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:选择Navier-Stokes方程作为颅内动脉瘤三维重建模型的不可压缩血液流动的数学模型,使用计算流体力学(Computationalfluiddynamics,CFD)的方法对颅内动脉瘤模型进行非牛顿(non-Newtonianfluid)模型的非定常流的数值模拟。计算3个心跳脉动周期的数值,认为第三个心跳脉动周期为稳定周期并选择第三个周期为研究对象。分析了稳定周期内不同时刻血液动力学特性参数分布情况对颅内动脉瘤的形成、生长和破裂的影响。并将此结果与牛顿(Newtonianfluid)血液模型的流线、壁面剪切力、壁面压力分布特性进行对比。结果显示,非牛顿流体血液模型比牛顿血液模型更有可信度,比较符合真实血液的流动特性,在血液流动的心跳脉动周期内,非牛顿流体的(速度、压力、壁面剪切力等)分布更加平滑。过高的壁面剪切力会直接造成动脉瘤区域处破裂,过低的壁面剪切力会使血液的营养成为和代谢物遗留在血管区域导致血液粥样化的形成。
简介:膝关节前交叉韧带损伤是常见而严重的运动创伤之一.ACL撕裂引起膝关节不稳,治疗不当将严重影响运动能力或丧失运动能力.ACL损伤修复重建一直是骨科和运动创伤领域内重要的研究课题.目前国内外研究主要有以下几个方面:移植替代物选择、移植物的固定、术后的康复计划等等,移植物的固定问题包括找到放置移植物的理想位置及移植物末端的固定,后者又包括移植物的机械固定以及骨腱间的生物学固定.
简介:目的探讨应用跟骨锁定重建钛板加自体髂骨植骨治疗治疗SandersⅢ型跟骨骨折的临床疗效。方法32例SandersⅢ型跟骨骨折患者采用跟骨锁定重建钛板内固定加自体髂骨植骨。男21例,女11例。年龄23~65岁,平均39.6岁。结果全部32例患者均获随访,平均16个月(8~24个月)。优16例,良15例,可1例,优良率96.9%。结论跟骨锁定重建钛板加自体髂骨植骨治疗治疗SandersⅢ型跟骨骨折可获得满意的临床效果,值得推广应用。
简介:目的测量并掌握一种用于C2前方重建的新型异形钛网设计相关的6组解剖学参数。方法取19具尸体的寰椎标本,男性11例,女性8例,直接测量:①寰椎前弓前后直径、②寰椎前弓高度、③寰椎前弓横径;取得37人颈椎正中矢状位层面CT影像,男性22例,女性15例,用软件测量:④C1前弓下缘到C3上终板垂直距离、⑤C3椎体高度、⑥C3椎体前后直径,分析数据,包括男女性数据间的检验以及人口学参数和测量参数之间线性相关性分析。结果19具尸体标本平均年龄57.58±14.77岁,尸长1635.53±83.12mm,37例CT研究对象平均年龄51.32±10.89岁,身高1685.97±59.54mm,体重70.65±7.01kg;参数①~⑥的测量平均值分别为7.34±1.23、10.92±1.51、15.30±1.07、27.33±1.97、13.23±1.31、16.44±1.09mm。尸体标本测量中男女性的尸长和参数①结果具有统计差异,尸长与参数①~③均呈线性相关性;而在CT测量中男女性在身高和参数④上的差异有统计意义,身高与参数④~⑥呈线性关联,体重仅与参数④具有相关性。结论男女性在寰椎前弓前后径和C1前弓下缘到C3上终板垂直距离参数上具有差异;获得了相关解剖学数据,其测量和分析结果对C2前方重建钛网的设计、修剪、制造及专利申请奠定了理论基础。
简介:目的研究青霉素腹腔注射制作大鼠癫痫模型的方法。方法36只Wistar雄性健康大鼠,随机分为正常对照组、癫痫模型脑电图组、癫痫模型单位放电组,每组各12只。癫痫模型组用青霉素钠按6×106U/kg腹腔注射,观察癫痫发作级别,观察脑电图变化,记录海马神经元单位放电。结果正常对照组大脑皮质脑电以α波为主要表现,频率为7~9Hz,无明显阵发性节律出现,波幅〈50μV。癫痫模型脑电图组癫痫波包括尖波、慢波、尖慢波、棘波、棘慢波等。正常对照组大鼠共记录到24个单位海马神经元放电,放电频率以中低频放电为主,放电形式以单个不均匀放电为主;癫痫模型单位放电组共记录到78个单位海马神经元放电,放电频率以高频放电为主,放电形式则以混合型放电为主;与正常对照组比较,海马神经元单位放电数、放电频率及放电形式差异均有统计学意义(P〈0.05)。结论青霉素癫痫模型制作成功后,在额叶皮质记录到各种癫痫放电,海马神经元单位放电数明显增多,放电频率高,并以混合型暴发放电为主。
简介:目的建立正常成人双侧股骨近端的三维模型,分析双侧股骨近端形态并测量解剖形态的相关参数,研究双侧股骨近端的对称性及解剖形态。方法选取50例正常成人双侧股骨近端CT扫描数据,其中男性27例,女性23例;年龄20~65岁,平均年龄44.52岁。扫描参数:扫描层厚0.625mm,扫描电压120kV,扫描电流100mA。扫描范围:自双侧股骨头上10mm至小转子中点平面下50mm。将双侧股骨近端CT薄层扫描数据利用Mimics10.01软件进行三维重建,将左侧股骨与右侧股骨镜像模型相配准,对配准后模型进行三维测量,并测量左右股骨近端的形态参数,使用SPSS16.0软件对测量结果进行统计分析。结果股骨近端形态和髓腔内部结构有明显的个体差异性,双侧股骨近端形态及内部结构具有高度对称性。股骨头直径为(45.71±4.08)mm,股骨头高度为(53.61±5.43)mm,偏心距为(39.91±5.07)mm,股骨颈中央直径为(36.71±3.75)mm,颈干角为(127.88±6.28)°,股骨颈长度(46.61±4.74)mm,小粗隆中点所在平面的髓腔内径为(26.21±4.59)mm,其中偏心距、颈干角与白种人形态参数相比,差异有显著统计学意义(P〈0.01);提供了一种验证双侧股骨对称性的新方法。结论正常成人双侧股骨内外部形态存在一定的对称性,变异较小,为股骨形态的测量提供理论依据;三维重建更利于对股骨近端形态参数的测量;新配准方法的提出对于临床中股骨近端骨折的诊治具有重大意义。
简介:在肿瘤精确放射治疗过程中,减少照射靶区呼吸运动造成相对于静止照射野的照射位移误差量。我们采用步进电机驱动的机电一体化系统,以控制一块叠放在原加速器治疗床上的可移动平台,在治疗过程中的每一时刻,使之能够在二维冠状平面带动患者的体位,实现对肿瘤靶区实施呼吸运动造成位移的实时反向跟踪运动。通过CT扫描和图像重建的算法,可以检测出在使用运动补偿系统前后,患者肿瘤靶区在冠状平面上呼吸运动位移量的大小,经过对比后发现,后者的位移误差量确实小于前者。使用肿瘤靶区呼吸位移误差补偿系统,能够比较有效地缩减靶区的呼吸运动范围,在肿瘤精确放疗计划的设计过程中,对缩小计划靶区(PTV)范围以提高肿瘤治疗增益比(TCP)发挥了重要的作用。
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),建立更准确的华法林剂量预测模型。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,得出预测的华法林维持剂量,与线性回归模型、国际华法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提高了华法林剂量预测模型的趋势相关性、精度、可用性与泛化性。