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牙周膜厚度对舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动的影响
目的 研究舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动过程,牙周膜厚度因素对牙齿及牙周组织应力和位移的影响.方法 基于逆向工程技术的方法,分别建立牙周膜厚度为0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mm的等牙槽骨高度的牙齿-牙周膜-牙槽骨三维模型,在舌侧矫治中倾斜、旋转及整体移动载荷作用下,分析牙周膜、牙根及牙槽骨表面的应力和位移状况.结果 由牙周膜厚度差异引起的牙周膜、牙根以及牙槽骨表面大应力极大值与极小值之比分别为1.46、2.06、6.72,牙根、牙槽骨表面的大位移极大值与极小值之比分别为1.65、1.50;对应不同的牙周膜厚度值,牙根及牙周组织大应力部位在牙根、根分叉以及牙颈间变动.结论 临床治疗中,应注意观察牙颈、根分叉以及牙根部位的变化,针对牙周膜厚度较小的患者,整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康.
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肺部肿瘤运动的数值模拟
目的 模拟肺部肿瘤在呼吸作用下的运动,探索有限元分析方法模拟肺的变形和肺部肿瘤运动的可行性.方法 利用四维CT影像获得病人从吸气开始到结束各相位的图像,以计算机辅助设计表面重建方法提取吸气过程中的肺表面形态.根据吸气开始时刻表面建立有限元模型.根据各相位表面与吸气开始时刻表面的差异,提取位移载荷.将位移载荷施加到模型表面,通过有限元计算,模拟肿瘤在呼吸过程中的运动和变形.结果 数值模拟表明,肺变形的误差在2 mm以内,肿瘤位移和变形的误差在1 mm以内.肿瘤在弹性模量为50 kPa时,模拟的位移和变形精度更高.结论 采用有限元法可实现肺部和肺内肿瘤运动模拟,本研究为基于数值模拟的肺部肿瘤非射线追踪方法提供了依据.
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基于神经网络法反求耳结构弹性模量
目的 通过耳结构的位移反算耳结构弹性模量.方法 基于Patran软件建立耳结构有限元模型,使用Matlab建立计算耳结构反问题的BP神经网络.对耳结构有限元模型进行频率响应分析,得到鼓膜凸和镫骨足板的位移响应；把位移作为BP神经网络的输入、相对应的结构弹性模量作为输出,对网络进行训练.结果 利用训练成熟的BP网络反算出耳结构的弹性模量,相对误差非常小.结论 反算结果表明,所使用的反问题方法求解耳结构弹性模量是可行的,可为临床提供确定生物结构力学参数简捷有效的方法.
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不同器械固定股骨干横行骨折的生物力学研究及其临床选用
目的 通过比较TiNi记忆合金环抱接骨板(环抱器)、有限接触动力加压接骨板(加压钢板)与交锁髓内钉(交锁钉)治疗股骨干横行骨折的生物力学,为临床选用提供依据.方法 8对模型随机一侧用环抱器和交锁钉固定,对侧用钢板固定,行轴向、三点弯和扭转试验.结果 轴向试验:环抱器组应变大于钢板、髓内钉组,后两组相仿;100 N时,各组位移相仿;200 ～600 N时,环抱器组位移大于钢板、髓内钉组,后两组相仿.三点弯试验:环抱器组桡度较钢板、髓内钉组大,后两组相仿.扭转试验:环抱器、髓内钉两组扭角相仿,钢板组较环抱器组(≥3 N·m)和髓内钉组小.结论 环抱器、交锁钉和加压钢板固定股骨干横行骨折的稳定性依次加强,环抱器固定后的轴向微动可促进骨折愈合.
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基底硬度对肝细胞与肝癌细胞迁移行为的影响
目的 通过比较不同硬度基底对肝细胞和肝癌细胞迁移特征的影响,研究肿瘤细胞迁移行为变化的成因.方法 运用免疫荧光染色、形态学分析法和Transwell侵袭实验,观察不同硬度基底上HCCLM3和L02细胞的形态特征及对细胞运动能力进行检测和定量分析.结果 (1)相对于极软(0.5 kPa)和极硬(玻璃)基底,HCCLM3和L02细胞在较软基底(4 kPa)上具有较高的迁移速率和迁移净距离,且L02细胞表现出高的迁移效率.(2) HC-CLM3和L02细胞在不同硬度基底上均方位移趋势一致,较软基底上L02细胞具有较高的方向持续能力.(3)0.5和l mg/mL三维胶原基质中,HCCLM3细胞穿透基底膜的个数分别显著多于L02细胞穿透基底膜的个数;加入40 μg/mL水解酶抑制剂GM6001后,HCCLM3细胞穿透基底膜的个数显著增加,而L02细胞穿透基底膜的个数显著减少.结论 (1)二维较软基底上,L02细胞因有较高的方向持续能力而表现出高的迁移效率.(2)三维胶原基质中,HCCLM3细胞以不同迁移模式适应周围环境,从而表现出更大的侵袭能力.
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垂直梯级载荷下人体全骨盆轴向刚度分析
目的 分析垂直梯级载荷下人体全骨盆在双腿站立位时的轴向刚度.方法 短期福尔马林固定全骨盆标本9具,按测试顺序编号1#-9#;分别在0-500N,100N的梯级载荷下对标本进行垂直轴向加载;利用电子万能试验机横梁传感器所采集的载荷-位移数据计算全骨盆轴向刚度.结果 骨盆轴向刚度数值个体差异较大(P=0.815),400-500N时轴向刚度为(443.6±190.9)N/mm;采用聚类分析法将骨盆分为3组(第1组:1#,2#,3#,5#,9#;第2组:4#,6#,8#;第3组:7#),经方差分析各组间的刚度有统计学差异(P<0.05);在梯级载荷下骨盆的轴向刚度变化趋势不同,第1组和第3组共6具标本轴向刚度随载荷增加而增大,第2组3具标本轴向刚度随载荷增加而先增大后减小.结论 在生理范围内垂直梯级载荷下,人体全骨盆轴向刚度数值和变化规律存在较明显的个体差异,本组防腐骨盆标本轴向刚度总体上随载荷增大而增大.
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椎体-椎间盘固液耦合的轴对称表达、建模与分析
目的 研究集中载荷作用下椎体-椎间盘的固液耦合问题.方法 将椎体-椎间盘视为多孔介质材料,包含固体骨架和隙间流体两相,采用Biot固液耦合方程描述两相影响过程.建立固相平衡方程与液相连续性方程的轴对称表达形式,应用加权残值法得到耦合方程轴对称表达的等效积分形式,离散后得到有限元格式,对时间的离散采用隐式向后差分法.应用有限元程序对椎体-椎间盘的轴对称模型进行数值分析.结果 在集中力作用下,椎体-椎间盘孔隙压力随着时间的增大而减小,同时位移随着时间的增大而增大,逐渐两者趋于平衡;压力与位移在力作用点处大,以此为中心向四周递减.结论 载荷对孔压和位移有显著影响;计算结果与现有文献结果基本相符.
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细胞应变装置中硅橡胶膜的应力分析
目的 对自行开发的动态机械应变细胞加载仪中的弹性底培养皿的硅橡胶膜的应力分布情况进行分析,从而明确膜上各部位细胞所处的应力环境,为进一步探讨应力对细胞生长的影响提供理论依据.方法 应用三维有限元软件ANSYS 8.0对硅橡胶膜加载后的应力和位移情况进行分析,根据有限元的轴对称原则进行建模,并进行边缘约束和位移加载,从而模拟硅橡胶膜接受球冠顶板的拉伸后所产生的应力变化.结果 通过有限元分析得出了硅橡胶膜在牵张应变时的von Mises应力云图、位移云图及应力数值.结论 1%、5%和10%应变组中,在膜的边缘区和中央区之间的环形区的应力值要低于前两个区,并且其应力值颜色无突变性.在20%和25%应变组中,中央区和环形区的应力值比较接近,但是从应力值看中央区仍稍高于环形区.
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推拿手法对腰椎间盘突出症腰椎结构三维位移的影响
目的 通过观察推拿手法对腰突症患者腰椎三维空间位移的影响,探讨推拿手法治疗腰突症“骨错缝”的干预机制.方法 选取10名腰突症患者,分为理筋手法组(5例,简称理筋组)和理筋手法加调整手法组(5例,简称理调组)进行治疗；正常志愿者5例为理筋手法(简称正常组).应用ITK重建软件重建腰椎椎体并进行有限元分析,比较3组手法干预前后腰椎椎体三维位移变化情况.结果 3组腰突症患者推拿手法治疗后L1 ～5各椎体的空间位置发生了一定改变.理调组L3在X轴角位移为(1.77±0.46)°;L4在X、Y轴角位移分别为(1.78±0.53)°、(1.89±0.75)°,显著大于理筋组和正常组(P＜0.05)；理调组L1～5在X轴三维角位移分别为(1.50±0.47)°、(1.55 ±0.57)°、(1.77 ±0.46)°、(1.78±0.53)°、(1.61±0.39)°,均显著大于正常组(P＜0.05)；理调组L3在Y轴三维位移为(2.87 ±0.74) mm,L4在X轴三维位移为(1.68±0.64) mm,显著大于理筋组和正常组(P＜0.05)；理调组L1、L4、L5在X轴三维位移分别为(1.28±0.21)、(1.68±0.64)、(1.30±0.51) mm,L1 ～3在Y轴三维位移分别为(1.92±0.42)、(2.25 ±0.61)、(2.87 ±0.74) mm,均显著大于正常组(P＜0.05).理筋手法组L1～5各节段三维角位移和位移与正常组相比,均呈现大于正常组的趋势.结论 理调手法比理筋手法更能调整失稳或退变节段的空间位置,使腰椎椎体产生水平及旋转移位,而非上下移位,对纠正腰椎“骨错缝”产生重要作用.理筋手法对腰突症患者腰椎结构有一定的影响,但不显著.
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患者位移过渡板的制作与应用
一般说来,当患者在不能自主动作或因病情不能动,而又因检查、治疗等要平躺移动时;为适应医院实施减少或免陪客时,使用位移过渡板操作就能安全、方便、省力地完成位移动作,满足各种目的与要求.
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末端游离缺损可摘局部义齿近中、远中(牙合)支托设计的应力与位移分析研究
目的:探讨末端游离缺损义齿(牙合)支托设计的理论基础.方法:采用有限元法在末端游离缺损义齿的有限元模型上作远中、近中(牙合)支托设计,分别在人工牙及修复后的牙列(包括义齿及基牙)上作垂直向加载,测试基牙及基托下软组织的位移及应力值,通过测试结果作对比分析.结果:1)在同一加载条件下,近中(牙合)支托设计与远中(牙合)支托设计相比,基牙及基托下软组织的应力和位移值减小;基托下软组织的应力和位移值大于基牙;2)基牙及义齿整体加载时,各基牙应力分布规律与人工牙加载相同,但应力值增大;3)近中(牙合)支托设计使基牙受力更趋于轴向.结论:从生物力学角度为(牙合)力分配和(牙合)支托设计等提供了理论依据,进一步论证了近中(牙合)支托的优越性.
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暴发性1型糖尿病一例
1型糖尿病是以胰岛β细胞进行性破坏为特征,根据有无自身免疫反应分为1A型和1B型.暴发性1型糖尿病(fulminant type 1 diabetes)以急骤起病、胰酶升高并缺乏胰岛相关抗体为特征[1],根据美国糖尿病学会(ADA)及世界卫生组织(WHO)对糖尿病的分型诊断方案,此型被归入1B型糖尿病的范畴.该病在日本人发现较多,而中国人报道较少,其中早的病例是一位移居日本的31岁福建籍妇女[2].现报道一例如下:
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整形外科摄影规范
"A picture means a thousand words".留取照相资料在整形外科工作常规中占有重要的地位,比如在术前分析、手术前后比较、经验交流、发表成果以及产生纠纷时取证等方面均需要参考照相资料.因此,建立整形外科摄影规范显得极其重要.有研究证实,摄影时患者体位的轻微变化如颈部小角度伸屈、头部轻度前后位移等均可造成照片上面容可辨认的变化[1].
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上颌窦底提升不同高度对种植义齿受力影响的三维有限元分析
目的:研究上颌窦底提升后种植义齿修复时,不同提升高度对种植体-骨界面应力状况的影响,为其临床应用提供生物力学参考依据.方法:采用健康志愿者的CT扫描数据,通过Mimics 11.0软件,建立上颌第一磨牙缺失、含上颌窦的上颌骨三维有限元模型,并模拟植入10 mm长标准种植体1枚.模拟上颌骨骨量不足,建立上颌窦底分别提升2、4、6 mm的种植义齿模型,并以无需窦底提升的种植义齿模型为对照.分别从垂直、颊向30°和舌向30°三个方向,对种植义齿上部结构牙冠咬合面中心点施加100N的集中载荷,用三维有限元分析方法对不同模型的种植体-骨界面进行应力分析.结果:各模型在同一加载条件下,皮质骨的应力大,松质骨和人工骨的应力值接近.随着窦底提升高度的增高,种植体颈部周围骨组织的应力总体呈先降后升的趋势,在提升高度为4 mm时小.颊舌向加载时产生的应力远大于垂直载荷下产生的应力.结论:上颌骨后部骨量不足时,上颌窦底提升植骨可以大大改善种植体-骨界面内应力,植骨高度为4 mm时,种植体-骨界面应力总体小;垂直载荷更有利于种植体-骨界面的应力分布状况,在临床设计种植义齿上部结构时应尽量减小或避免斜向载荷.
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下颌支矢状骨劈开术数字模型的建立及不同固定方式的稳定性分析
目的:建立下颌支矢状骨劈开术数字模型,探讨3种不同固定方式的应力及位移改变.方法:CT扫描数据导入三维重建软件Mimics以及Geomagic中,建立下颌骨三维实体模型,并进行矢状劈开、坚固内固定,ANSYS进行网格划分,建立三维有限元模型.边界约束后,进行双侧下颌第一磨牙咬合力(132 N)加载.结果:建立了双侧下颌支矢状骨劈开术3种不同固定方式三维有限元模型,获得术前下颌骨及矢状骨劈开后咬合力加载的应力及位移生物力学特点.结论:下颌支矢状骨劈开术倒L形固定应力分布均匀,劈开处位移小,与其他2种方式相比,其固定稳定性佳.
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3种游离端附着体义齿基牙位移的实验研究
目的:探讨3种附着体类型作为下颌单侧游离端义齿固位体对基牙的影响.方法:选用Snap附着体、Ceka附着体和Mini-SG附着体,制作单侧附着体义齿,在义齿侧上下牙列间放置食物片,咬合时用LB-72型高精度半导体激光位移测量仪,测量并计算出基牙在不同方向的位移量,并用随机方差分析法进行统计学分析.结果:3种附着体义齿基牙的近远中向、颊舌向、垂直向的位移、倾斜、扭转均有统计学差异(P＜0.05).Mini-SG附着体导致基牙近远中向的倾斜角度大,Ceka附着体对基牙近远中向和根尖位移的影响大,Snap附着体基牙的(牙合)方移动和逆时针旋转角度小.结论:Snap附着体的弹性固位装置使应力在基牙和剩余牙槽嵴之间得到了为均匀的分布,Ceka附着体的应力主要由基牙承担,Mini-SG附着体不能有效减少施于基牙上的有害的扭力.
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前牵引颏部反作用力对颞下颌关节应力及位移的影响
目的:建立颅颌面骨的三维有限元模型,分析前方施加反作用力牵引颏部对颞下颌关节应力及位移产生的影响.方法:以健康成年男性作为研究对象,采集螺旋CT原始图像数据,利用Mimics、MSC、Magics、Marc图像处理软件建立三维有限元模型,在颏部施加大小为5N的作用力,并改变施力方向,测定颞下颌关节及颌骨的应力及位移变化情况.结果:三维有限元模型包括上颌骨、下颌骨、颞下颌关节、颅骨,共包括颅骨三维有限元模型节点28760个和110790个单元,上颌骨20487个节点、76982个单元,下颌骨8273个节点、33080个单元.施加载荷为5N时,方向与(牙合)平面呈37°时,上颌骨20487个节点的等效Mises应力值为0.143 N,下颌骨8273个节点的等效Mises应力值为0.111N,髁突头部14305个节点的等效Mises应力值为0.829 N.施加载荷为5N时,颞下颌关节位移从颏部至髁突部位逐渐递减,位移方向与载荷施加方向一致.颏部位移大,约为0.015 mm;髁突位移小,约为0.006 mm.结论:本研究成功建立的颅颌面骨三维有限元模型,与生物实体有高度相似性,可用于前方牵引反作用力的相关研究,并可高度模拟牵引力在颞下颌关节的分布情况.
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3种手术方式下牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓位移分布的三维有限元分析
目的:研究3种不同截骨方式下牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓中颅颌面部各解剖部位的位移情况.方法:建立3种不同截骨方式的牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓系统的三维有限元模型,模型上选取21个解剖结构,加载横向7mm扩弓量,比较分析颅面部各个解剖部位在X(矢状向)、Y(水平向)、Z(垂直向)方向的位移分布情况.结果:矢状向:上颌骨各解剖结构都有明显向前位移的趋势,而且随着手术范围的增大,颅颌面部各解剖结构向前移动的趋势越来越明显.水平向正面观,颅颌面复合体呈金字塔样打开,鼻腔底部有明显扩大；(牙合)面观,支抗牙颊尖的位移大,牙的位移大于相应区域牙槽骨的位移,手术范围的增大可以使上颌骨后部有明显的扩展.垂直向观,上颌骨正中区域的腭板有向下移动的趋势,上颌骨的侧方结构如支抗牙和牙槽骨都向上移动.结论:牙支持式扩弓器行横向扩弓时会出现牙的代偿和骨骼的倾斜和旋转.随着手术范围的增大,支抗牙和牙槽骨区域水平向的位移也随之增大.
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骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓位移分布的三维有限元分析
目的:研究骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓中颅面部各解剖部位的位移情况.方法:建立骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓系统的三维有限元模型,手术方式采用腭中缝联合侧方皮质骨切开术,模型上选取24个解剖结构,加载横向7mm扩弓量,比较分析颅面部各个解剖部位在矢状向、横向、垂直向的位移分布情况.结果:矢状向观,上颌骨各解剖结构都有明显的向前位移的趋势,而面上部解剖结构都有向后移位的趋势.横向正面观,颅上颌复合体呈金字塔样打开,鼻腔底部明显扩大约4.5mm;殆面观,支抗牙的牙根位移(第一前磨牙为2.92mm,第一磨牙为3.26mm)小于相应区域颊侧牙槽骨的位移(第一前磨牙区3.76mm,第一磨牙区3.93mm),腭板前部比后部扩开更大.垂直向观,上颌骨正中区的腭板有向下位移的趋势,颅面部其余解剖部位都向上移动.结论:骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓时,上颌骨在三维方向上有不同程度的移动、旋转和侧方倾斜,利用这些变化,可以辅助矫正轻度颅颌面畸形.骨支持式扩弓器将扩弓力直接传导到骨骼上,因此可以很好地避免牙支持式扩弓器扩弓时引起的牙及其周围支持组织损伤等严重并发症.
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图像后处理DSA技术临床应用
DSA技术已广泛应用于临床,一组连续、高质量的图像将为临床手术和介入治疗提供资料保障.少数患者由于位移造成的减影图像不佳,给诊断带来困难,我院对甲乙两组共29例图像进行2次减影和蒙片移动解决图像不佳的问题,取得较好效果,报道如下.
