利用有限元探究内固定治疗股骨颈骨折的生物力学研究

目的:利用有限元分析研究不同内固定治疗Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的生物力学特点。方法:选取1名健康受试者的股骨CT数据进行三维重建,骨折造模,装配动力髋螺钉、锁定加压钢板、三枚空心钉、四枚空心钉和髓内钉,建立有限元模型,在股骨头顶端轴向加载1400 N应力。研究不同内固定的应力分布和位移分布、股骨的应力分布和位移分布,并比较内固定和股骨模型的应力峰值和位移峰值。结果:股骨和内固定应力较大区域均分布于股骨颈及股骨干部位,且在骨折线附近均出现应力增大的现象;内固定位移分布主要集中于股骨头内螺钉尖端位置,股骨位移集中于股骨头顶端,应力加载位置。四枚空心钉的应力最小,峰值为135.3 MPa;锁定加压钢板的应力最大,峰值为405.9 MPa,但锁定加压钢板的位移12.3 mm为最小峰值;三枚空心钉的位移18.8 mm为最大峰值;三枚空心钉固定时,股骨受力最小,应力峰值为36.8 MPa,但股骨位移最大,峰值为19.3 mm;锁定加压钢板固定时,股骨受力104.6 MPa为最大应力峰值而位移12.6mm为最小位移峰值。结论:锁定加压钢板在固定股骨颈骨折时稳定性最高,但股骨和内固定承受更大的压力和剪切力;动力髋螺钉固定短期内促进骨折愈合较有优势,但长期固定时髓内钉固定更佳。

欠驱动UUV自适应RBF神经网络反步跟踪控制

针对水下无人航行器(UUV)模型存在一定的误差以及流体中存在时变扰动问题,引入径向基函数(RBF)神经网络控制技术进行自适应补偿估计,结合反步法设计UUV的位置、姿态及速度控制器,使用虚拟速度来代替姿态误差的控制手段,将姿态跟踪控制转化为对速度控制。仿真结果说明此种方法是有效的,提高了UUV的鲁棒性及自适应能力。

基于模型预测控制的UUV路径跟踪控制研究

水下无人航行器(UUV)的路径跟踪控制是实现UUV多种军、民用途的重要技术基础。针对UUV路径跟踪控制中的欠驱动、非完整约束、模型的非线性,基于非线性连续模型预测控制算法设计了UUV垂直面路径跟踪控制器。建立了垂直面运动模型并基于状态空间模型给出了垂直面预测模型,通过给定性能指标,运用泰勒级数展开与李导数求解出了连续时间状态下的最优控制律,实现了欠驱动UUV路径跟踪控制。通过仿真实验,验证了垂直面路径跟踪控制器设计的有效性。

约束条件下基于满意模型预测控制的动基座水下无人航行器对接控制

针对水下无人航行器与运动母船对接过程中存在多种复杂约束,单一优化目标无法满足多目标同时最优的问题,本文通过将满意控制思想引入到模型预测控制中,设计了一种约束条件下的多目标多自由度的满意模型预测控制对接控制器。首先,对动基座水下无人航行器对接过程中的多种复杂条件进行详细分析。然后,将水下无人航行器模型按照满意思想进行分布式处理,得到北东位置、深度、纵倾和航向模型。最后,将多种复杂约束分别引入到分布式的水下无人航行器预测模型和目标函数中,进行优化求解。仿真结果表明:该方法在处理多种复杂约束问题上的快速性和稳定性。

深井大断层工作面围岩应力数值模拟

运用FLAC3D数值模拟软件对首采区应力进行了数值模拟,巷道两帮应力集中程度较高,高于垂直应力;巷道底部岩层交界面及两侧边缘位置应力集中程度特别高,顶板两侧肩角应力集中程度明显,容易切顶冒落;巷道顶、底板5 m左右水平应力高度集中。分析得到顶板岩层的运移规律:当工作面沿断层边缘或者朝向断层方向开采,临近断层侧超前支撑压力与原岩构造应力叠加强烈,矿压显现将明显增加。

缓倾斜近距离煤层上行开采技术探讨

重点对影响上行开采的关键性因素进行了简要分析,并采用围岩平衡等方法对协庄矿近距离煤层13煤和15煤的上行开采进行了可行性分析。通过上行开采弱化13煤层的整体性,松动硫化铁结核,从而实现13煤层的综合机械化开采,对指导煤矿施工具有一定的借鉴意义。

岩巷炮掘掏槽方式优化研究

某矿地质条件复杂,采用炮掘作业,掘进速度一直不理想,爆破后工作面不平整,且有"鼓肚"现象发生,严重影响了掘进作业的循环接替工作。为提高循环进尺和掘进速度,对带中心孔的复式双楔形掏槽爆破展开了系统研究,对掏槽爆破过程进行数值模拟,通过分析应力场的分布规律优化掏槽爆破参数,并且应用于现场试验。合理的解释了"鼓肚"现象的发生,提出了较优的爆破方案。

近距离煤层上行开采数值模拟

简要分析了影响上行开采的关键性因素。运用FLAC3D模拟并分析了下层15煤的开采过程中引起的围岩应力、位移和塑性区变化。通过上行开采弱化13煤层的整体性,松动硫化铁结核,从而实现13煤层的综合机械化开采。对指导煤矿山施工具有一定的借鉴意义。

股骨颈骨折内固定术后骨折不愈合或畸形愈合的危险因素分析

目的探讨股骨颈骨折内固定术后骨折不愈合或畸形愈合的危险因素。方法回顾性分析潍坊市人民医院创伤骨科2013年1月至2019年6月期间收治的140例股骨颈骨折患者资料。男61例,女79例;年龄为18~65岁,平均51.3岁;所有患者均复位后行3枚空心螺钉"倒三角"形固定。对其年龄、性别、损伤侧别、骨折Garden分型、受伤至手术时间、骨折复位质量、术后下地扶拐不负重活动时间、术前骨密度、术前25羟维生素D3浓度9个因素进行单因素分析,再将P<0.05的因素进行多因素logistic回归分析,以确定股骨颈骨折内固定术后骨折不愈合或畸形愈合的危险因素。P<0.05认为差异有统计学意义。结果140例患者术后获6~12个月(平均10.8个月)随访。共有25例(17.86%)患者发生骨折不愈合或畸形愈合。多因素logistic回归分析结果显示:骨折GardenⅢ、Ⅳ型(OR=2.873,95%CI:1.027~8.039,P=0.044)、非解剖复位(OR=4.678,95%CI:1.133~19.310,P=0.033)、术后<3个月下地扶拐不负重活动(OR=0.230,95%CI:0.072~0.737,P=0.013)、术前25羟维生素D3浓度<30 ng/mL(OR=3.718,95%CI:1.337~10.341,P=0.012)是股骨颈骨折患者内固定术后骨折不愈合或畸形愈合的危险因素。结论骨折GardenⅢ、Ⅳ型、非解剖复位、术后<3个月下地扶拐不负重活动、术前25羟维生素D3浓度<30 ng/mL是股骨颈骨折内固定术后骨折不愈合或畸形愈合的危险因素。

前路一期病灶清除植骨固定治疗腰椎布氏杆菌病

[目的]回顾性分析一期前路病灶清除植骨融合内固定术治疗的腰椎布氏杆菌病患者的临床资料,为前路手术治疗腰椎布氏杆菌病提供临床依据。[方法]回顾性分析本院2011年1月1目~2017年1月1日,脊柱外科收治的经前路手术治疗腰椎布氏杆菌病患者16例,分析临床表现、手术方式、临床疗效。[结果]手术治疗16例患者。其中药物治疗平均(3.59±0.67)个月,治疗前后VAS评分分别为(8.06±1.38),(0.75±0.70);治疗前后Cobb角分别为(38.24±5.40)°,(5.86±11.92)°。[结论]前路手术治疗腰椎布氏杆菌病优点:术野暴露清晰,病灶清除彻底,不损伤腰椎后柱结构,对维持脊柱稳定性有重要意义,可恢复病变节段高度,起到一定矫形作用,创伤小,神经减压充分,同时在坚强内固定基础上可早下地活动,明显减少围手术期并发症。