简介：李浩鹏，主任医师、教授、医学博士、博士生导师。西安交通大学第二附属医院骨二科主任，国家临床重点专科学科带头人。以脊柱脊髓疾患的诊治及关节镜技术为研究方向，特别是对脊柱脊髓疾患的诊治，具有丰富的临床经验。2001年起开展全脊柱截骨治疗复杂严重的脊柱畸形，效果良好，技术达国内先进水平,上颈椎疾患的诊治水平和能力处于国内领先，治疗复杂性、难治性颈椎病，大胆创新，运用3D打印技术，为患者量身制作个性化固定钢板，经口寰枢椎复位、减压、内固定手术取得成功，解除患者痛苦。

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元模型的方法，并应用有限元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，后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型．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元模型共含有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元模型，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。

简介：据JohnsonBN2015年9月18日（AdvancedFunctionalMaterials,2015.doi：10.1002/adfm.2015017.）报道,美国明尼苏达大学、普林斯顿大学研究人员发现3D打印技术或许有助于神经系统修复。神经系统疾病一直是困扰着医学工作者的一个难题。其中神经元的损伤是导致神经系统疾病的重要诱因。因此,如果要治疗这些疾病,如何修复受损神经元就成为了摆在科学家面前的头号难题。一直以来,人们都在寻找有效方法来促使受损神经元再生。研究人员在小鼠实验中证实了这一想法。利用3D扫描获得了小鼠坐骨神经的轮廓,然后再利用3D打印技术打造出了一个内含能够促进神经元再生化学成分的硅酮类支架。

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元模型。用Mimics10．0导入正常人的颌面CT建立其下颌各部位的有限元模型，通过CAE软件ABAQUS6．10进行有限元分析。获得了完整的下颌骨、颞下颌关节有限元模型，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。

简介：根据螺旋CT二维图像,建立可供有限元结构仿真分析的人股骨三维有限元模型。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元模型。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和有限元模型。

简介：建立坐骨神经损伤三维有限元模型，以三维有限元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元模型，分别对各受力模型施加10N拉伸载荷，以有限元软件（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。以三维有限元法对坐骨经损伤模型进行数值计算是可行的。

简介：为了从微观的角度分析左心室射血能力,建立了仿真的动态左心室运动模型,通过估算左心室室壁微面元做功量来分析左心室功能的方法。实验结果表明,通过正常人MRI切片作比较,利用微面元的思想,计算出心动周期内做功量为0.52J,与其他方法得到的结果近似,证明了微面元思想的可行性。

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元分析,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.

简介：有限元分析可对形态、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元的概念、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元在脊柱上应用。

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元模型,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。

简介：多电极微阵列（multi-electrodearrays,MEA）技术的发展,使同时记录多个神经元活动成为可能。在多电极阵列芯片上体外培养海马神经元网络,采用互相关函数对神经元网络自发信号进行分析。通过分析不同电极上的锋电位序列信号,互相关函数可以找出它们之间的相互联系,从而映射出相应神经元之间的连接状况和动态特性。实验结果表明：互相关函数能够描述神经元网络的结构及神经元间电活动的动态特性,并有助于我们了解神经元群体活动对信息的综合处理与编码。

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和有限元模型。通过模拟生理条件下应力做加载，进行有限元分析，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桥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。

简介：目的利用三维有限元原理,通过三维有限元软件创建正常人腰骶椎三维有限元模型,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-S1三维有限元模型,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腰骶部的三维有限元模型在一定的条件下是有效的,可用于生物力学实验。

简介：建立带颅骨的全颈椎三维有限元模型。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元模型,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元模型,可用来进行颈椎旋转牵引的仿真分析。

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,应用有限元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。

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：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：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。