全髋关节表面置换术后股骨侧应力分布的有限元分析

目的：探讨金属对金属髋关节表面置换术后股骨侧应力分布情况，为临床改良金属对金属髋关节表面置换术手术方案提供生物力学依据。方法：采用64排螺旋CT扫描金属对金属髋关节表面置换术后患者数据，重建金属对金属髋关节表面置换术后有限元分析模型，对该模型进行虚拟加载和仿真计算，比较分析金属对金属髋关节表面置换术后股骨侧的应力分布。结果：髋关节表面置换术后股骨侧应力集中于股骨颈内侧部及假体与股骨颈交界部，以股骨颈内侧部尤为明显。股骨假体覆盖区存在明显应力遮挡。结论：金属对金属髋关节表面置换术后，应力主要集中于股骨颈内侧及假体与头颈交界部，并在股骨假体下骨质部存在应力遮挡，髋关节表面置换术后的应力集中及应力遮挡与股骨颈骨折发生存在一定联系。     

交通事故车辆因素致伤的生物力学分析及防护探讨

随着城市交通工具的迅速增加，现代社会生活节奏的加快，交通事故伤给人们生活带来的威胁与日俱增，给人民生命及财产带来严重威胁。本文就车辆本身因素致伤特点及防护阐述降低交通事故及事故伤害的观点。     

上颈椎三维非线性有限元模型的建立及其有效性验证

目的建立具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性有限元模型并验证其有效性。方法对健康成年男性志愿者进行CT扫描,获得枕骨底(C0)到C3的体层图像,将数据导入Mimics软件进行上颈椎骨质的三维模型重建,用Freeform软件进行模型修改,导入有限元软件Ansys9.0进行分析计算。模型中韧带以非线性的弹性元素建模,分为弹性区和中性区,分别定义元素性质,韧带的起止点及横截面积根据文献确定,寰椎横韧带坚韧、弹性低,定义为固体元素性质,同时便于对齿状突横韧带关节进行受力分析。寰枕关节、寰枢关节、C2,3关节突关节、寰椎齿状突关节、齿状突横韧带关节均定为有摩擦系数的表面滑动接触关节。使模型C3椎体下缘固定,在枕骨底施加40N的预载荷和1.5N·m的力矩作用下使其产生前屈、后伸、旋转、侧屈运动,将模型的活动度(ROM)与Panjabi测得正常上颈椎的实验数据对比进行验证。结果建立了具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性有限元模型,整个模型有229047个节点和152475个单元,模型运动范围与Panjabi的数据相符合。结论建立的上颈椎模型具有较高的真实性,可以用于生物力学分析实验。     

关节镜下带线锚钉四点固定治疗胫骨髁间棘撕脱骨折的疗效分析

目的:探讨关节镜下带线锚钉四点固定治疗胫骨髁间棘撕脱骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2015年1月至2018年12月期间青岛大学附属医院运动医学科由同一组医生在关节镜下使用带线锚钉四点固定治疗的58例胫骨髁间棘撕脱骨折患者资料。男33例,女25例;平均年龄为18.4岁（14~32岁）;骨折根据改良Meyers-McKe...     

运动员膝关节在体运动检测系统的建立

目的 探讨利用2D/3D图像配准技术建立运动员膝关节在体运动检测系统的可行性.方法 采集1名健康成年志愿者(男性,37岁)左侧膝关节的CT影像,进行三维重建获得骨结构的三维模型.取志愿者保持约30°屈曲的2张X线片,在3Ds Max7软件系统中构建虚拟X线系统,采用2D/3D图像配准技术重现膝关节的位置,将CT数据中胫骨作为配准基点并利用逆向工程技术计算摄X线片时膝关节的相对运动. 结果 经2D/3D图像配准可还原膝关节的三维空间位置.逆向工程技术计算结果显示:与采集CT数据时的位置相比,摄X线片时左侧股骨下段相对位移X轴为0.01mm,Y轴为5.20 mm,Z轴为2.05 mm;相对角度X轴为26.67°,Y轴为-0.97°,Z轴为-15.14°. 结论 利用2D/3D图像配准技术可实现膝关节的在体运动评价,但其配准效率尚需进一步研究.     

利用逆向工程技术开展脊柱三维稳定性测试的研究

目的:利用逆向工程技术建立脊柱三维稳定性测试方法,验证其测试精度。方法:人体枕颈段标本(O￣C5)上、下端包埋后在每个椎体处插入标志物,在M TS实验机上施加载荷模拟颈椎屈伸、侧弯及轴旋运动,由激光三维扫描仪采集标志物的运动信息,通过软件计算枕颈段椎骨各方向的运动范围及中性区;并将标志物固定于精度可达0.01m m及0.01°的K O H ZU精密测试平台上,由激光三维扫描仪采集标志物的运动信息,通过软件计算其运动参数,检测激光三维扫描仪的测试精度。结果:激光三维扫描仪采集脊柱标志物加载及卸载时的位置信息,通过软件中注册及变换功能,计算出各运动方向的运动范围及中性区,实现脊柱三维稳定性的测试;通过与K O H ZU精密测试平台的比较,发现利用激光三维扫描仪开展稳定性测试的精度可达到0.1°。结论:利用逆向工程技术可实现脊柱的三维稳定性测试,其精度可满足实验要求。     

复杂髋臼骨折复位及内固定的数字技术模拟研究

目的　探讨数字医学技术在复杂髋臼骨折复位及手术模拟中的应用。 方法　采集1例髋臼骨折患者的骨盆CT图像,在Mimics 14.01软件上进行三维重建,并利用Geomagic Studio 11.0软件进行骨折的复位和内固定的手术模拟,提出手术指导方案。术后三月再次采集患者骨盆CT图像,三维重建后与术前设计进行比较,评价应用数字技术开展复杂髋臼骨折的术前设计的效果。 结果　根据Tile分型：该病例为C2-3型。Mimics软件重建的骨盆三维模型可准确反映复杂性髋臼骨折的三维立体结构,利用Geomagic软件移动骨折碎片,进行骨折复位,并精确测量出相关的各项数据和进行内固定的放置设计。术后随访钢板与螺钉非常接近术前设计的位置。 结论　应用数字医学技术有助于直观地显示骨盆内部情况并明确分型,并能实现骨折复位及内固定模拟等操作,实现复杂髋臼骨折的术前设计,提高了手术精确性。     

经口咽枢椎椎弓根逆向精确置钉的个性化组合式导航模板的研究

目的　利用CT三维重建、计算机辅助设计与快速成型技术为经口咽枢椎椎弓根逆向置钉设计制作一种新型的组合式个性化精确定位置钉的导航模板。 方法　取4具成人颈椎标本进行CT扫描,在Mimics14.11中重建寰枢椎三维模型,将该模型结合经口咽寰枢椎复位钢板（transoral atlantoaxial reduction plate, TARP）导入Solidworks 2014软件,设计经口咽枢椎椎弓根组合式个性化导航模板。采用快速成型技术制备组合式个性化导航模板,经该导航模板辅助在枢椎标本上置入椎弓根钉,根据术后CT数据评价椎弓根钉道位置。 结果　使用4个导向模板辅助置入8个枢椎椎弓根钉道,术后CT扫描计算水平面绝对偏差值为（0.85±0.70）mm,矢状面为（0.88±0.53）mm,水平面和矢状面的偏差值均无统计学差异（P>0.05）。在椎弓根螺钉钉道评价分析中,I型螺钉为7枚（87.5%）,II型螺钉1枚（12.5%）,所有螺钉处于可接受位置。 结论　本研究提出了一种新型组合式个性化导航模板用于辅助经口咽枢椎椎弓根螺钉准确置入,其操作简单,准确性高,为经口咽枢椎椎弓根精准置钉提供了一种全新、安全的方法。     

建立数字化虚拟中国男性一号膝关节的有限元模型

目的 针对数字化虚拟中国男性一号的膝关节断面切片图像，建立可供有限元结构仿真分析的膝关节三维模型。方法 将中国数字化虚拟人体男性一号膝关节部位的薄层切片数码图像输入PC机，经过分割、配准等处理后，利用三维重建软件Mimics建立三维图像，然后通过自由造型系统进行表面光滑处理，再对表面图像矢量化，存储为有限元仿真分析可以接受的格式。结果 建立了人体膝关节的三维计算机模型，并转换为IGES格式，可以提供膝关节的有限元生物力学仿真分析。结论 利用Mirnics重建后的三维计算机模型，可经自由造型系统FreeForm plus转换后应用于有限元仿真分析。     

颈椎终板结构的生物力学研究

目的 研究颈椎终板不同位点生物力学特性的分布规律。方法 运用人体新鲜颈椎标本66椎，对终板平面上的20个特定测试点进行压缩试验，用直径2mm的半球形压头以0.03mm/s的速度垂直终板平面下压2mm，由所得的压缩力-位移线计算最大压缩力及刚度，采用析因分析对实验数据进行统计处理。结果 （1）颈椎各节段之间最大压缩力及刚度的差异有显著性（P＜0.01)，且由上而下呈逐渐减小趋势。终板矢状方向中各点之间最大压缩力及刚度的差异有显著性（P＜0.01），且椎体后部是最大压缩力及刚度较大的区域；终板冠状方向上各点之间最大的压缩力及刚度（除下终板最大压缩力外）的差异均无显著性（P＞0.05)。（2）下颈椎相邻终板之间的最大压缩力及刚度的差异有显著性（P＜0.05），下终板的最大压缩力及刚度比上终板大。矢状方向上相邻板的最大压缩力差异有显著性（P＜0.05）。结论 颈椎上终板后都、下终板后外侧区是椎体力学强度最大的区域。在进行颈前路融合术时下颈椎较易发生塌陷，且塌陷多发生于颈椎上终板平面。