骶髂关节面形态的测量及其生物力学意义

目的 用计算机辅助图像分析测量骶髂关节面的解剖形态。方法 取青年男性新鲜尸体骶髂关节标本 ,将增白剂涂于骶髂关节表面 ,分别将标准网点图用幻灯机投照于关节面和标准模板上 ,摄取其表面的网点图像并通过线路传输到计算机 ,得出骶髂关节面上任意一点的高度。结果 通过测量获得骶髂关节面上任意点的高度 ,发现骶髂关节两侧关节面呈一种类似齿轮样相互咬合与滑槽轨迹相结合的关节面形态。结论 计算机辅助图像分析的方法具有操作简单 ,测量迅速、全面、准确 ,结果显示形象、直观的特点 ,可瞬时获得测量范围内任意点的相对高度 ,在一定程度上优于传统的解剖测量方法。骶髂关节面的骶骨侧与髂骨侧的凹凸不平相互吻合、相互嵌入 ,呈以髂骨结节为圆心的类似圆弧形分布 ,形成有利于稳定的力学结构特点 。

坐位骶髂关节面应力分布的三维有限元研究

目的 模拟研究成人正常静态坐位骶髂关节面的应力分布。方法 建立骶髂关节与骨盆三维有限元模型 ,且骶骨上面加载 ,双侧坐骨结节为支撑点 ,分析骶髂关节面的应力分布特点。结果 坐位时骶髂关节面骶骨侧与髂骨侧的应力分布规律和应力水平相似 ,关节面上端与中下部的应力值较高 ,前缘高于后缘 ,前后向的“山谷”较平坦。结论 坐位时骶髂关节面的应力分布较均匀 。

峡部断离对腰椎稳定性影响的实验研究

采用电－机械测量系统对８个正常结构和峡部断离后的新鲜尸体Ｌ５／Ｓ１脊椎功能单位（ｓｐｉｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｕｎｉｔ，ＦＳＵ），以６种不同载荷方式对其三维运动学变化做了研究。发现ＦＳＵ在：（１）右侧峡部断离后前屈、左旋转、右侧弯时主运动范围和中性区较正常ＦＳＵ显著增大（Ｐ＜０．０５），并于旋转和侧弯中表现不均称运动；（２）双侧峡部断离后屈伸、旋转及侧弯主运动范围和中性区较正常及右侧峡部断离后ＦＳＵ均显著增大（Ｐ＜０．０１）。结果表明，峡部在腰椎各项运动中及对腰椎稳定具有重要的力学作用，峡部断离将可能导致腰椎不稳。

骨盆髋臼模型不同加载方式的力学变化及其临床意义

目的:对模仿站立及坐位两种状态对骨盆髋臼加载后进行三维有限元模型力学分析,观察相关力学参数变化。方法:①湿髋臼标本模型来源于解放军第二军医大学解剖学教研室。髋臼:对一具成年湿骨盆尸体标本行CT扫描成像得到每层横截面图像,提取边界坐标,利用有限元分析软件ANSYS5.6构建髋臼三维模型,并划分为121239个结点、112491个单元。同时将骶髂关节和耻骨联合部位锁定,模仿站立位对髋臼加载,力的方向按股骨颈力线方向,大小为400N(约80kg体质量一半)。分析加载后髋臼的三维力场分布。②骨盆模型:2004-08从自愿者中随机选取正常成年男性,然后行CT扫描。CT扫描范围从第3腰椎至坐骨结节,将扫描后图像用ANSYS5.6软件构建正常骨盆模型,并划分为356710个单元格。固定好正常骨盆模型的两侧坐骨结节,模仿坐位对骨盆加载,于腰椎上施加一竖直向下的力,大小为500N,方向与Z轴相反,通过有限元分析计算获取应力分布图像。结果:①髋臼三维有限元模型模仿站立位加载后在耻骨支、坐骨支、方区部、骶髂关节部、髋臼后壁部有较高应力出现,单元结构所受到的平均等效应力为(11.578～23.437)MPa。②骨盆三维有限元模型模仿坐位加载后在骶髂关节及坐骨结节部有较高应力出现,单元结构所受到的平均等效应力为(15.734～20.286)MPa。结论:实验结论提示,骨盆髋臼骨折的内固定应强调以满足术后早期卧床功能训练为目的的有效内固定,避免早期负重。

不同体位骶髂关节周围韧带应力分布的三维有限元研究

目的 研究在不同体位骶髂关节周围韧带的应力分布与作用。方法 建立骶髂关节与骨盆的三维有限元模型 ,模拟单腿站立位、双腿站立位和坐位等三种工况 ,计算关节周围韧带的应力分布。结果 坐位、双腿站立位和单腿站立位三者中 ,以单腿站立位时骶髂关节周围韧带的应力值为大 ,坐位时骶髂关节周围韧带应力最小 ,提示坐位有利于骶髂关节的休息 ,而单腿站立位易造成骶髂关节的疲劳。结论 本研究结果提示骶髂关节周围的韧带通过提高张力水平 ,在维持关节的不同体位。

骶骨肿瘤切除术后骨盆三维有限元模型的建立及相关应力分析

目的研究骶骨肿瘤切除术后骨盆三维有限元模型的建立及相关应力分析。方法利用三维有限元分析软件ANSYS,建立正常骨盆模型和模拟骶骨肿瘤切除术后骨盆模型,并根据坐位承重情况,对比研究相关应力分布。结果成功建立正常骨盆模型和模拟骶骨肿瘤切除术后骨盆模型,并对其在坐位时承重情况进行加载分析,证明:(1) 完整骨盆受到外力后,力的传导沿腰椎→骶骨→双侧骶髂关节面→髂骨→坐骨支的传导途径,力的分布比较分散, 相应节点上受到的压强平均,最高压强局限;而骶骨肿瘤切除术后骨盆模型在受到外力后,由于丧失了大部分的骶骨,使得力的传导受限。(2)去掉骶骨后,骶髂关节周围和坐骨支处的节点受到的压强超过完整骨盆,即骨盆的稳定性降低,导致骨盆完整性的改变。结论建立骶骨肿瘤切除术后三维有限元模型并与完整骨盆模型对比,说明其稳定性发生变化。