脊柱颈胸结合部三维有限元模型的建立及有效性分析

目的建立具有详细解剖结构的脊柱颈胸结合部三维非线性有限元模型并验证其有效性。方法选取自愿参加实验的正常健康男性1名,经受试者知情同意。复习病史并行X线平片检查排除颈胸部疾患。通过对正常人的CT薄层扫描获得的原始DICOM数据图像,采用Mimic10.01软件进行数据处理,进行骨质的三维重建,使用Magic9.9改良建立的模型,导入ANYSY10.0软件进行计算机模拟仿真生物力学研究。结果所建模型外观清晰逼真,几何相似性好。所建的颈胸结合部有限元模型能够通过验证,与体外生物力学实验结果基本吻合,可进一步行各种颈胸结合部有限元力学分析。结论为临床医生对脊柱颈胸交界区的三维有限元模型的建立提供了一种便捷而精确的方法,建立的模型具有较高的真实性,可以用于进一步的生物力学分析实验。     

摇椅弓及牙列和牙周组织三维有限元模型的建立

目的建立下颌牙列、牙周组织及相应不同角度,不同弧形深度的0.018英寸×0.025英寸下颌标准弓形摇椅弓的三维有限元模型,并将其形成一个整体,为分析其生物力学性质提供一个可信的数学模型。方法通过螺旋CT扫描,采用ANSYS有限元软件建模。结果获得较理想的三维有限元模型,包括下牙列、牙周膜、牙槽骨和各工况摇椅弓,共2 709个节点,1 969个单元。结论该模型有较好的力学和几何学相似性,所包含数据可以进行摇椅弓作用下牙齿的受力状况和牙周组织应力分布分析。     

全脊椎切除及脊柱稳定性重建对颈胸段脊柱肿瘤的治疗效果观察

目的分析全脊椎切除及脊柱稳定性重建对颈胸段脊柱肿瘤的治疗效果。方法回顾24例颈胸段脊柱肿瘤患者临床资料,根据患者具体情况采取相应的全脊椎切除术,同时对患者脊柱予以重建。结果 24例患者手术成功率100%,伤口一期愈合,无切口感染、切口延期愈合、胸腔积液、肺部感染者。术前VAS评分(7.68±1.23)分,术后(2.69±0.54)分;术后Frankel分级恢复至E级,手术前后相比,P<0.05。随访至今,无局部复发,内固定无松动,CT显示植骨融合。结论全脊椎切除及脊柱稳定性重建可有效治疗颈胸段脊柱肿瘤,临床需根据患者具体情况选择相应全脊椎切除术,实施合理的脊柱重建,提高患者治疗效果。     

真实种植体三维有限元模型的建立

目的寻求一种快捷的建立不同种类种植体三维有限元模型的方法。方法利用Pro/E三维制图软件绘制种植体和颌骨骨块三维模型,利用AnsysWorkbench有限元分析专用软件与Pro/E的无缝接口功能,进行单元划分,建立三维有限元模型。结果建立了与不同种类种植体实体相一致的三维有限元模型。结论利用Pro/E辅助建模可以建立真实的种植体三维有限模型,该方法高效快捷,为后期复杂的种植修复力学分析奠定了基础。     

上颌中切牙全瓷冠修复的三维有限元模型建立

全瓷修复体形态色泽与天然牙相似,表面光滑、菌斑不易附着,并且有耐腐蚀、耐磨耗、抗折力强、生物相容性好的优点,逐渐被广大医生和患者所青睐。有限元法作为一种有效的数学工具在口腔生物力学的研究中得到了广泛的应用。随着科技的发展,计算机水平的迅速提高和大型通用软件的逐步升级,医疗设备特别是螺旋CT技术的不断进步,与计算机技术相关的有限元方法被引进口腔医学研究领域,利用CT断层影像结合有限元方法日益成为口腔医学领域进行力学分析的有力工具。本研究利用MIMCS及ANSYS软件,建立了上颌中切牙全瓷冠的三维有限元模型,为后续的三维有限元应力分析奠定基础。     

颅盆环牵引－脊柱后路矫形术治疗颈胸段脊柱侧凸15例观察

评价颅盆环牵引-脊柱后路矫形术治疗颈胸段脊柱侧凸畸形的疗效。15例颈胸段脊柱侧凸患者,入院后均行颅盆环牵引,经牵引脊柱侧凸部分改善后二期行脊柱后路截骨矫形植骨融合椎弓根螺钉内固定术。手术前后分别测量患者颈胸段脊柱侧弯Cobb角、身高及顶椎偏移距离,对比治疗前后的效果。15例患者均行颅盆环牵引术,术后持续牵引,二期行脊柱后路矫形植骨融合椎弓根螺钉内固定术,患者脊柱侧凸Cobb角由手术前的平均（85.9±10.4）?? 矫正至平均（25.2±10.3）??,矫正率73.3%;身高由牵引前平均135.7±15.4 cm增高至平均146.7±10.4 cm,顶椎偏移距离由术前的平均10.7±3.4 cm显著降低至平均3.7±1.4 cm（P＜0.05）;患者脊柱冠状面失平衡明显改善;身体外观、行走姿势及心肺功能均明显改善,无严重并发症发生。所有患者平均随访时间2.6年（1.5～4.0年）,无内固定物断裂失效,无明显矫正角度丢失。通过颅盆环牵引-脊柱后路矫形术可以有效治疗颈胸段脊柱侧凸畸形,纠正患者冠状面失平衡,改善患者外观。其中颅盆环牵引术通过逐步调整牵引高度来减小脊柱侧凸畸形的程度,降低了二期行脊柱后路截骨矫形手术难度及风险,是一种安全有效的治疗方法。     

前路病灶清除植骨融合内固定治疗颈胸段脊柱结核的研究

目的 探讨前方入路进行颈胸段脊柱结核病灶清除植骨内固定术对颈胸段脊柱结核的临床疗效.方法 2007年6月至2011年1月采用前方入路进行颈胸段脊柱结核病灶清除植骨内固定术9例患者,手术包括病灶清除,植入自体髂骨植骨以及同种异体髂骨块,或植入同种异体骨钛笼进行融合,应用颈前路钛板内固定.对患者采用颈椎前方入路联合胸骨柄正中劈开暴露病灶,彻底清除结核肉芽组织、脓液、死骨等进行脊髓减压,次全切除相应椎体,植入同种异体髂骨块以及自体骨块或植入同种异体骨钛笼进行融合重建前柱、前方钉板内固定.结果 9例患者进行6 ～ 36个月随访,平均随访时间21个月.1例出现喉返神经受损症状,2个月后缓解;1例切口愈合差,经换药后愈合.所有患者均未出现结核病灶复发,神经症状较术前明显好转.至最后1次随访时8例植骨病例X线均表现为融合迹象,1例融合不确切,融合率88.8％,融合时间6～20个月.9例截瘫患者肢体神经功能术后Frank A级0例、B级3例、C级3例、D级3例.结论 前路病灶清除植骨融合内固定治疗颈胸段脊柱结核,彻底清除病灶,重建颈胸段的稳定性、矫正后凸畸形,具有恢复脊柱生物力学稳定性,彻底减压恢复截瘫,病灶切除彻底、复发率低等优点.     

颈前入路病灶清除植骨内固定治疗颈胸段椎体结核

目的:探讨颈胸段椎体结核前路手术的方法和临床疗效.方法:自2012年9月至2019年9月期间在我院行C7～T3椎体结核手术治疗的患者共13例.所有患者均行一期颈前路病灶清除、自体骨植骨内固定术;术后定期复查血沉,C反应蛋白,Cobb角,VAS评分,颈椎残障功能量表(NDI)评分和JOA评分,脊髓神经功能按Frankel...     

下颌第一磨牙三维有限元模型的建立

目的 应用有限元法建立下颌第一磨牙模型,为其相关的生物力学分析奠定基础.方法 通过CBCT扫描获取实验图像,Mimics软件读取图像并进行初步处理,Geomagic软件精修,造型软件Solidworks装配各模块和有限元软件Ansys Workbench划分网格,并分析垂直和斜向载荷下牙体硬组织的受力情况.结果 快速准...     

脊柱腰段有限元模型建立及压缩性骨折模拟

椎的生物力学特性是推断损伤及指导治疗的重要手段［1］。有限元三维方法是分析生物力学的一种新技术，其建立的三维模型可以利用医学影像数据，及时迅速灵活又真实可信［2］。其模型在研究中可重复使用，亦可根据研究目的随意改变定量与质量设定，既可以显示外部形变又可以模拟其过程［3］。此实验根据CT数据三维重建出正常脊柱腰段，然后，对模型进行网格划分和赋值使其成为有限元模型以便进行受力分析，并参考腰椎压缩性骨折病例进行腰椎压缩性骨折的计算模拟。以数字技术来分析腰椎压缩性骨折的发生机制，治疗以及治疗后评价提供一定的帮助。     

膝关节三维有限元模型的建立

目的运用三维有限元技术建立人膝关节三维有限元模型,通过模型对膝关节应力进行分析,以了解人膝关节应力分布特点及生物力学机制。方法选取1名正常男性青年膝关节直立位横断CT扫描片一套,扫描范围包括膝关节上、下10 cm。图像经计算机处理后,按三维有限元网格划分原则,划分2 120个节点,1 382个单元,运用Super-Sap有限元计算程序,建立正常膝关节三维有限元模型。按双腿直立位时膝部实际受力大小和方向对模型加载相同载荷,计算得出模型中各节点及单元的应力值。结果正常膝关节外侧关节面应力分布较内侧均匀,内、外侧关节面应力均未见明显集中。内、外侧关节面峰值应力均位于关节面前部,内侧峰值应力为外侧的1.59倍;内侧关节面平均应力为外侧的1.03倍,内侧关节面较外侧承受更大的应力。结论①本实验所建模型属三维人膝关节解剖基静力模型,与人膝关节解剖实际相符,能很好地用来分析膝关节的应力情况。②半月板具有传导载荷,扩大股胫关节接触面,减少单位面积上的应力,并使应力平均分布于整个关节面的作用。     

不同颊舌径种植修复的下颌磨牙三维有限元模型的建立

目的建立包括XIVE种植体的下颌骨三维有限元模型,详细展现该三维有限元的建模过程。方法应用Solidworks2010软件与螺旋CT断层扫描技术相结合的方法,建立XIVE种植体、下颌骨骨块及不同颊舌径的下颌第一磨牙修复体的三维模型。结果建立了5个结构精准的不同颊舌径种植修复的下颌第一磨牙的三维有限元模型。其中种植体模型及下颌第一磨牙减径模型的建立,为三维有限元分析方法提供了良好的数学模型。结论该建模方法建立下颌骨、种植体及不同颊舌径的下颌第一磨牙模型简单易操作,模型的几何相似性及生物力学相似性均达到了实验要求,为以后进行三维有限元分析提供了精准的模型。     

对微小种植体及其骨组织生物力学的三维有限元分析

目的建立微小种植体及其支持骨组织的三维有限元模型,以期为微小种植体的设计和临床应用提供科学的理论依据。方法采用SOLIDWORKS专业三维制图软件和ANSYSworkbench有限元软件,建立不同方向载荷的5个三维有限元模型,分别在模型上计算出不同方向载荷微小种植体-骨界面的Von-Mises应力及位移分布状况。结果在不同载荷方向150g正畸力下,微小种植体Von-Mises应力及位移的分布均集中于种植体颈部骨皮质区,种植体的Von-Mises应力值及位移值均较小,随着与种植体长轴夹角角度的增大,种植体的Von-Mises应力峰值分别为0.612、3.118、4.103、4.809、5.159MPa,呈明显的增加趋势,位移峰值分别为0.695、0.126、0.137、0142、0.158μm。结论在不同载荷方向150g正畸力下,微小种植体Von-Mises应力及位移的分布均集中于种植体颈部骨皮质区,种植体的Von-Mises应力值及位移值均较小,微小种植体可以安全地承载不同方向150g正畸力作用,特别是与种植体长轴夹角较小方向的力。     

牙槽嵴种植牵张器-骨三维有限元模型的构建

目的通过CAD零件造型和有限元分析软件结合的方法完成牙槽嵴种植牵张器-骨复合体有限元模型的快速构建。方法利用CAD软件建立牙槽嵴和牵张器模型,完成零件装配后导入有限元分析软件生成牵张器-骨复合体有限元模型。结果获得质量良好,无干涉的牵张器-骨复合体有限元模型。结论通过CAD和FEA软件的结合,可以建立外形逼真,网格适当,图像还原好,能够从力学上代表实物的牙槽嵴种植牵张器骨复合体有限元模型。     

二维有限元法分析THA术前试模的重要性

目的：通过全髋关节置换术（THA）术前试模与否与术后有限元模型的建立及力学分析,探讨术前试模的重要性。方法：选取行单侧THA的24例患者作为研究对象,将其分为两组（试模组和对照组）,行THA,术后对患髋摄X线正位片,其原始数据输入有限元软件建立二维有限元模型,并进行力学分析、绘制应力曲线,与正常股骨近端的应力曲线进行比较。结果：试模组的股骨近端生物力学分析优于对照组,其应力曲线图较对照组更接近正常。结论：THA术前精确的试模能够使术后的股骨近端应力分布更接近正常。     

应用Mimics软件构建腕舟骨及其血供三维有限元模型的研究

目的基于CT图像应用Mimics软件构建腕舟骨及其血供的三维有限元模型。方法采用新鲜成人手标本经灌注处理后,通过CT扫描获得数据集,利用Mimics软件重建腕舟骨及其血供等。结果建立了基于解剖结构的腕舟骨及其血供的三维有限元模型,各结构可单独、联合显示,可任意旋转,模型透视及多剖面显示。结论腕舟骨及其血供三维有限元模型的构建,可以为腕舟骨的基础研究提供三维形态学资料．为临床诊治提供客观的依据。     

上颌前牙受水平力情况下的三维有限元研究

目的：探讨矫治过程中上颌中切牙及其牙周组织应力分布状况。方法：运用有限元法建立模型。观察模型的不同部位同一载荷下受力情况。结果：牙体的不同部位及牙周膜内外表面主应力的差值较大。结论：牙体受力部位越接近牙颈部，应力分布越均匀；牙周膜有缓冲作用。     

CT结合逆向工程技术建立上颌第一磨牙全瓷冠三维有限元模型

目的 建立上颌第一磨牙全瓷冠三维有限元模型.方法 将在体上颁第一磨牙经CT扫描及图像处理后,应用Mimics软件和Imageware软件建立三维几何模型,预备出基牙和全瓷冠各层,然后导入有限元分析软件Abaqus软件中生成实体模型.结果 建立了上颌第一磨牙全瓷冠三维有限元模型,总节点为60160个,4面单元数为186 328个.结论 所构建的模型结构完整,单元划分精细,能够较精确地模拟实体状态,为进一步的生物力学研究提供了基础.