三维有限元法分析内固定类型及骨质疏松对斜外侧椎间融合的影响

背景:目前斜外侧椎间融合是否需要内固定尚有争议,骨质疏松的存在是否会对应用斜外侧椎间融合时内固定类型的选择造成影响也缺乏生物力学研究支持。目的:运用三维有限元法分析开展斜外侧椎间融合时骨质疏松及后路椎弓根钉棒的不同固定类型对腰椎生物力学的影响。方法:获取健康人L3-L5节段CT扫描数据,运用Mimics、Geomagic、Solidworks、ANSYS软件建立L3-L5正常三维有限元模型(M0)和骨质疏松模型(N0),并分别以M0、N0为基础在L4-L5节段建立斜外侧椎间融合正常腰椎单纯融合固定(stand-alone)模型(M1)、单侧椎弓根钉棒固定模型(M2)、双侧椎弓根钉棒固定模型(M3)及骨质疏松腰椎单纯融合固定模型(N1)、单侧椎弓根钉棒固定模型(N2)、双侧椎弓根钉棒固定模型(N3)。在L3上表面施加500 N垂直载荷及7.5 N·m力矩,模拟脊柱前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转等生理活动,观察各有限元模型不同工况下L4-L5节段的相对活动度、L5上终板、融合器和钉棒系统的应力分布,并记录Von Mises应力峰值。结果与结论:(1)无论是在正常模型中还是骨质疏松模型中,随着后路内固定的增加,L4-L5活动度、L5上终板应力、融合器应力总体上均呈现下降趋势;(2)M2内固定的应力相比M3最大增大了115.26%;N2内固定的应力相比N3最大增大了78.87%;(3)同种内固定类型下,骨质疏松模型的L4-5活动度、L5上终板应力、融合器应力均较正常模型增大;(4)N2内固定的应力相比M2最大增幅为39.59%,N3内固定的应力相比M3最大增幅为43.30%;(5)提示骨密度正常、无明显序列失衡的腰椎应优先考虑单纯融合固定或单侧椎弓根钉棒固定;若腰椎存在明显序列失衡,则应联合双侧椎弓根钉棒固定;骨质疏松腰椎应联合双侧后路椎弓根钉棒进行固定,有助于降低其融合器沉降、终板塌陷的发生率,提高固定安全性。

基于品牌视觉语言的机床产品形象设计

目的针对当前国内数控机床产品严重同质化的现状提出改进办法。方法调研后,归纳、总结了国内外优秀机床的产品形象设计方法。结论在产品形象设计的过程中应首先确认企业的核心价值观,之后结合市场环境与企业条件确定品牌定位,提出基本的设计原则,最后从产品的色彩、造型、材质、标志、细节要素等方面总结出具体的设计规律,以体现企业的核心价值观、品牌定位、设计原则,并使产品形象外化为企业文化。

斜外侧椎间融合术融合器沉降对腰椎生物力学影响的有限元分析

目的:应用三维有限元法分析椎间融合器(cage)沉降对斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)术后腰椎生物力学的影响。方法:根据1例健康成年人腰椎CT扫描数据构建正常腰椎L3~L5节段三维有限元模型,模拟进行L4/5节段OLIF手术,根据cage沉降陷入椎体程度(0、1%~25%、26%~50%、51%~75%、76%~100%)分为5个等级(Grade0、Grade1、Grade2、Grade3、Grade4),共构建10组模型(单纯cage沉降组5组、附加后路双侧椎弓根钉棒固定的钉棒组5组)。固定L5椎体下表面,设定400N的预加载荷于L3椎体上表面,再施加10N·m的力矩来模拟脊柱的前屈、后伸、侧屈、旋转运动。对腰椎在不同生理运动下L4/5节段活动度(range of motion,ROM)、cage应力峰值和内固定钉棒应力峰值进行分析。结果:模型在不同生理运动下L3/4和L4/5椎体的ROM与已发表的尸体研究类似,证明了模型的有效性。对模型施加载荷的6种运动状态中,沉降组Grade3的ROM最大,cage最大应力峰值发生在Grade2前屈运动时,达到了82.7Mpa,相较Grade0增加了241%。在附加椎弓根钉棒后脊柱ROM及cage应力峰值均减小,尤以Grade2变化最为显著,与未附加内固定相比,Grade2平均ROM下降了63%,后伸运动下cage应力峰值减小51%。结论:cage沉降对腰椎生物力学影响较大,其中cage沉降51%~75%时脊柱稳定性最差,cage沉降26%~50%时cage进一步塌陷风险最高,附加内固定钉棒后可增加脊柱稳定性并降低沉降风险。

腰椎斜外侧椎间融合后融合器侧方移位的生物力学有限元分析

背景:斜外侧椎间融合是当前临床治疗腰椎退行性疾病的有效手段,而术后发生融合器侧移的处理方式尚无定论,利用有限元法进行斜外侧椎间融合后不同情况的生物力学分析成为越来越多研究者的一种选择。目的:运用有限元分析法评估斜外侧椎间融合后椎间融合器(cage)侧方移位对腰椎生物力学的影响,为术后该情况的处理提供生物力学依据。方法:选择1名健康男性行腰椎CT扫描,获得其扫描数据。利用Mimics、Geomagic、Solidworks和Ansys workbench软件建立L_(3)-L_(5)三维有限元模型,设定为正常对照组,同时建立斜外侧椎间融合独立融合固定组(SA组)和斜外侧椎间融合联合双侧椎弓根钉棒固定组(BPS组)模型。根据cage移位程度将SA组具体分为:cage无移位模型(SA_(0))、cage右缘中点移位至L5上终板横径右1/8点(SA_(1))、2/8点(SA_(2))、3/8点(SA_(3))、4/8点(SA_(4))。在SA分组基础上,联合钉棒固定的模型分别是BPS_(0)、BPS_(1)、BPS_(2)、BPS_(3)、BPS_(4)。对不同模型施加相同的加载条件,模拟脊椎前屈、后伸、侧屈及旋转运动状态,观察各模型不同工况下腰椎活动度以及椎间融合器和钉棒系统的应力峰值。结果与结论:①SA_(0)、SA_(1)、SA_(2)在不同运动状态的活动度均小于正常对照组,而SA_(3)在后伸以及SA_(4)在后伸、右侧屈状态的活动度大于正常对照组;②在不同状态下,SA组和BPS组的活动度和融合器应力峰值在整体上均随融合器侧移距离的增加而呈现上升趋势;③当cage处于同一位置时,BPS组在所有状态下的活动度和融合器应力峰值均小于SA组;④在各个状态下,BPS组的钉棒系统应力峰值为:BPS_(0)<BPS_(1)<BPS_(2)<BPS_(3)<BPS_(4);⑤提示当斜外侧椎间融合独立融合固定后发生融合器左侧移位时,随移位距离增加,各种状态下腰椎活动度和融合器的应力峰值在整体上均逐渐增加,存在脊柱失稳趋势。在此基础上联合双侧椎弓根钉固定,可以获得较好的腰椎生物力学稳定性。

腰椎布鲁杆菌性脊柱炎的临床诊疗策略

腰椎布鲁杆菌性脊柱炎是布鲁杆菌侵袭腰椎所引起的感染性疾病,近年来发病率呈上升趋势,严重威胁着人们的健康。早期、恰当地诊疗是腰椎布鲁杆菌性脊柱炎患者治愈的关键。但该病早期仅有腰背痛、午后高热、大汗等非特异征象,如患者出现上述症状,流行病学有直接或间接牲畜接触史,且MRI可见椎体或椎间隙炎性浸润,则应考虑腰椎布鲁杆菌性脊柱炎早期感染的可能。中晚期综合流行病学、临床症状、体征及实验室检查,结合腰椎病变椎间隙变窄,椎体和椎间盘信号异常,骨质破坏及硬化,"花边椎",可见死骨和局限性椎旁脓肿等影像学表现,对该病做出诊断并不困难。但此期患者往往因骨质破坏出现腰椎不稳等严重表现,重点在于手术干预。手术治疗以病灶清除+固定为基本原则,术中减少脊柱后方韧带复合体等骨与韧带结构的损伤并给予坚强固定,将有助于该病的彻底治愈。通过检索腰椎布鲁杆菌性脊柱炎的相关文献,着重从病原学、发病机制、临床表现、各期影像学特征、实验室检查及保守与手术治疗等方面对该疾病进行阐述,旨在为临床诊疗提供依据。

浅析汽车内饰符号设计与视知觉形式动力的关系

目前市场上不同品牌的汽车内饰符号形态各异,其语义上的差别会导致视觉认知和操作效率上的差异。针对这一问题,文章以视知觉形式动力理论为基础,研究其与汽车内饰符号设计之间的关联性,通过分析汽车内饰符号的形式动力式样,将已有的汽车内饰符号划分为形态感知符号和信息感知符号,进而解析其构成要素,结合视知觉形式动力理论分析其形态特征,在此基础上为汽车内饰符号提供一个新的研究方向。