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1.
现实与虚拟互动的骨科生物力学研究方法探讨 总被引:4,自引:0,他引:4
目前常用的骨科生物力学实验方法大都利用新鲜人体标本进行力学测试,从而得出实验结果。这种实验方法的弊端现在逐渐显现出来。为得到一个令人信服的实验结果,通常要使用大量的人体标本,而现在人体标本来源的紧张限制了生物力学实验的大量开展,于是只能找其它动物的标本来代替人体新鲜标本进行实验, 相似文献
2.
3.
下颌骨撞击试验与有限元分析 总被引:1,自引:0,他引:1
目的 利用MTS-858生物材料试验机进行下颌骨撞击试验和三维有限元分析方法揭示下颌骨骨折生物力学机制.方法 根据Hanau合架原理,3例标本分别制备成下颌骨撞击模型,MTS-858生物材料试验机进行下颌骨颏部水平方向撞击试验.人体下颌骨标本利用激光三维扫描系统获得下颌骨模型,有限元软件ANSYS7.0分析.结果 3例标本均在颏部骨折,下颌骨颏部撞击力峰值为(2151.10±125.18)N;响应时间为(17.3±2.3)ms.ANSYS动态显示下颌骨颏部受到撞击后下颌骨内部的应力变化,颏部撞击点应力最大,应力变化曲线显示在颏部距上缘1.92 cm处出现峰值,最大应力为3201.35 kPa.结论 下颌骨撞击试验和三维有限元方法结合量化了颏部受力下颌骨骨折的有关参数,为揭示任意合位下颌骨撞击下颌骨骨折的生物力学机制奠定基础. 相似文献
4.
介绍了一种基于改进SLNC(sum of local normalized correlation,SLNC)的2D-3D医学图像配准方法。首先对CT体积数据进行三线性插值,得到各向分辨率相同的体积数据,采用光线跟踪算法对其进行数字图像重建。针对不同位置和方向的重建图像,在灰度级压缩的基础上,用改进SLNC函数评价其与X线透视图像的相似性,利用与Brent相结合的Powell优化方法,搜索出相似性最大时的投影变换参数。将此方法用于移动数字X线投影设备——Biplanar 500采集的X线透视图像与相应CT体积数据的配准实验,得到较好的2D-3D图像配准效果。 相似文献
5.
垂直载荷作用下骨盆的三维有限元分析 总被引:4,自引:1,他引:4
背景:目前对骨盆的力学分析还处于极其粗糙阶段,而有限元法因其具有不受样本量限制,实验误差小,重复性好等优点,正日益成为骨盆生物力学研究的重要手段。
目的:建立正常骨盆的三维有限元模型,分析骨盆在垂直载荷作用下的应力/应变和位移分布。
设计、时间及地点:三维有限元分析,单一样本观察。于200703/09在南方医科大学生物力学实验室完成。
材料:健康成年男性志愿者1例进行PET—CT扫描,层厚1FfLrn,得N-维原始图像以DICOM格式输出。
方法:应用Mimics、Freeform、ANSYS等软件进行三维重建,并建立正常骨盆的有限元模型。模拟人体双腿直立位的生理姿势,对模型施加500N轴向载荷。具体方式为约束双侧靛臼,向骶骨椎体上表面垂直加压,压力均匀分布于各个结点。
主要观察指标:计算该加载方式下骨盆的应力、应变及位移的分布情况。
结果:垂直加载500N载荷于骶骨上表面时,应力经两侧骶骨翼、骶髂关节,斜向下方经过坐骨大切迹附近,髂骨中央弓状线,传导至两侧髋臼。骨盆前环即耻骨支和耻骨联合受力较小。应变集中在两侧骶髂关节,绝对值很小,前方的耻骨联合处应变极小,呵忽略不计。位移以骶骨背侧的骶正中嵴处最大。
结论:正常骨盆是一个非常稳定的力学结构。过大的垂直应力容易引起骶骨或骶髂关节受损导致骨盆的垂直稳定性下降;恢复骶骨至髋臼的连续性对应力传导非常重要。 相似文献
6.
目的 采集新鲜猪股骨干不同骨质层和骨段的钻削进给力数据,为骨科虚拟现实手术系统钻削力反馈信号的输出提供依据。方法 改装万能材料试验机和手持可调速电钻(Φ5.0 mm钻头),构建生物骨骼钻削性能参数采集系统,分别以转速n =500,800,1 200 r/min和进给速度v =30,50,70 mm/min采集6具新鲜成熟猪股骨干162个标记点的钻削进给力f,分析其与相应组织和部位的关系。结果 新鲜猪股骨干同一标记点双侧骨皮质处进给力最大(fmax=103.63~142.59 N),髓腔处最小(接近于0),股骨干中段进给力(f4,5,6=124.69N)较两端(f1,2,3,7,8,9=121.84 N)大;当v =30 mm/min、n =1 200 r/min时,钻削进给力最小(fmin=106.04 N);当v = 70 mm/min、n =500 r/min时,钻削进给力最大(fmax=139.84 N)。结论 改装的生物骨骼切削性能参数采集系统能有效采集生物骨骼的钻削进给力数据;骨骼钻削进给力与骨质的组织结构、电钻转速及进给速度有密切关系,其中骨质结构越密、电钻转速越小、进给速度越大,骨骼钻削进给力越大,反之越小。实验所获得新鲜猪股骨干钻削进给力数据及其变化趋势,可为虚拟骨科手术系统力反馈输出信号设置提供依据。 相似文献
7.
目的 探究Biodentine和MTA对牙本质抗折性能的影响。 方法 选40颗中华田园犬尖牙,截冠、去除牙骨质并截去根尖,随机等分为5组。分别在根管内充填不同药物,3个月后行力学测试,得到标本3点弯曲强度和弯曲模量。 结果 各组标本3点弯曲强度分别: (154.77±16.51) MPa;(125.00±15.72) MPa; (140.81±11.99) MPa;(139.26±16.09) MPa; ( 120.17±14.21) MPa,单因素方差分析,F=6.74(P<0.05)。各组标本弯曲模量分别为:(19.50±1.03) GPa;(9.62±1.34) GPa;(17.08±1.14) GPa;(15.73±2.14) GPa;(7.63±1.11) GPa;单因素方差分析,F=102.94(P<0.05)。Biodentine和MTA对牙本质抗折性能的影响无统计学差异;与阳性对照组相比,Biodentine和MTA并不能提高牙本质抗折性能;与空白对照组和Vitapex相比,Biodentine和MTA能明显增加牙本质抗折性能。 结论 作为新兴生物性牙本质替代材料,与传统硅酸钙盐材料MTA相比,Biodentine在提高无髓牙牙本质抗折性能方面,并不具备明显优势。 相似文献
8.
目的 构建轻度青少年特发性脊柱侧凸患者的有限元模型,验证该模型的有效性,并进行有限元分析。 方法 建立1例轻度青少年特发性脊柱侧凸患者第6颈椎至第5腰椎的有限元模型,从几何形态及力学两方面对该模型进行有效性验证。分析该有限元模型在模拟前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转、右旋转6种运动状态下,各椎体的应力变化。 结果 成功构建了轻度青少年特发性脊柱侧凸患者的有限元模型,模型总节点数为2561811个,总单元数为1547806个,并验证了该模型有效。模拟后伸、旋转活动时,畸形最明显处的椎体应力变化趋势与静态时相反。 结论 本实验所构建的轻度青少年特发性脊柱侧凸有限元模型有效,可进一步用于该疾病的相关研究。 相似文献
9.
10.
目的利用腹盆腔血管及腰骶椎数字化三维模型,探讨左右髂总动脉分叉角度及分叉开口位置与髂总动脉长度的关系,从而指导血管内介入插管方式的选择。方法选取2011年9月至2013年5月在我科接受腹盆腔CTA检查患者439例,采用数字化三维重建技术构建患者腹盆腔血管及腰骶椎数字化三维模型,Mimics软件联合Geomagic软件对左右髂总动脉间分叉角度和左右髂总动脉长度进行测量,观察并记录左右髂总动脉分叉角度所对应椎体。通过统计学软件对左右髂总动脉分叉角度与其对应椎体位置及左右髂总动脉长度进行相关性分析。结果成功构建439例患者腹盆腔血管和腰骶椎三维模型,均清楚显示左右髂总动脉分叉角度及分叉开口位置。439例患者中左右髂总动脉分叉角度为平均(49.1±12.4)°,分叉开口位于L3~4有38例,L4上1/3有63例,L4中1/3有89例,L4下1/3有135例,L4~5有114例。左右髂总动脉平均长度分别为(45.6±15.6)mm和(43.3±15.4)mm。Pearson相关分析显示,左右髂总动脉分叉角度与其分叉开口位置高度存在负相关关系(r=-0.172,P<0.05),该分叉角度与左右髂总动脉长度也存在负相关关系(左侧:r=-0.171,P<0.05;右侧:r=-0.164,P<0.05)。结论左右髂总动脉分叉开口位置越低,其角度越大,相应髂总动脉长度越短,经股动脉行对侧髂内动脉直接插管距离短、易操作,成功率高;反之,插管路径就延长,直接插管难度增加,需用成襻插管技术,或进一步结合髂内外动脉分叉角度,评估是选择对侧还是同侧髂内动脉插管。 相似文献