光学定位跟踪技术在X线图像导航手术中的研究

近几年来,移动式C形臂X光实时成像系统逐渐在计算机辅助骨科手术导航中获得了普遍的应用.本文采用光学立体定位技术对C型臂在运动时进行实时跟踪,并采用多项式算法对输出的X光图像进行几何校正.另外,在实验室中搭建了基于X线图像导航的骨科手术系统,通过光学定位跟踪系统实时而精确地确定手术器械、图像解剖信息、内植入物之间的坐标关系,获得了满意的手术效果.

韧带和跖腱膜在足部有限元分析中的力学作用

目前通过建立足部三维有限元系统模型进行足部生物力学仿真已经逐渐被应用,而在大多数足部三维有限元模型的静态分析中,韧带和跖腱膜等软组织是通过直接连接骨骼上相应的附着点形成的索单元来模拟,而关节软骨把相邻的骨骼直接固连在一起。这种用关节软骨固连的方式代替真实的骨骼间的滑动摩擦,增强了骨骼间的结构强度,可能会造成原本由韧带等起到维持骨骼间相互作用却完全由关节软骨代替,即在有限元模型中,可能韧带等组织对仿真不起力学作用。本文的研究目的是在双足站立、静态载荷,关节采用固连方式时,分析足部三维有限元模型中有无韧带和跖腱膜对足部各种组织应力分布以及组织结构形态变化等的影响。

基牙牙槽骨吸收对固定义齿应力分布的影响

目的观察基牙牙槽骨发生一定程度吸收时,固定义齿应力分布的变化。方法建立右侧下颌第一磨牙缺失的牙列模型,设计正常基牙的对照模型及基牙牙槽骨Ⅱ度吸收的实验模型,在ANSYS 5.5软件中进行有限元分析,观察最大应力值及其分布。结果与对照组相比,单个基牙牙槽骨Ⅱ度吸收时,固定义齿最大应力值及其分布无明显变化;当两侧基牙牙槽骨均有Ⅱ度吸收时,则基牙受力显著增加。结论从应力分布角度看,固定义齿修复中,当两侧基牙牙槽骨均有Ⅱ吸收时,增加基牙数目是有利的。

生物力学型下颌骨假体的设计及生物力学评价

基于人体生物力学特性的研究成果,针对下颌骨大型节段型缺损,设计了符合人体下颌骨生物力学特性的植入式钛假体,该假体起到了恢复缺损下颌骨的连续性和生物力学的传导的作用,并采用有限元方法对假体进行了生物力学评价,下颌骨结果表明:假体的设计符合人体生物力学传导特性,研究结果对临床有一定的指导意义。

下颌骨体部缺损假体的设计及生物力学评价

目的:研究根据下颌骨受力状态设计下颌骨假体的可行性。方法:在RE、CAD软件中根据健康人下颌骨CT数据构建了下颌骨几何模型、模拟了体部3～7缺损状态,同时在天然下颌骨模型基础上构建了外形与下颌骨完全一致的体部缺损个性化假体并镂孔,在孔中模拟植入松质骨颗粒用以研究松质骨颗粒能否促进天然骨与假体的整合。将模型导入有限元软件ANSYS8.0后定义边界条件并进行力学计算,以综合研究假体和植入假体中的松质骨在人体复杂应力状态下的力学行为。结果:有限元分析结果显示:在下颌骨与假体上分别出现了两条应力轨迹线,与天然下颌骨上的应力分布规律相吻合,说明假体的植入没有改变天然下颌骨的应力分布状态,按下颌骨受力设计假体的思路符合下颌骨受力状态,设计思路可行;同时植入假体孔中的松质骨颗粒上受到的应力值也达到了促进骨细胞生长的应力阈值,说明在假体上镂孔并植入松质骨可以增加假体与骨的生物相容性。结论:根据下颌骨受力设计假体的方法是可行的,其中填充的松质骨可以加速骨与假体的整合。