牵引治疗椎动脉型颈椎病的生物力学实验研究

目的探讨牵引治疗CSA的作用机理,并提出牵引的合理角度,为临床防治CSA提供依据.方法通过建立完整的颈段脊柱三维空间有限元模型,对前屈、后伸0°～30°共11种不同牵引体位下的钩椎关节应力分布及横突位移情况进行分析.结果正常钩椎关节所受应力主要为纵轴上的压应力,力值以C 5～6、C 6～7为较大,横突间距离稍有减少,在牵引作用下,钩椎压应力可转变为拉应力,横突间距可拉大,且随角度的加大而逐渐加大.结论颈椎牵引早期应在0°～10°下,后期应结合临床、影像学诊断选择合适的角度.     

应用三维有限元法分析腰椎小关节的力学分布

目的:应用三维有限元分析法认识腰椎小关节的力学分布特点。方法:①实验于1999-10/2001-06在福州大学力学工程系光弹实验室完成。取新鲜尸体10具,6男4女,年龄45～65岁。尸体来源:福建中医学院解剖教研室。②通过对尸体腰段脊柱表面各节点的三维坐标值测量,运用超级空间有限元电算程序(SUPER-SAPV)将腰段脊柱按空间有限离散的原则划分为496个单元,1002个节点。并在计算机上建立三维空间坐标系,模拟完整脊柱腰段力学模型。运用横截面积肌力计算法,测量尸体腰椎周围肌肉:腰大肌、腰方肌、竖脊肌、腹内外斜肌、腹横肌的解剖横断面积,及其与腰段脊柱纵轴的中心距数值,求得力矩值。再根据力矩等价换算公式得出加载于模型体表各点的肌力值。通过对本模型重力及肌力的加载,使其更接近于正常人体腰段力学状态。运用腰椎周围不同肌肉对腰段脊柱作用力的变化,模拟正常活动范围内脊柱腰段前屈、后伸、右侧屈、右旋4种不同工况。分别计算相应载荷下脊柱腰段小关节的动态应力分布状况和应变值。结果:腰段小关节在正常生理活动范围内,各节段小关节前屈、后伸位、右侧屈(左侧)、右旋位(左侧)应力值由L5～S1至L1～2分别从122.83,282.51,92.22,118.84MPa减少至32.58,64.63,4.29,2.39MPa。小关节在后伸位时应力值最大,其次是前屈位及旋转,侧屈位应力值最小。结论:前屈及后伸位出现明显的应力集中,其中后伸位最为明显。     

成人髋臼发育不良伴骨性关节炎行全髋置换术不同髋臼安装方法的力学比较

目的通过有限元实验对比四种髋臼安装方法的力学差异,探讨髋关节骨性关节炎行全髋置换的最佳髋臼安装方法。方法建立髋关节三维有限元模型,模拟四种不同髋臼安装方式,在单髋站立位时,分析髋臼假体周围的等效应力和位移大小。结果大假体臼穿透型的Mises应力和位移最大。小假体臼次之,Harris截骨加盖型Mises应力最小。结论对于髋臼发育不良所造成髋关节骨性关节炎在行全髋关节置换时,大假体臼内移穿透型局部有害应力增大,术后易诱发假体松动,小假体臼的完整性包容可减少髋关节置换术后并发症的发生。     

正常人颈椎前屈运动的三维空间有限元研究

目的：定量分析颈椎前屈运动时,颈椎各部分的应力分布特点。方法：通过SAP软件建立颈椎的三维空间有限元模型,根据对颈椎的解剖观测进行肌力及韧带力的加载,通过计算机分析颈椎的应力分布。结果：正常人颈椎在前屈运动状态下,椎体后缘的拉应力集中在C5－C6。钩椎关节,小关节以C5－C6为最大,椎间盘的剪应力发C5－C6和C5－C6为最大。结论：颈椎在前屈运动状态下,应力有明显的节段集中现象。     

牵引对颈椎椎间关节作用的有限元分析

为探讨不同角度下牵引对颈椎椎间关节的作用,采用建立完整的颈段脊柱三维空间有限元模型,对前屈、后伸0～30°共11种不同牵引体位下的椎间关节应力分布及其运动情况进行分析.结果显示正常颈椎椎间关节所受应力主要为垂直轴上的压应力,力值从上到下逐渐增大,尤以C5～6、C6～7为主,在牵引作用下,前屈位可将其转变为拉压力,后伸位仍为压应力,二者都随角度的加大而逐渐加大.表明颈椎牵引早期应在前屈或后伸0～10°下,后期应结合临床、影像学诊断选择合适的角度.     

冷冻温度对大鼠肌腱超微结构及力学性能的影响

目的 :探讨冷冻温度对肌腱超微结构及力学性能的影响。方法 :SD大鼠肌腱用不同温度冷冻处理 ,液氮保存 1w ,光镜和透射电镜观察 ;兔肌腱用 -5 0℃冷冻预处理 ,液氮保存不同时间 ,复温后行肌腱拉伸实验。结果 :-5 0℃组超微结构与对照组之间无明显差异。肌腱破坏荷载 (N) :对照组、实验组保存 1 8、1 80、3 60d后分别为 66.0 0± 1 9.49、65 .0 0± 7.0 7、5 4.0 0± 1 1 .40和 3 9.0 0± 1 .2 0。肌腱延伸率 ( % ) :对照组 ,实验组保存 1 8、1 8、3 60d后依次为 63 .5 0± 1 7.3 0、3 8.60± 0 .98、3 0 .60± 0 .47和 2 1 .90± 9.2 9。结论 :-5 0℃是肌腱组织最佳冷冻预处理温度。长时段超深低温冷冻保存兔肌腱的延伸率降低     

终板切除对终板-钛网界面应力分布影响的三维有限元分析

目的 采用三维有限元法比较终板切除与否对颈椎椎体次全切除减压终板-钛网界面应力分布的影响.方法 在正常人C4～C7三维有限元模型基础上,模拟颈椎(C5)椎体次全切除减压手术,建立颈椎前路减压、终板保留与不保留两种手术模型.利用Ansys 9.0软件的建模功能建立12 mm直径钛网(无垫片)、颈椎前路钢板以及螺钉模型,分...     

用枕不当与颈椎病发病相关性的动态平面有限元分析

目的 从应国与应变关系角度探讨不同的用枕高度动态变化对颈椎病发病的影响。方法 通过平面有限元计算方法,建立人体仰侧卧位８种不同枕高时颈段脊柱动势姿势的有限元模型,利用ＳＵＰＥＲ－ＳＡＰ软件中平面四边形四节点单元体计算程序,进行颈光脊柱有关部位的应力与位移变化及其同颈椎病发病关系的研究。结果 颈脊柱在８种不同姿势下均在Ｃ４～８段应力集中现象;颈椎间盘的应力与位移明显大于颈脊柱其它部位;越偏离正常用枕     

胸腰椎弹力自动复位外固定器的生物力学研究

胸腰椎弹力自动复位外固定器[1]应用三点弯曲的力学原理，在胸腰椎前部产生拉应力，促使胸腰椎压缩性骨折在技应力状态下，恢复正常或近正常解剖位置，因此外固定器受力位置、受力大小，在胸腰椎上产生的应力分布规律的研究对临床应用是有益的，我们采用光弹性实验来研究上述问题。实验方法1．光弹性实验原理：利用偏振光，通过在受力条件下能产生人工双折射的透明模型（例如环氧树脂）形成干涉条纹，分析干涉条纹以计算出应力的大小及方向。2．按照人体脊柱图（邹静山绘制，人民卫生出版社出版）同比例缩小为长22．5cm的脊柱模型（从第一颈…     

髌骨骨折镍钛合金丝内固定的生物力学特点*★

背景：目前临床广泛使用不锈钢丝进行髌骨骨折内固定。根据镍钛合金的超弹性材料特性，设想改用镍钛合金丝进行固定，从生物力学角度，预期可获得更佳疗效。　 目的：评价镍钛合金丝环形加“8”字固定髌骨骨折的生物力学稳定性，并与不锈钢丝进行比较。 设计、时间及地点：生物力学分析，于2002-07/2003-03在福建省骨伤研究所生物力学实验室完成。 材料：新鲜、无病变、保留股四头肌肌腱和髌韧带的髌骨，为7名因车祸及其他外伤而截肢的成年男性患者自愿捐献。 方法：股四头肌拉力以50，100，150，200，250，300 N加载和卸载两种方式作用于受试髌骨，应用电测法测量不完全横形髌骨骨折未经金属丝固定、钢丝环形加“8”字内固定及镍钛合金丝环形加“8”字内固定后的髌骨前面应力。 主要观察指标：镍钛合金丝内固定和不锈钢丝内固定对髌骨断面的加压作用。 结果：股四头肌拉力从150 N增加到300 N时，不锈钢丝固定对髌骨骨折断面的加压作用由0.289 4 MPa剧增至0.454 4 MPa，增加57.01%；同样情况下，镍钛合金丝固定对髌骨骨折断面的加压作用则仅由0.227 0 MPa缓增至0.285 1 MPa，增加25.59%。当股四头肌拉力从300 N降至150 N时，不锈钢丝固定对髌骨骨折断面的加压作用由0.436 5 MPa骤减至0.244 8 MPa，减少43.91%；而镍钛合金丝固定对髌骨骨折断面的加压作用则仅由0.231 6 MPa减至0.173 7 MPa，减少25.00%。 结论：与不锈钢丝固定相比，镍钛合金丝固定能对髌骨骨折断面提供持续的、小幅变化的加压作用。