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  • 简介:建立小腿传统截肢和骨肌肉成形切断术两种手术的动物模型,在Simpleware6.0和Abaqus6.12软件中建立两种实体模型有限模型。通过模拟生理条件下应力做加载,进行有限分析,计算表明在相同的负载条件下,骨肌肉成形切断术残端胫腓骨的相对位移在对抗屈曲、伸直、压缩载荷时比传统截肢术明显减少;胫腓上联合的相对位移在对抗屈曲、伸直、外展载荷时比传统截肢术明显减少,而对抗内收载荷时则明显增加。骨肌肉成形切断术残端在对抗屈曲、伸直、外展、压缩和旋转载荷时腓骨承受的应力比传统截肢术明显增加,而胫腓上联合的应力比传统截肢术明显降低。因此,骨肌肉成形切断术利用腓骨骨增加腓骨承受力并稳定上胫腓联合,消除腓骨在受力时存在的不稳定,具有良好的生物力学效果。

  • 标签: 小腿截肢 腓骨骨桥 有限元分析 生物力学 动物模型
  • 简介:目的寻求一种基于CT断层图像快速且精确地建立全股骨三维有限模型的方法,并应用有限分析其力学特性以评价建模方法的优势。方法在Mimics中直接读取符合Dicom3.0标准的股骨原始CT数据,经阂值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型,后期结合有限软件ANSYS生成最终的三维有限网格模型.然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型和统一弹性模量的模型加载200N的垂直载荷,比较两者应力分布的异同。结果获得的股骨有限模型共含有143780个节点和99650个四面体单元,其弹性模量与CT值(密度)相关分布,取值范围在6.01~15.59GPa之间。与统一弹性模量的模型相比较,应用Mimics得到的模型其应力呈现离散性分布。结论应用Mimics可以建立更符合股骨机械结构和力学性质的三维有限模型,同时缩短了建模时间,据此模型得到的股骨力学特性分析结果更为可信,以辅助指导临床应用。

  • 标签: 股骨 CT数据 有限元模型 生物力学 临床应用
  • 简介:根据螺旋CT二维图像,建立可供有限结构仿真分析的人股骨三维有限模型。应用螺旋CT对人股骨进行扫描,对扫描图像应用AdobePhotoshop9.0提取密质骨、松质骨的边缘,形成坐标数据库后,再应用UGSNX3.0调用坐标数据建立人股骨上段三维几何模型和网格划分。通过UGSNX3.0剖切和隐藏技术分别显示人股骨密质骨、松质骨和骨髓腔以及各结构间的界面的三维几何形态和有限模型。利用CT、Photoshop、UGS、数据库等工具和方法,能方便地和较真实地重建复杂的骨骼三维几何模型有限模型

  • 标签: 股骨 密质骨、松质骨 骨髓腔 三维重建 有限元分析 螺旋CT
  • 简介:目的利用三维有限原理,通过三维有限软件创建正常人腰骶椎三维有限模型,并对模型进行有效性考证。方法选取一名健康成年男性志愿者,在平卧非承重条件下采用螺旋CT行薄层扫描,利用数字软件Simpleware2.0、Geomagicstudio9.0、Hypermesh10.0、ANSYS9.0及Abaqus6.10-l等建立正常人腰骶椎(L3-S1)模型。对健康完整模型进行四种状态(前屈、后伸、侧屈和轴向旋转)的加载分析,并将L3/4在不同工况下的角位移与以往文献结果比较,来验证模型的有效性。结果建立健康成年男性的L3-S1三维有限模型,包括72158个节点,173035个单元;模型L3/4节段在前屈、后伸、侧屈及旋转运动时的角位移数值与其他实验数据对比相似性好,各椎间盘最大VonMises应力与文献结果一致。结论通过有效性验证,可认为该基于正常人体L3-S1腰骶部的三维有限模型在一定的条件下是有效的,可用于生物力学实验。

  • 标签: 腰椎 有限元模型 生物力学
  • 简介:建立带颅骨的全颈椎三维有限模型。探讨在旋转过程中,不同牵引角度对颈椎间盘的影响。采集1位无颈椎病病史成年男性志愿者的颈椎CT数据。应用Mimics17.0、GeomagicStudio13.0、Hypermesh13.0软件生成颈椎间盘及椎体CAD模型,并划分网格。然后导入AnsysWorkbench15.0分析软件中,得到带颅骨全颈椎三维有限模型,并验证该模型的有效性。最后在所建模型上添加载荷及约束,模拟人体头颅旋转角度牵引。同一大小牵引力作用下,在前倾情况下,颈椎间盘Z方向的轴向变形随牵引角度增大而逐渐变小,但在后伸和左右屈曲情况下,各个颈椎间盘的Z轴方向轴向变形会随随牵引角度的增大而逐渐增大。同时上颈椎椎间盘的变形幅度远比下颈椎[1]椎间盘的变形幅度要大。例C2~3在牵引角度为20°时,前伸变形幅度由27.7%减小到6.2%,后伸和左右屈曲的变形幅度分别增大到77.3%、58.3%、54.8%。颈椎间盘在旋转过程中其Z轴方向的轴向变形和最大应变呈现由小变大再变小的规律。本研究所建立的带颅骨全颈椎三维有限模型,可用来进行颈椎旋转牵引的仿真分析

  • 标签: 颈椎 有限元分析 生物力学 旋转牵引 逆向工程
  • 简介:我们通过设置静卧以及运动两组实验对比,研究随着精神压力的增大,心率变异性的各个指标的升降变化,确定影响精神压力的评估指标。利用改进的层次分析建立模型层次结构,结合九标度与三标度确定判断矩阵,并通过最优传递矩阵确定各指标权重,避免了一致性检验。最后结合模糊综合评价实现精神压力量化。验证表明,本方法可以准确合理的进行精神压力量化。

  • 标签: 心率变异性 精神压力 改进的层次分析法 最优传递矩阵 模糊综合评价
  • 简介:建立坐骨神经损伤三维有限模型,以三维有限分析软件计算吻合口处应力和位移,为坐骨神经损伤移植提供生物力学实验基础。建立5、10、15、20mm坐骨神经损伤以自体神经移植三维有限模型,分别对各受力模型施加10N拉伸载荷,以有限软件(PROE5.0)计算吻合口周围各测点的应力和位移值。在相同载荷作用下模拟坐骨神经损伤以自体神经5mm移植组最大应力大于以自体神经移植10、15、20mm移植组。在10kf作用下,模拟坐骨神经损伤以自体神经20mm移植模型组最大位移大于以自体神经15、10、5mm移植组。以三维有限对坐骨经损伤模型进行数值计算是可行的。

  • 标签: 坐骨神经损伤 自体神经移植 三维有限元模型 应力 位移 数值计算
  • 简介:目的通过有限分析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。

  • 标签: 螺栓 克氏针张力带 髌骨横形骨折 有限元
  • 简介:为获得颞下颌关节下颌骨的应力分布提供更为有效的有限模型。用Mimics10.0导入正常人的颌面CT建立其下颌各部位的有限模型,通过CAE软件ABAQUS6.10进行有限分析。获得了完整的下颌骨、颞下颌关节有限模型,及后牙咬合状态下模型各部位应力分布等数据。通过分析数据发现,关节盘高应力区主要集中在关节盘中带和后带,而关节盘各部分应力表现为关节盘颊侧应力高于舌侧,顶部应力高于底部,中带平均应力最大,后带次之,前带最小。

  • 标签: 颞下颌关节 下颌骨 髁突 缆索元 有限元 生物力学
  • 简介:探讨高效能复合矫治弓丝(compositearchwire,CoAW)应用于牙齿正畸中的选优研究,并对复合矫治弓丝在正畸中的临床应用,提供理论指导及选型标准.对复合矫治弓丝正畸过程的力学行为进行了有限分析,得到了各个不同类型弓丝对LL2、LL3、LL56的作用力-位移曲线,并由此分析得出不同类型弓丝对于不同牙齿的正畸范围.

  • 标签: 正畸 复合矫治弓丝 力学性能 有限元分析
  • 简介:分析自主研发的新型"X"形弹性脊柱内固定器术后的应力分布。建立"X"形弹性脊柱内固定器术后有限模型,分析其在压缩、前屈、后伸、侧屈、旋转载荷下的受力特点。"X"形弹性脊柱内固定系统各构件于压缩状态应力小于其它各状态载荷,受力峰值均位于"X"形连接棒上。"X"形弹性内固定器能分担螺钉应力,可减少术后应力集中的情况,是一种较好的脊柱内固定装置。

  • 标签: 弹性 脊柱 内固定器 生物力学 有限元
  • 简介:提出一种基于遗传规划(geneticprogramming,GP)和进化策略(evolutionstrategy,ES)的学习方法,命名为遗传规划-进化策略(GPES),建立更准确的华林剂量预测模型。纳入247例汉族患者。GP进化复杂特征提取,ES进化模型系数,组成模型,得出预测的华林维持剂量,与线性回归模型、国际华林药物基因组学联合会模型,及三种机器学习方法相比较。GPES的均方误差(MSE)(1.68×10^-2)和预测值在真实值±20%范围内的比例(20%-p)(53.33%)表现最优;其平方相关系数(R^2)(69.45%)为次优;GPES在上述3个指标在测试集与训练集中的差值δMSE(0.43×10^-2)和δ20%-p(0.92%)的绝对值最小,δR2(-10.64%)的绝对值为次小。GPES总体表现最优。因此,本研究方法GPES提高了华林剂量预测模型的趋势相关性、精度、可用性与泛化性。

  • 标签: 华法林 精准医疗 剂量预测模型 机器学习 进化算法
  • 简介:磁探测电阻抗成像(magneticdetectionelectricalimpedancetomography,MDEIT)通过体表电极向成像体注入激励电流,利用外部空间磁场分布数据重建成像体内部电导率分布。MDEIT技术应用于肺部肿瘤的动态检测,实现更加贴近实际的仿真计算;应用图像分割在临床CT图像获取胸腔内部结构先验信息,进而构建正常人与肺部肿瘤患者胸腔的三维模型,应用有限分析分别计算胸腔外部磁场分布,并对其进行特征分析。正常人与肺部肿瘤患者胸腔周围的磁感应强度在空间分布上存在差异,两者对比结果显示,患者比正常人高出10.52%。外部磁感应强度的异常一定程度上反应了胸腔内组织的病理变化,为MDEIT在肺癌检测中的应用提供合理参考。

  • 标签: 磁探测电阻抗成像 CT图像 图像分割 感生磁场 有限元分析 肺癌
  • 简介:现行脉冲回波超声成像装置存在的固有缺点直接影响了超声成像装置的轴向分辨率,使得成像系统产生随机相位噪声或斑纹噪声。本文分析了产生随机相位噪声或斑纹噪声的原因及其对成像系统轴向分辨率的影响,并给出了一些斑纹噪声的模拟和实验结果。

  • 标签: 脉冲回波背向散射 轴向分辨率 斑纹噪声
  • 简介:有限分析可对形态、结构、材料和载荷情况及复杂的构件进行应力、应变分析,具有力学性能测试全面、可重复性等优点,目前广泛应用于脊柱复杂结构的生物力学研究中。文章简单介绍了有限的概念、原理和建模方法,主要从腰椎、颈椎、内固定器械和术式选择上阐述了有限在脊柱上应用。

  • 标签: 脊柱 有限元分析 生物力学
  • 简介:颅内病灶的术前精确定位是手术能否成功的首要前提,如何做到简便、快捷和准确定位是每一位神经外科医生在临床工作中经常面临的实际问题。随着CT和MRI影像技术、三维立体定向和术中实时导航技术的发展,术前精确定位已基本实现,但导航和立体定向需要特殊昂贵的专用设备,基层医院不便于推广。笔者根据20多年的临床经验,结合立体几何学原理.总结出一套简便快捷的象限区域定位,经临床应用10余年,效果令人满意,现报道如下。1资料与方法1.1临床资料

  • 标签: 临床应用 定位法 三维立体定向 颅脑 精确定位 导航技术
  • 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。

  • 标签: CT图像 下颈椎C3-C7段 三维模型 生物力学 有限元分析
  • 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。

  • 标签: 表观力学性能 微观力学性能 压缩实验 有限元分析 反演 皮质骨
  • 简介:法国科学家首次成功的利用人类干细胞制造出了一块完整的表皮。法国科学家首次成功的利用人类干细胞制造出了一块完整的表皮,该成果可缩短重度烧伤患者等待皮肤移植手术的时间,减小感染的几率,从而挽救病人生命。科学家希望这种干细胞疗法未来可成为重度烧伤患者和遗传性皮肤病患者的替代疗法。相关研究成果发表于11月份的英国《柳叶刀》杂志上。此项研究由法国I-STEM研究所负责,该所主要使用干细胞来开发再生疗法。所长马克·佩先斯基称,人类干细胞具有无限增殖的能力和分化为机体各种细胞的多能性。在实验中,研究人员首先从人类皮肤干细胞中提取出了角质生成细胞,它可以使皮肤不断更新;然后,研究人员分别在体外和生物体上对分离出来的角质生成细胞重组形成功能性表皮细胞的能力进行了测试;接下来,在细胞生物学和药理学方法的支持下,研究人员在体外成功地利用角质生成细胞重建出了一块表皮,并将获得的表皮移植到实验小鼠背部的伤口上。移植后12周,小鼠移植表皮的局部皮肤区域完全恢复正常。佩先斯基表示,在传统的手术中,皮肤移植一般取用病人自己的皮肤组织,而且完成移植需要3周时间,对于很多严重烧伤的人来说,这个过程太漫长。每年,在法国都有200人到300人死于重...

  • 标签: 人类干细胞 出表皮 制造出
  • 简介:结肠镜注水进镜(简称注水结肠镜),是指用注水代替传统结肠镜检查过程中的注气,以达到充盈肠腔、辨认肠管走行的目的。相较于结肠镜注气,其优势在于提高结肠镜检查成功率、减轻患者腹痛、减少镇静镇痛类药物的使用、提高患者耐受性。文章就注水结肠镜的原理、方法、优势、局限性及应用前景进行综述。

  • 标签: 注水法 结肠镜 回盲部到达率 腹痛