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医用生物力学 2008年第04期杂志 文档列表

基于CT的脑动脉瘤三维重建的有限元模型-

摘要：目的建立脑动脉瘤三维重建的有限元模型,为临床脑动脉瘤破裂力学机制分析提供基础。方法依据临床脑动脉瘤患者CT数据,结合MIMICS 8.1数字化医学影像处理软件,运用三维重建技术构造脑动脉瘤的实体结构,最后导入ANSYS有限元通用软件完成脑动脉瘤的有限元建模与力学分析。结果建立临床上适用于脑动脉瘤患者血流动力学分析的有限元模型。结论模型具有数字化、个性化特征,可用于脑动脉瘤血流动力学性能计算,分析临床脑动脉瘤患者动脉瘤的破裂机制。

人耳鼓膜病变数值分析-

摘要：目的研究鼓膜厚度和硬度对人耳传声的影响。方法利用CT获取志愿者耳部结构临床资料,使用Matlab软件提取相关结构的边界,将边界文件导入ANSYS建立人耳结构数值有限元模型。结果利用本文人耳数值模型,在外耳道口施加105dB声压,进行200～8000Hz频率范围的谐响应分析。以此研究在鼓膜病变情况下,鼓膜和镫骨底板位移幅值的变化规律。结论用数值方法解释了鼓膜病变对传声的影响,为鼓膜修补提供了力学参考。

实体肿瘤药物输运与给药方式的集中参数模型及实验研究-

摘要：目的研究不同给药方式对实体肿瘤抗癌药物疗效的影响,并通过动物实验验证。方法分别建立体内药代动力学和肿瘤内药物输运的集中参数模型,模拟单次快速注射和等时间间隔三次快速注射时肿瘤间质组织药物浓度Ct随时间的变化。实验小鼠分为两组,分别进行抗癌药羟基喜树碱(HCPT)单次快速注射和等时间间隔3次快速注射,观察其肿瘤内药物平均浓度。对数值模拟结果和动物实验结果进行比较。结果数值模拟结果显示,对于相同总量药物,等量等间隔的三次给药,肿瘤间质组织药物浓度Ct高于单次给药。动物实验的实测结果相同。结论3次给药的效果显著优于单次给药。集中参数模型基本能够定量反映不同给药方式的效果。

臼假体位置对全髋关节置换术后假体受力及磨损的影响-

摘要：全髋关节置换时臼假体的位置安放不当可导致术后脱位、增加骨-假体的应力,加快假体磨损。髋臼假体安放于轻度内上的位置可增加骨-假体界面的接触,从而降低了接触面应力,临床预后更好。计算机辅助导航系统广泛用于骨科手术中,它对空间长度和角度的定位有很好的精度。髋臼假体的外展角和前倾角显著影响THA术后假体的受力及磨损。本文还简要回顾了超高分子量聚乙烯材料磨损机制的研究进展。

骶椎切除重建的三维有限元模型建立及其研究进展-

摘要：全骶椎切除术是治疗侵犯到第一骶椎的肿瘤的有效方法。术后骨盆环的破坏,常导致腰椎与骨盆分离,临床则需进行生物学重建。重建后植入物的松动以及断裂是临床上常出现的问题。为了对临床的重建方法进行力学评价,解决重建后骨及植入物的应力集中问题,通常利用有限元的生物力学研究为临床提供可靠依据。本文综述了近年来完整骨盆及骶椎切除后的缺损骨盆有限元模型、骶椎切除后重建结构有限元模型的建立及其研究进展。

新型半硬性椎弓根螺钉内固定器稳定性的实验研究-

摘要：目的设计并探讨新型半硬性椎弓根螺钉固定器的力学稳定性。方法收集6具新鲜小牛脊柱标本,截取T11-L1作为试件,建立失稳模型后顺次安放新型硬性椎弓根钉固定器(new rigid device,NRD)、新型半硬性椎弓根螺钉固定器(new semirigid device,NSRD)及硬性椎弓根固定器(rigiddevice,RD),进行脊柱三维运动测试。结果3种椎弓根螺钉内固定器均能在各个运动方向上显著增加失稳节段稳定性;屈伸及右旋转时,RD固定后明显增加了相邻节段的活动范围,而在各个运动方向上,NRD、NSRD固定后下相邻节段的活动范围均没有变化。结论NSRD在为失稳的脊柱节段提供即刻的稳定性同时,不会影响相邻节段的活动范围,符合半硬性固定的原则。

椎体成形治疗胸腰段压缩骨折的力学研究-

钉道局部点状固化技术强化椎弓根螺钉固定的生物力学研究-

个性化全骨盆三维有限元建模及骶髂关节骨折脱位模拟-

摘要：目的建立高度仿真的个性化的完整骨盆三维有限元模型,并在此基础上进行骶髂关节骨折脱位的模拟。方法从CT精确重建独立的左、右髋骨和骶骨实体模型,根据髋骨和骶骨的外形特征,利用专门的流线型生物力学有限元网格划分器生成规则的体网格模型,并进一步建立骶髂关节的终板、软骨、关节接触面,和骨盆上的主要韧带组织及耻骨间盘。在建立的完整模型上去掉一侧的骶髂关节韧带群进行骨折脱位模拟,并与正常的情况进行对比。结果建立了高精度的个性化全骨盆的三维有限元模型,包括左右髋骨和骶骨的皮质骨、松质骨,骶髂关节的终板、软骨和带摩擦的关节接触面,韧带包括骶髂骨间韧带、骶髂前韧带、骶髂后韧带、骶棘韧带、骶结节韧带、耻骨上韧带和耻骨弓状韧带,以及耻骨间盘。正常模型的加载模拟和骶髂关节骨折脱位模拟的预测结果均与文献试验生物力学结果相符合。结论利用专门的生物力学有限元建模工具能建立更复杂更精确的三维有限元模型,成为全骨盆生物力学分析研究的平台和基础。

国家自然科学基金委员会数理学部生物力学高级讲习班在沪成功举办-

摘要：国家自然科学基金委员会数理科学部主办,上海交通大学承办,中国力学学会、中国生物医学工程学会和上海市力学学会协办的"生物力学高级讲习班"于2008年7月21日至27日在上海交通大学成功举办。

关于本刊对一稿两投问题处理的声明-

摘要：为维护本刊的声誉和广大读者的利益,现将本刊对一稿两投问题的处理声明如下:(1)本声明中所涉及的文稿均指原始研究的报告或尽管两篇文稿在文字的表达和讨论的叙述上可能存在某些不同之处,但这些文稿的主要数据和图表是相同的。所指文稿不包括重要会议的纪要、

人体主动脉弓内三维血流动力学数值分析-

摘要：目的阐明基于核磁共振数据进行数值建模的关键技术,利用计算流体动力学方法对人体主动脉弓内的血液流场进行了三维数值模拟。方法通过对临床核磁共振成像进行图像处理完成主动脉弓及分支血管的三维数字化重构,结合相关脉动血流量,模拟主动脉弓在心动周期不同时刻的血液流动细节。结果计算得到了人体主动脉弓内的血液流动在心动周期不同时刻的速度场、压力、壁面剪切应力的分布特征。结论基于核磁共振数据进行数值建模的关键技术有利于生物流体力学研究的深入开展,对主动脉弓进行血液流场的数值模拟有利于临床动脉粥样硬化、主动脉夹层的诊断和治疗。

小口径微孔聚氨酯人造血管生物力学性能研究-

摘要：目的分析小口径聚氨酯人造血管的微观形态,探讨聚氨酯人造血管管壁厚度对其渗透性能和拉伸强度的影响。方法通过在直径为4mm玻璃棒模具上复合均匀厚度的聚氨酯膜,并加入一定量的致孔剂,研制出具有微观多孔结构的小口径聚氨酯人造血管。采用扫描电镜表征其微观多孔结构,根据ISO7198国际标准设计了一套人造血管渗透性能的测试装置来测试其水渗透性能,并通过INSTRON万能强力仪(型号:5566)测试其拉伸强度。结果小口径的聚氨酯人造血管的内、外表面以及截面均呈微孔结构,微孔的大小在100μm以下,大小和分布比较均匀,并且随着人造血管壁厚度的增加,其渗透性能逐渐减小,拉伸强度先增大后减小,实验测试结果均与国外研究在同一范围。结论用聚氨酯材料研制的小口径人造血管在部分生物力学性能方面能满足人体血管置换要求。

周期性机械牵张对人肺泡上皮细胞穿透素-3表达的影响-

摘要：目的探讨人肺泡上皮细胞穿透素-3(PTX3)在呼吸机相关性肺损伤中的可能作用。方法应用FX4000T细胞应变加载系统,对体外培养的人肺泡上皮细胞A549周期性施加20%应变,频率为0.3Hz,加载时间为1、2、4、6h,然后采用实时定量RT-PCR检测肺泡上皮细胞PTX3表达的变化、Western blot检测分泌到培养液上清PTX3蛋白,同时检测细胞活性。结果(1)周期性牵张诱导肺泡上皮细胞表达PTX3;(2)牵张引起肺泡上皮细胞的凋亡;(3)PTX3的水平与肺泡上皮细胞的凋亡水平显著相关。结论本研究提示PTX3在呼吸机相关性肺损伤的发病机制中可能起重要的作用。

人牙本质的动电效应研究-

摘要：目的探讨人牙本质的流动电位现象,初步考察其影响因素。方法利用实验室自制的微型动态加载装置,结合应变仪和材料力学性能试验机,建立流动电位连续测量系统,测量人牙本质在模拟人体生理环境的介质中的流动电位,并研究不同的加载频率(0.2、0.1、0.05Hz)和牙试样上人为引入的小通孔对于流动电位的影响。结果人类牙本质呈现流动电位效应,载荷频率越高,测得的流动电位越大。这是因为频率越高,液体通过牙本质小管的流速越快,样品上下表面的压力差值越大,使流动电位增大。并且样品上人为钻一个小通孔(模拟龋齿)会使其流动电位峰值减小。结论人类牙本质具有动电效应,并且加载频率越高流动电位越高,在相同加载频率下引入小通孔样品的流动电位较低。

水下爆炸引起舰船冲击人体损伤生物力学模型研究进展-

摘要：水下爆炸在极短的时间内产生强大的加速度,导致舰船结构破坏和人员严重损伤,严重影响舰船的作业能力。集中参数模型、多体动力学模型、有限元模型等常用于研究由于水下非接触爆炸引起的舰船冲击运动产生的舰船人员的生物力学响应。每一种模型都有其优点和局限性,基于较精确人体响应数据基础上建立的多体动力学模型可提供有用的信息;相对实际水下爆炸冲击试验而言,有限元模型是一种可行的、经济有效的方法。集中参数模型则侧重于获取人体动力学响应的整体宏观信息。通过合并有限元模型和集中参数模型得到的混合型人体模型,即增加分析的精度和空间分辨率,又降低了计算时间。通过合并多体模型和有限元模型得到的混合人体模型则弥补了两种模型的不足,充分发挥两者的优越性。

直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的三维非线性有限元建模及数值分析-

摘要：目的建立直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的三维非线性有限元模型,并分析其生物力学特点。方法采用激光扫描、计算机三维重建和计算机辅助设计技术几何建模,生成全牙列的牙齿及其牙周组织、矫治器、矫治弓丝的整体三维有限元模型,并将弓丝与托槽、牙齿与牙齿之间设定为接触关系,进行非线性分析计算。结果实验条件下牙周膜绝大部分的应力为73～145kPa,应力分布均匀,高应力集中区小;第一磨牙上接触点1个,接触正压力为1.4N;前牙向后的初始位移大于后牙前移,这些特点均有利于弓丝滑动。结论该有限元模型运算的结果与临床结果基本一致,初步验证了本模型的有效性,为进一步研究连续弓丝的其他矫治力学特点奠定基础。