人工静脉瓣膜周期变化中的力学性能研究

目的：研究各参数在人工静脉瓣膜周期变化中对力学性能的影响,为人工静脉瓣膜的设计与优化提供参考依据。方法：采用光滑粒子动力学方法进行双向流固耦合仿真,研究包含2种材料（膨化聚四氟乙烯和猪心包）,3种长度（5.0、7.5和10.0 mm）和3种厚度（0.050、0.075和0.100 mm）的瓣膜共18组模型,通过对比张开孔径、最大等效应力及回流情况判断3个因素对瓣膜的影响。结果：瓣膜材料为猪心包时达到更大的张开孔径,最大值为5.90 mm,所受最大等效应力更平稳;在张开阶段当瓣膜长度为7.5 mm、厚度为0.100 mm时,最大等效应力值最小;在关闭阶段瓣膜材料为猪心包,瓣膜长度为10.0 mm、厚度为0.100 mm时,最大等效应力最小;瓣膜厚度为0.075 mm能获得最好的抗回流效果。结论：在一定范围内减小瓣膜长度和厚度,增加瓣膜材料的弹性模量,能增加人工静脉瓣膜周期运动的稳定性。     

有限元法评估不同固定参数对青少年双下肢不等长髓内钉固定术后股骨稳定性的影响

为探究不同固定参数对青少年双下肢不等长髓内钉固定术后股骨稳定性的影响,本研究利用MIMICS软件建立有骺板的青少年股骨模型,使用SolidWorks软件建立含4种螺钉锁定方式、2种钉体长度(200 mm、300 mm)、2种钉体直径(8.5 mm、9.5 mm)及2种钉体材料(不锈钢、钛合金)的8组髓内钉股骨模型。将模型导入ANSYS Workbench软件施加髋关节和肌肉载荷,进行仿真测试,分析股骨的位移及股骨和髓内钉的应力,之后使用SPSS 25软件对股骨应力、位移及髓内钉应力结果进行分析,以确定各因素对髓内钉固定股骨时稳定性影响的显著性。研究表明,髓内钉钉体在长度大、直径小的情况下股骨位移小,具有较好的稳定性;不锈钢材料可降低股骨应力、稳定性好,但其应力遮蔽效应明显;近端锁定螺钉成角度与水平布局相结合,可有效降低股骨及植入物应力,增加稳定性。本研究可有效评估髓内钉不同参数对术后股骨稳定性的影响,为青少年髓内钉的参数优化设计提供参考,提高髓内钉在手术使用过程中的安全性和有效性。     

基于人工智能的膝关节自动建模研究

目的 研究基于Mimics软件的人工智能（artificial intelligence,AI）自动分割膝关节CT图像建模方法，旨在提高膝关节建模效率。方法 选择3名志愿者膝关节CT影像，在Mimics软件中分别进行AI自动分割和手动分割图像并建模，记录自动建模时间。参考既往文献选择股骨远端和胫骨近端解剖标志点，计算与手术设计相关的参考指标，用Pearson相关系数（r）判断两种方法建模结果相关性，以DICE系数分析两种方法建模结果一致性。结果 经自动及手动分割图像均成功构建膝关节三维模型。3个膝关节自动分割建模所需时间分别为10.45、9.50、10.20 min，较既往文献中手动分割建模（64.73±17.07） min缩短。相关性分析示手动和自动分割生成的模型之间存在强相关性（r=0.999,P<0.001）。3个膝关节股骨DICE系数分别为0.990、0.996和0.944，胫骨分别为0.943、0.978和0.981，提示手动与自动分割建模一致性程度高。结论 在Mimics软件中可采用AI分割图像方法快速建立有效的膝关节三维模型。