简介:基于CT图像数据结合图像处理软件建立人体下颈椎C3-C7活动节段的三维有限元模型,并验证模型的有效性。选取一名健康志愿者颈椎CT数据,建立包括椎体、后部结构、终板、椎间盘、韧带和关节突等部分的下颈椎C3-C7三维有限元模型,赋予颈椎组织不同成分的材料属性,模拟人体颈椎在正常生理状态下承受扭矩载荷时,前屈、后伸、侧弯和旋转等运动情况下颈椎椎体、椎间盘和小关节的生物力学特性。颈椎C3-C7活动节段在四种工况下的活动范围与前人离体实验和有限元分析的研究结果基本吻合,颈椎椎体、椎间盘和小关节的应力分布符合其生物力学特性。下颈椎C3-C7活动节段的模拟结果符合人体的真实运动规律,为临床颈椎的生理、病理研究以及植入器械的力学性能分析奠定理论基础。
简介:一个来自澳大利亚和韩国的研究小组最近开发出一种多孔新型海绵状材料,其力学特性与生物软组织非常相似,且包含一个由DNA链和碳纳米管组成的坚固网络。对于现代植入术及人工组织和器官的生长来说,生产出与自然特性密切相仿的材料是很重要的。但是,人体内的组织具有各种性状,这些性状在合成材料中很难再现,因为人体组织既柔软又十分坚韧。软组织,如肌腱、肌肉、血管、皮肤或其他器官,可从细胞外基质获得其力学支持,细胞外基质是一个基于蛋白质的纳米纤维网络。细胞外基质中的不同蛋白质形态生产出带有不同刚度的组织。组织生长用的植入物和棚架需要多孔的软质材料,这些材料通常是非常脆弱的。由于许多生物组织经常受到强烈的力学负荷,因此为了避免炎症,植入材料拥有类似的弹性也很重要。同时,该材料必须非常牢固和有弹性,否则它可能会断裂。此次开发的这项新技术使用DNA链作为基质,这些DNA链将棚架状碳纳米管完全包裹住,并形成了一个胶体。这种胶体在注入特殊容器时可拉成非常细的线,进而编织成纤维。干燥后的这种纤维具有多孔海绵状结构,并包含一个50纳米宽的纳米纤维交织而成的网络。将这些纤维浸泡在氯化钙溶液中可使DNA发生进一步交联,并导致纤维变得更为密集,连接...
简介:目的通过有限元分析法对比双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统固定髌骨横形骨折模型的稳定性。方法基于膝关节CT扫描数据,采用Mimics、Patran及Solidworks软件分别建立双螺栓与克氏针张力带固定髌骨横形骨折的有限元模型,采用Abaqus软件模拟屈膝90°髌股关节作用力600N,分别对两个模型进行力学加载,分析位移及应力分布情况。结果螺栓系统固定治疗髌骨横形骨折时,螺栓与螺母相对最大位移为0.02396mm,骨折端的最大接触应力值为47.57Mpa,骨折端的最大等效应力57.40MPa,螺栓的最大等效应力值为119.9MPa;克氏针张力带固定治疗髌骨横形骨折时,克氏针相对最大位移为0.01338mm,钢丝相对最大位移为0.00857mm,骨折端的最大接触应力值为26.24Mpa,骨折端的最大等效应力71.34MPa,克氏针的最大等效应力值为63.1MPa,钢丝的最大等效应力值为272.2MPa。螺栓及克氏针张力带均存在应力集中现象,但最大应力值均小于屈服强度。结论双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统均能够用于髌骨横形骨折的治疗,螺栓固定的骨折端加压力更强,应力更为分散,克氏针张力带系统钢丝应力更为集中。
简介:目的评估有限切开锁定加压钛板内固定联合医用诱导骨基质植入治疗肱骨干粉碎性骨折的临床疗效。方法对2011年7月-2015年9月经手术治疗的16例肱骨干粉碎性骨折患者进行回顾性分析,男10例,女6例;年龄21-62岁,平均44.6岁。按AO分类全部患者均属于C型骨折。均采用沙滩椅位,经肩关节前入路、有限切开锁定加压钛板联合医用诱导骨基质植入的手术方式。结果本组均获得随访,随访时间为6-33个月,平均18个月。根据肩关节Neer评价标准,平均为88.3分(81-93分),优9例,良5例,可2例,差0例,优良率达87.5%。根据肘关节Mayo评价标准,平均为92.3分(89-96分),优9例,良5例,可1例,差0例,优良率达93.3%。结论有限切开锁定加压钛板内固定联合医用诱导骨基质植入是治疗肱骨干粉碎性骨折的可靠方法,能提供坚强的固定,允许术后早期功能锻炼。
简介:我们自主开发的24h动态血压监测(ABPM)全自动智能化诊断软件,能自动完成ABPM的诊断报告的书写,将全天的数据经过计算、分析,生成直观的文字报告,并在厂家软件的基础上,增加了如动态动脉硬化指数、对称性动态动脉硬化指数、动态脉压、动态脉压指数等比较重要的指标。ABPM全自动智能诊断系统的应用,节省了大量的人力、物力,既保证了报告的准确性,也大大缩短了患者等候报告的时间,体现了智能化程序在医疗工作中的重要性。
简介:目的设计一套适用于立体定向放射性粒子植入肿瘤治疗手术的计划系统。方法采用线性布源原则,设计结合立体定向手术方式的粒子植入治疗计划设计模块;采用基于图形处理单元的粒子剂量快速计算方法,进行放射剂量场的实时计算和更新;研究术前MRI图像和术后CT图像的自动配准和融合方法,实现术后剂量的定量验证,并提出一种基于体积重合率的剂量比较方法。结果实现了一套设计合理、功能完善的神经外科放射性粒子植入治疗计划系统软件。经临床试用,完全满足临床需求。结论该系统能够有效地辅助医生进行放射性粒子植入手术的术前治疗计划设计、优化和术后的放射剂量验证,具有重要的临床价值和广泛的应用前景。
简介:骨表观力学性能参数常被用来评定骨质量,而微观力学性能参数由于难以测得尚未被广泛应用。为从微观水平评判骨质量,本研究提出一种骨微观力学性能参数的预测方法。该方法以大鼠股骨皮质骨为研究对象,预测其在微观水平的失效应变。首先依据扫描影像建立大鼠股骨皮质骨有限元模型,然后以表观压缩实验为研究依据,模仿实验条件,模拟皮质骨有限元模型在压缩载荷作用下的断裂过程,并通过与实验所测表观应力-应变曲线进行对比、反演,预测出大鼠股骨皮质骨在微观水平的失效应变。分析结果显示四只7月龄大鼠股骨皮质骨的微观失效应变数值处于4.53%-4.75%之间。经验证,本方法能够准确预测出骨结构在微观水平的力学性能参数。
简介:目的探讨棘突间融合装置联合椎体间融合时对下腰椎稳定性的影响。方法在健康成年男性L4-5节段CT扫描图像的基础上,利用软件Simpleware4.2、GeomagicStudi010.0及Abaqusl0.0建立L4-5有限元模型(INTACT)。验证模型有效性后建立单侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合(UPS)、双侧椎弓根螺钉/钛棒固定联合椎间融合(BPS)和棘突间融合装置固定联合椎间融合(ISF)三种手术模型。对各模型实加500N预载荷的同时以2N.m为间隔,自2N.m开始逐级累加至最大10N.m,观测其应力分布、相邻节段的角位移。结果各工况下三种手术组的角位移(ROM)均较INTACT组明显减小,减小的程度BPS最高,而ISF除右侧弯方向上均高于UPS;三种手术组范氏应力云图显示,BPS组与ISF组相似,UPS组存在较高的应力集中,范式应力峰值无论在椎间融合器还是在内固定器械上由大到小依次均为:UPS〉ISF〉BPS。结论ISF联合椎间融合能够为下腰椎脊柱重建提供适度且足够的稳定性,因而可以为下腰椎退行性疾病的治疗提供一种新内固定选择。
简介:重症肝功能衰竭是导致死亡的主要疾病之一。目前,肝移植是其唯一有效的临床治疗手段,但供体不足及伦理等问题,使不能及时得到治疗而死亡的患者正在逐年增多,随着组织工程学的发展,人们都寄希望于生物型人工肝脏。笔者正在研究开发三维立体肝细胞培养支架材料,探索体外肝组织再构筑技术和方法,实现高效生物型人工肝脏。笔者研究根据半乳糖残基与肝实质细胞表面的脱唾液酸糖蛋白受体的特异性结合作用,利用半乳糖残基化学改性天然高分子多糖壳聚糖,改善壳聚糖的肝实质细胞亲和性,并制成三维多孔海藻酸/半乳糖化壳聚糖海绵体肝细胞培养支架。从培养细胞形态学和肝功能等生化学分析角度考察了用该支架培养肝实质细胞的聚集体形成及肝功能等。