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利用有限元方法测定不同日常动作下坏死股骨头力学变化的研究 被引量：15
1
作者 汪松 马信龙 +8 位作者 张弸羽 马剑雄 王颖 吕广水 姜轩 王辰 韩哲 赵峰 张弢 《中华骨科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期962-969,共8页
目的利用有限元方法评估坏死股骨头对日常动作的耐受程度。方法招募单侧股骨头坏死患者7例和健康志愿者11名。行螺旋CT断层扫描，取得DICOM格式文件并导入医学图像处理软件ScanIP，建立股骨头有限元模型，同时借助Orthoload数据库模拟... 目的利用有限元方法评估坏死股骨头对日常动作的耐受程度。方法招募单侧股骨头坏死患者7例和健康志愿者11名。行螺旋CT断层扫描，取得DICOM格式文件并导入医学图像处理软件ScanIP，建立股骨头有限元模型，同时借助Orthoload数据库模拟日常动作场景（正常站立，上、下楼梯，单、双腿站立，蹲，坐），将整体模型导入有限元软件Abaqus中进行分析。判断两组志愿者双侧股骨力学性能有无对称性，同时比较各日常动作下两组志愿者双侧股骨应力集中区域的平均弹性模量及变形程度有无差异。结果两组年龄、身高、体重的差异均无统计学意义。正常对照组双侧股骨头平均弹性模量为[（7125±745）MPa，（7112±751）MPa]和微应变为（952微应变，954微应变），差异均无统计学意义；股骨头坏死组患、健侧股骨头平均弹性模量为[（5798±1036）MPa，（6667±888）MPa]和微应变为（1261微应变，987微应变），差异均有统计学意义。正常对照组双侧股骨在任何动作下股骨头平均弹性模量和变形程度的差异均无统计学意义，而股骨头坏死组除双腿站立外的各动作下，患侧平均弹性模量明显低于健侧，差异有统计学意义；变形程度在下楼梯动作时明显高于其他动作，差异有统计学意义。结论不同日常活动状态对坏死股骨头的力学性能影响不同，运动强度越大对股骨头内部结构损害越严重，早期股骨头坏死患者适合低强度的康复运动锻炼。 展开更多
关键词 股骨头坏死 有限元分析 日常生活活动
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生物力学因素在股骨头坏死发生发展中的作用研究进展 被引量：12
2
作者 汪松 张弢 +1 位作者 马信龙 张弸羽 《山东医药》 CAS 北大核心 2015年第11期89-91,共3页
股骨头坏死是骨科常见疾病,其发病因素尚不完全明确。股骨近端以其特有的悬臂梁结构在人体运动过程中承受数倍于体质量的负荷,在传递外部载荷中发挥重要的生物力学作用。股骨头坏死相关生物力学理论有骨重塑理论(股骨头内小梁的形态结... 股骨头坏死是骨科常见疾病,其发病因素尚不完全明确。股骨近端以其特有的悬臂梁结构在人体运动过程中承受数倍于体质量的负荷,在传递外部载荷中发挥重要的生物力学作用。股骨头坏死相关生物力学理论有骨重塑理论(股骨头内小梁的形态结构和排列方式随外部载荷可逐渐改建。若股骨颈骨折时复位不良,可导致松质骨力学强度逐渐下降进而坏死)和Frost力学调控假说(股骨头内小梁结构在外部载荷下可发生不同程度的变形,若变形过大可导致微骨折增多、力学强度下降,进而进一步增大小梁变形程度而发生恶性循环,最终导致股骨头坏死)。生物力学因素在股骨头坏死发生发展中发挥作用,且已通过动物实验、临床试验、数字化骨科方式得到验证。 展开更多
关键词 股骨头坏死 生物力学 骨重塑理论 Frost力学调控假说
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计算机辅助测量在Taylor外固定支架治疗胫腓骨骨折中的应用 被引量：10
3
作者 刘彦士 马信龙 +5 位作者 万春友 孙振辉 马剑雄 张弸羽 汪松 张弢 《中国矫形外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第16期1457-1462,共6页
[目的]探讨如何运用计算机对Taylor外固定支架系统所需参数进行精确测量,以便其对胫腓骨骨折畸形进行精确矫正。[方法]收集2015年6月~2016年5月在本院用Taylor外固定支架进行治疗的胫腓骨骨折患者24例。其中,男22例,女2例,年龄14~58岁,... [目的]探讨如何运用计算机对Taylor外固定支架系统所需参数进行精确测量,以便其对胫腓骨骨折畸形进行精确矫正。[方法]收集2015年6月~2016年5月在本院用Taylor外固定支架进行治疗的胫腓骨骨折患者24例。其中,男22例,女2例,年龄14~58岁,平均(37.10±13.90)岁。将所有患者随机分为传统组、计算机辅助组。传统组应用传统的标准测量法采集参数;计算机辅助组应用计算机辅助测量法采集参数。术后拍摄标准的正侧位胫腓骨全长X线片,传统组采用游标卡尺在X线片上直接测量;计算机辅助组在取得DICOM格式文件后导入到Coreldraw X7软件中进行分析。并对计算机辅助组患者的双侧胫腓骨行CT断层扫描,取得DICOM格式文件后导入到Mimics 10.1软件中进行三维重建,最后根据Taylor三维空间外固定支架系统所需参数,在Coreldraw X7和Mimics 10.1软件中进行测量。将测量所得参数输入特定软件,根据电脑软件出具的电子处方开始每日分3次调节Taylor外固定支架上的6根带刻度的螺杆。[结果]全部患者均得到了较好的骨折复位,均达到功能复位标准。传统组患者正位X线片中位移改善度为59.56%,角度改善度为72.76%;侧位X线片中位移改善度为56.31%,角度改善度为57.44%。计算机辅助组患者正位X线片中位移改善度为70.17%,角度改善度为81.02%;侧位X线片中位移改善度为67.41%,角度改善度为70.32%。通过利用计算机进行辅助测量,较精确的得到了各项相关参数,计算机辅助组患者的复位效果优于传统组。[结论]利用计算机辅助测量能精确的定义Taylor外固定支架系统所需各项参数,对骨折畸形进行精确矫正,有利于骨折愈合及患肢功能恢复。 展开更多
关键词 骨外固定器 Taylor外固定支架 计算机辅助测量
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轴向载荷分担比例评价骨愈合刚度及其指导骨外固定器安全拆除时机 被引量：7
4
作者 刘彦士 张弢 +5 位作者 马信龙 万春友 马剑雄 吕广水 汪松 张弸羽 《中华创伤骨科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1050-1056,共7页
目的通过在体外测量方式测定骨外固定器的轴向载荷与患者体重的分担比例来评价骨愈合程度，探讨骨外固定器的安全拆除时机。方法在体外模拟实验中，用经过处理后的人体胫骨制造胫骨横行骨折模型，在骨外固定器上轴向并联安装拉压力学信... 目的通过在体外测量方式测定骨外固定器的轴向载荷与患者体重的分担比例来评价骨愈合程度，探讨骨外固定器的安全拆除时机。方法在体外模拟实验中，用经过处理后的人体胫骨制造胫骨横行骨折模型，在骨外固定器上轴向并联安装拉压力学信息采集系统。利用不同软硬的材料来模拟骨断端由腔隙血肿直到骨痂硬化不同阶段的骨痂。将装有骨外固定器的胫骨远、近端放置于BOSE3510机械性能测试系统中并于骨端施加轴向压力70kg。收集2013年9月至2016年3月用骨外固定器治疗的患者21例，胫腓骨19例，股骨2例；骨折20例，骨延长1例；开放性骨折16例，骨折并感染4例，骨缺损2例。根据不同的骨愈合阶段，患者采用不同的负重情况测量其骨外固定器的载荷分担比变化。骨折愈合后期（拆外固定器前）测量患者完全负重情况下骨外固定器载荷分担比并结合临床表现及X线片判断安全拆除时机。结果通过模拟实验得出线性方程：y=0．243x-564．882（“x”代表传感器的数值，“y”代表载荷值）。各材料可以模拟骨折愈合过程中骨痂不同阶段硬化程度，并且可以通过比较载荷分担比来反映骨痂的硬化程度：皮质骨〉骨水泥〉松质骨〉木板〉塑铝〉纸墙〉石膏。21例患者中，18例患者的骨外固定器载荷分担比〈10％，拆除外固定器后均无再骨折等并发症发生；3例患者骨外固定器载荷分担比〉10％，其中1例患者拆除骨外固定器后发生再骨折，其余2例未予拆除骨外固定器，继续随诊观察。结论依据骨外固定器轴向载荷分担比评价骨痂愈合刚度，以确定骨外固定器拆除的安全性，可以有效降低骨痂愈合相关并发症（如再骨折）的发生率。当骨外固定器轴向载荷分担比〈10％时拆除外固定器较安全、可靠。 展开更多
关键词 外固定器 骨痂 骨折愈合 载荷分担比 安全拆除时机
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利用三维测量手段验证二维影像引导术中股骨颈骨折复位的局限性的研究
5
作者 汪松 张弢 +3 位作者 张弸羽 马信龙 吕广水 韩哲 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2015年第5期535-540,共6页
目的利用三维测量方法测量股骨头残留空间移位程度,验证二维影像资料引导股骨颈骨折闭合复位术是否具有局限性。方法纳入91例股骨颈骨折患者,按骨折类型分为移位和非移位型两组。建立术后近端股骨三维模型,测量股骨头残留移位量,评价复... 目的利用三维测量方法测量股骨头残留空间移位程度,验证二维影像资料引导股骨颈骨折闭合复位术是否具有局限性。方法纳入91例股骨颈骨折患者,按骨折类型分为移位和非移位型两组。建立术后近端股骨三维模型,测量股骨头残留移位量,评价复位效果。测量参数:股骨头中心移位量(d)、股骨头小凹-中心连线偏转角度(α)、股骨头自旋角度(β)、股骨颈短缩量(L)。比较两组间各指标的差异性。结果 d和α在移位型、非移位型两组中无统计学差异(P=0.62;P=0.70)。β和L在移位型和非移位型骨折两组中,差异有统计学意义(P=0.047;P=0.019)。结论利用二维影像方法在术中引导股骨颈骨折复位存在明显的复位不良现象,具有明显的局限性。 展开更多
关键词 股骨颈骨折 骨折复位 三维测量
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