上有软组织贴附的椎管及椎间管各结构参数,而CT薄扫重建一般仅能准确观测骨性结构指标,但两法在观测骨性结构数据时基本一致。③CT和断层切片重建在观测靶结构随脊椎序数变化的演变过程时一致。     

三维有限元分析钢板内固定治疗跟骨骨折

背景：有多种钢板治疗跟骨骨折,但究竟哪种效果更好,目前尚无定论. 目的：在跟骨骨折三维有限元模型上模拟加载3种类型的钢板,观察比较应力、应变及移位等生物力学性能. 方法：在踝关节中立位和背伸20°位建立跟骨骨折三维有限元模型,分别模拟使用跟骨Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3种形状钢板对骨折进行固定,加载后计算内固定物自身的应力分布、骨骼的应力分布及骨折块间的移位程度. 结果与结论：①两种体位骨折模型3种固定方式下的钢板应力分布都不均匀,钢板前部应力水平均高于后部,Ⅰ型钢板的应力分布相对比较均匀.②两种体位骨折模型3种固定方式下跟骨的应力最大值均在跟骨前部,而正常跟骨最大应力值在跟结节处,Ⅰ型钢板固定跟骨骨折后骨骼的最大应力值均小于Ⅱ型、Ⅲ型钢板.③两种体位骨折模型3种固定方式下均发生了骨折块间的位移,其位移趋势是一致的.结果显示,与Ⅱ型、Ⅲ型钢板固定相比较,跟骨Ⅰ型钢板固定后所承受应力更小,且应力分布更均匀,较符合生物力学原理.     

管道铸型标本断层摄影三维重建盆腔动脉

背景：以往的影像诊断中,主要观察二维图像,随着医学科技的发展及诊疗设备的不断更新,在三维空间里研究人体内小血管的分布,已成为今后解剖学研究的必然。目的：利用聚乙烯醇-氧化铈血管造影对盆腔动脉进行三维重建,为血管介入提供可靠的解剖学依据。方法：纳入非妇科疾病死亡成人新鲜标本2例,预处理标本,经腹主动脉注入聚乙烯醇-氧化铈对比剂,用美国QE Lights Speed VCT 64层CT连续扫描,利用Mimics软件进行三维重建。观察盆腔动脉的各级分支的出现以及管壁清晰度、饱满度。结果与结论：横断面原始图像及其三维图像重建均达到满意的效果,可清晰显示4级以分支,重建后的模型可以任意三维旋转。说明聚乙烯醇一氧化铈血管造影术是盆腔动脉进行三维重建的一种有效技术方法,对妇产科血管介入技术起指导性作用。     

脊椎植骨术中人工骨对软组织的反应**☆

背景:脊椎后路植骨融合是常见的脊椎术式,人工骨可以很好地辅助植骨融合,但是由于软组织可能对人工骨存在一定的反应,人工骨目前很少应用于脊椎后路植骨中. 目的:拟通过兔的脊椎后路植骨实验,探讨如何降低脊椎手术中软组织对人工骨反应. 方法:36只成年公兔随机分为可吸收止血纱布组和对照组,于 L2-3去皮质的椎板表面上,植入β-磷酸三钙人工骨,以可吸收止血纱布隔离背侧软组织为可吸收止血纱布组,无隔离物为对照组.检测植骨后不同时间点,兔血液中的 C-反应蛋白表达,记录植骨后1周和12周皮肤愈合和皮下组织愈合情况以及局部炎症反应,CT 检查记录植骨后不同时间点的人工骨爬行替代情况. 结果与结论:1周时,可吸收止血纱布组所有兔的背侧筋膜愈合完整;对照组9只中7只筋膜愈合完整,2只背侧筋膜愈合欠佳.12周时,可吸收止血纱布组9只中8只背侧筋膜愈合良好,1只愈合欠佳;对照组9只中6只愈合良好,2只愈合欠佳,1只轻度感染.1周时两组肌肉组织都存在一定充血,部分炎性细胞浸润,可吸收止血纱布组炎性细胞浸润较少,局部充血相对较少.12周时两组肌肉组织都存在一定的肉芽组织增生,可吸收止血纱布组炎性细胞浸润略少,对照组部分动物可见较明显的坏死组织.植骨后即刻,植骨后1周,4周时血液中的 C-反应蛋白表达在两组间差异无显著性意义.植骨后12周时,CT 检查显示靠近骨面的人工骨吸收明显,靠近软组织的人工骨无明显吸收,人工骨吸收情况在两组间无明显区别.结果提示,人工骨放置应尽量与植骨面多接触,这可促进人工骨尽早吸收,并降低软组织反应.减少人工骨和软组织接触,可以降低软组织对人工骨的反应.可吸收止血纱布的早期生物隔离和组织修复作用能一定程度减少组织对人工骨的反应.     

股骨颈骨折空心钉置入内固定后股骨颈的短缩

背景：一般认为股骨颈骨折内固定后股骨颈短缩2cm以上才会出现功能影响,但近年来许多文献认为短缩5mm以上就会出现功能和生活影响,争议颇多。目的：调查闭合复位空心钉置入内固定治疗股骨颈骨折后股骨颈短缩的发生率、功能影响及其相关影响因素。方法：对2003年5月至2011年1月收治的94例闭合复位空心钉置入内固定的股骨颈骨折患者进行回顾性分析,去除发生骨折不愈合和股骨头坏死患者后有86例患者进入结果分析。闭合复位满意后,以3枚平行空心钉固定。以短缩〉／5mm,短缩≥10mm,短缩≥20mm为3个参考点,考察短缩（双侧股骨颈中心线对比）发生情况,以及多个因素对股骨颈短缩发生的影响。结果与结论：86例患者股骨颈短缩中位数2．6mm,平均（5．21±5．49）mm。股骨颈短缩≥5mm的发生率为36％（31／86）,股骨颈≥10mm的发生率为19％（16／86）,股骨颈短缩≥20mm的发生率为3％（3／86）。3种短缩形式分组结果的Harris评分结果差异均有显著性意义,说明短缩≥5mm就会影响髋关节功能。性别、年龄、singh指数、Garden指数、体质量指数是影响股骨颈骨折内固定后股骨颈短缩的因素。提示股骨颈骨折闭合复位空心钉置入内固定后股骨颈短缩发生率较高,股骨颈短缩≥5mm就会对患者髋关节功能有影响。     

防旋髓内钉与动力髋螺钉内固定治疗股骨转子间骨折

背景:防旋髓内钉与动力髋螺钉已被广泛应用于股骨转子间骨折的置入内固定治疗.目的:评估与比较防旋髓内钉与动力髋螺钉置入内固定治疗股骨转子间骨折的效果. 方法:对股骨转子间骨折的临床患者进行随访观察,通过评估患者骨折的愈合情况、并发症发生情况以及关节功能评分综合分析防旋髓内钉与动力髋螺钉内固定治疗股骨转子间骨折的临床效果,并对两种内固定治疗效果进行对比. 结果与结论:防旋髓内钉与动力髋螺钉置入内固定治疗股骨转子间骨折均可以获得较好的治疗效果,但是防旋髓内钉置入内固定治疗股骨转子间骨折置入内固定操作时间更短,出血量更少,并发症的发生率更低,骨折愈合时间更短,髋关节功能优良率更高,是股骨转子间骨折首选置入内固定治疗的方法之一.     

不同运动步态下锁定加压钢板固定胫骨干骨折的有限元分析

背景：目前有限元分析广泛应用于人体骨折内固定模型的力学分析,但大多研究局限于静态下,动态下的骨折模型有限元分析尚未见报道。目的：通过三维有限元分析来探讨锁定加压钢板固定胫骨干不同类型骨折在不同运动步态下的应力分布情况。方法：利用CT扫描获得正常成人胫腓骨及足部的薄层扫描图像;运用相关软件建立其三维模型,在此模型上模拟出胫骨中段横行、斜行、粉碎性、螺旋形4种类型骨折,并与锁定钢板进行装配生成实验模型,各组模型加载相同的轴向压缩载荷600N。通过有限元分析软件Ansys12.0分别测定各组模型在落地相、中立相、离地相三种步态下的应力分布情况。结果与结论：在步态下,胫骨在骨折各组中的应力分布由小到大均为：落地相〈中立相〈离地相。锁定钢板在胫骨中段横行、斜行、粉碎性骨折中的应力分布由小到大均为：中立相〈落地相〈离地相;在胫骨中段螺旋形骨折中应力分布由小到大为：离地相〈中立相〈落地相;提示在运动步态中,钢板和胫骨均在离地相受力最大。钢板的应力集中在中间或边缘;而胫骨的应力分布在骨折线以上靠近近端,骨折线以下靠近骨折线。就胫骨整体而言,呈现两端集中,中间分散的状态。     

防旋髓内钉与动力髋螺钉内固定治疗股骨转子间骨折

背景：防旋髓内钉与动力髋螺钉已被广泛应用于股骨转子间骨折的置入内固定治疗。目的：评估与比较防旋髓内钉与动力髋螺钉置入内固定治疗股骨转子间骨折的效果。方法：对股骨转子间骨折的临床患者进行随访观察,通过评估患者骨折的愈合情况、并发症发生情况以及关节功能评分综合分析防旋髓内钉与动力髋螺钉内固定治疗股骨转子间骨折的临床效果,并对两种内固定治疗效果进行对比。结果与结论：防旋髓内钉与动力髋螺钉置入内固定治疗股骨转子间骨折均可以获得较好的治疗效果,但是防旋髓内钉置入内固定治疗股骨转子间骨折置入内固定操作时间更短,出血量更少,并发症的发生率更低,骨折愈合时间更短,髋关节功能优良率更高,是股骨转子间骨折首选置入内固定治疗的方法之一。     

三维虚拟现实成像结合二维超声图像可视化评价婴幼儿髋关节发育不良

背景：超声检查已广泛应用于婴幼儿发育性髋关节发育不良的筛查,但有报道指出,在不同的检查者之间检查结果存在显著差异,即使在同一检查者的重复检查中也会存在偏差,因此认为超声在诊断成像准确性方面证据不足。目的：通过三维重建虚拟现实图像显示髋臼及股骨头的空间立体结构,获得一个新的参数,从而丰富Graf超声诊断技术的测量标准,进一步增强髋关节发育不良诊断结果的可信度。方法：选取国人婴幼儿新鲜尸体标本10具（男性5具,女性5具）,应用Graf二维超声法对髋关节扫查,并同时行多排螺旋CT三维重建,再将容积重建与表面重建拟合,显示髋关节周围解剖结构,模拟Graf二维超声法对三维虚拟现实图像进行α角和β角的测量。结果与结论：通过三维重建虚拟现实图像对二维Graf方法测量的验证,证实二维Graf方法测量α角和β角可以真实反映骨性髋臼和软骨髋臼的发育情况。Graf二维超声技术可对新生儿髋关节发育状况做出正确评价,可以将Graf二维超声法作为髋关节发育不良的常规检查。说明熟练掌握Graf超声检查技术和严格掌握髋关节发育不良评判标准是髋关节发育不良诊断的重要保障。     

骨不连治疗的研究与技术应用进展*

背景：骨不连是骨折晚期常见的临床问题,数十年来,在各种新式内外固定材料、普及的显微外科技术、创新的植骨材料,尤其是分子生物学技术的全面帮助下,骨不连的治疗取得了突破性进展。
　　目的：总结骨不连治疗的研究进展,为以后更好地治疗骨不连提供技术理论和方法选择。
　　方法：由第一作者运用计算机检索系统检索1990年1月至2013年5月发表的有关骨不连原因及治疗方法的文献,以“fracture nonunion,treatment,progress”或“骨不连,治疗方法,进展”为检索词。同一领域则选择近期发表或者发表在权威杂志的文章。
　　结果与结论：排除重复性研究及时间跨度大的文献,从检索结果中共选择了48篇文章进一步分析。骨不连治疗手段主要有两种：非手术方式和手术方式,目前临床上以手术方式为主且高效。骨折愈合是多环节参与的复杂过程,一旦骨不连发生,应具体问题具体分析,根据患者的实际情况采取个体化治疗原则,重视软组织的保护,必要时联合运用多种手术及非手术方法,才能取得满意的疗效。