• 2009年第24卷第6期文章目次
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    • 基于血流动力学仿真的心血管外科手术规划

      2009, 24(6):395-400. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.6.400.

      摘要 (2695) HTML (0) PDF 834.91 K (3093) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于血流动力学仿真的心血管外科手术规划是面向医学应用的血流动力学数值模拟的高级发展阶段,它基于医学图像对个性化手术的血流动力学预期进行优化,可为临床心血管手术提供决策依据。综述了基于血流动力学仿真的心血管外科手术规划的国内外研究现状,分析了目前该研究中存在的关键问题和解决途径,并提出了该研究进一步工作的目标。

    • 活体血栓形成机理研究进展

      2009, 24(6):401-407. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.407.

      摘要 (2553) HTML (0) PDF 903.12 K (3497) 评论 (0) 收藏

      摘要:活体血管壁损伤和损坏引起血栓的形成机制很复杂,涉及到血液和血管性质及局部的血液流动等诸多因素。本文论述了活体血栓形成的研究意义、内容、进展及其相应的基本理论与实验研究方法,重点评述了信号转导和血液动力学在活体血栓形成中的重要作用,分析了活体动物模型中的难点,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方向。

    • 利用Contourlet变换进行双源CT图像中的二尖瓣分割

      2009, 24(6):408-413. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.6.413.

      摘要 (4661) HTML (0) PDF 737.80 K (4885) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 利用双源CT图像对心脏二尖瓣瓣膜进行了增强与分割,为日后进行二尖瓣三维重建和运动分析提供基础。方法 提出了自适应种子填充法和Contourlet小波变换分别用于不同情况下的分割:首先用自适应种子填充法对双源CT胸腔图像进行心脏在造影剂下的区域分割,再用Contourlet小波变换对区域分割后的图像进行二尖瓣的增强和分割。结果 在MATLAB7.0的环境下对双源CT图像成功进行了处理和分割,获取了清晰的心脏二尖瓣图像。结论 本文提出的分割方法对不同情况下的分割非常有效,实验的结论对医生从事二尖瓣瓣膜运动研究和二尖瓣瓣膜外科手术规划提供有益的参考。

    • 基于神经网络的人中耳内边界参数识别

      2009, 24(6):414-417. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.417.

      摘要 (2488) HTML (0) PDF 461.20 K (2472) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究识别中耳内边界的方法。方法 利用CT获取耳部结构临床资料建立数值模型;利用Matlab建立神经网络识别程序。结果 利用数值模型,在鼓膜外侧施加105dB声压,进行谐响应分析获取训练样本;利用训练成熟的网络识别了中耳内边界参数。结论 数值识别结果表明,所建的中耳内边界参数识别方 法具有良好的识别精度和较快的收敛速度。

    • 基于三维医学影像的脑动脉瘤内血液流动的数值模拟

      2009, 24(6):418-426. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.6.426.

      摘要 (2812) HTML (0) PDF 1.11 M (2680) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 利用数值模拟研究具有病人特异性的脑动脉瘤内的血液流动,为脑动脉瘤的破裂风险的评价和动脉瘤介入栓塞后复发风险的评价提供帮助。方法 从两例脑动脉瘤病人的3D-RA数据中重建动脉瘤几何模型,血液流变学模型选择假塑性非牛顿流体模型,利用商用CFD软件Fluent对两例动脉瘤内的血液流动进行数值模拟。结果 数值模拟给出了动脉瘤内的流线图、重要截面上的速度分布图、壁面上的切应力分布和压力分布图。并且绘制了在收缩期时刻动脉瘤颈部和瘤顶部各20个点上的壁面切应力和压力的变化情况。结论 血流动力学因素如流速、压力、壁面切应力、流动对壁面的冲击状况等因素与动脉瘤的生长和破裂密切相关,而由于脑动脉瘤形态各异、载瘤动脉与动脉瘤体的几何关系复杂,所以具有病人特异性的数值模拟对于研究动脉瘤破裂和复发风险具有重要价值。动脉瘤颈部的壁面切应力和壁面切应力的波动的变化规律并不相同,需要进一步研究壁面切应力的波动与脑动脉瘤生长与破裂之间的定量关系。

    • 肌肉共同收缩对手臂屈伸运动末端阻抗的影响

      2009, 24(6):427-423. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.423.

      摘要 (2328) HTML (0) PDF 722.16 K (3052) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 阻抗控制在稳定性控制中起着重要的作用,本文以手臂屈伸运动为对象建模来研究人体的阻抗控制规律,从而为更高层次的运动认知与工具使用奠定基础。方法 本文对现有的人体运动控制进行了改进,运用神经肌肉骨骼模型及最优控制方法推导出共同收缩阻抗,并对仿真结果与原模型和实验数据进行了对比。结果 从对比图中可以看出,本文模型修正了原有模型刚度椭圆单调变化的不足,与实验数据更加吻合。结论 由此得到即使在手臂平面自由运动中,肌肉共同收缩对阻抗也有贡献的结论。

    • PCL双束重建术中股骨隧道定位对移植物等距特性的影响

      2009, 24(6):434-438. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.438.

      摘要 (2211) HTML (0) PDF 584.14 K (2873) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 探讨后交叉韧带(PCL)双束重建术中股骨隧道定位变化对移植物等距特性的影响。方法 取10具正常成人新鲜膝关节标本,将后交叉韧带分为前外侧束和后内侧束,分别在双束股骨附丽部上选前、后、中、近、远十个测试点,用细软钢丝将各点与胫骨附丽部中点相连,用百分表测量膝关节 0°~ 120°活动范围内各钢丝关节内长度的变化。结果 比较各点的钢丝在关节内长度变化发现,其中前外侧束的近点、后点和后内侧束的近点这3点长度的最大值均不超过2mm。且对前外侧束的近点、后点进行两两比较,发现差异无统计学差异(P>0.05)。结论 在后交叉韧带双束重建中,前外侧束应以其股骨附丽部上缘的中点(即近测试点)为中心钻孔;后内侧束应以其股骨附丽部上缘(即近测试点)为中心钻孔建立股骨骨隧道。

    • 螺距对微植体即刻加载稳定性影响的数值研究

      2009, 24(6):439-443. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.443.

      摘要 (2337) HTML (0) PDF 605.05 K (3085) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究口腔正畸微植入支抗螺距对骨界面稳定性的影响。方法 采用三维有限元方法,分别研究了四种螺距(0.3mm、0.5mm、0.7 mm和1.0 mm)微植体在1.47 N横向荷载作用下的微植体-骨界面位移和应力分布。结果 螺距对微植体表面应力分布的影响显著,最大应力值随螺距的减小而减小,而且螺距对颈部和中部位置应力分布的影响不同;随着螺距增大,在颌骨上的位移增大趋势显著,但是对微植体位移分布的影响并不显著。结论 在即可加载条件下,建议临床使用螺距为0.5-0.7mm的微植体作为正畸支抗。

    • 成人桡骨头切除术后并发症的三维有限元分析

      2009, 24(6):444-447. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.447.

      摘要 (2178) HTML (0) PDF 489.32 K (2767) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:通过三维有限元模拟研究桡骨头切除术后并发症的原因和机理。方法:用三维有限元分析法研究桡骨头的应力传导作用,以及桡骨头切除后应力传导分布改变对肘、腕关节稳定性的影响。结果:正常情况,经桡骨头传导的应力值约占肘关节总应力值的58%,经过肱尺关节传导的应力值约占肘关节总应力值36.85%。桡骨头切除后,肱尺关节外侧部分承受的应力值约占肘关节总应力值的43%,内侧部分的应力值约占肘关节总应力值的21.6%,和桡骨头切除前相比较,外侧较内侧增加的幅度显著增大。结论:桡骨头在肘关节应力传导中占据了主导地位,桡骨头切除后破坏了肘关节的正常应力分布,对肘、腕关节的稳定性有较大的影响。临床上应严格掌握桡骨头切除术的适应证。

    • 人膝关节软骨与聚乙烯醇水凝胶人工软骨压缩实验比较研究

      2009, 24(6):448-451. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.451.

      摘要 (2824) HTML (0) PDF 485.12 K (3201) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 比较人膝关节软骨和聚乙烯醇水凝胶(PVA-H)人工软骨的生物力学性能 方法 使用人膝关节软骨和PVA-H人工软骨进行轴向压缩试验,分别进行压缩应力应变、应力松弛和蠕变实验,得到关节软骨和PVA-H人工软骨的应力应变关系。结果 实验中人关节软骨和PVA-H的力学性能有差异,人关节软骨压缩模量大于PVA-H人工软骨,人关节软骨的压缩模量为(3.6492±0.6199)Mpa,PVA-H的压缩模量为(1.5951±0.1469)Mpa。结论 软骨和PVA-H人工软骨的生物力学性能具有一定差异,试验结果对人工软骨的进一步改进具有指导意义。

    • 猪背部皮肤生物力学特性的循环实验研究

      2009, 24(6):452-457. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.457.

      摘要 (2191) HTML (0) PDF 774.79 K (2626) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 对猪背部皮肤进行生物力学实验研究,评价其生物力学特性,为临床和皮类制品提供必要的理论基础。方法 通过对猪背部皮肤不同加载速率的单调拉伸实验和不同应力水平下的拉拉循环实验研究,讨论了猪皮变形行为与加载速率和加载方向间的关系以及猪皮的蠕变变形特征,重点突出了猪皮在拉拉循环时产生的轴向应变循环累积现象(即棘轮效应)及其与加载水平之间的依赖性。结论:猪皮在皮纹线方向上抵抗拉伸、蠕变和循环变形的能力强于垂直皮纹线方向;猪皮的蠕变曲线由减速阶段、稳定阶段和破坏阶段三阶段组成,并依赖于加载水平的大小;猪皮在非对称应力循环下体现出明显的棘轮效应,棘轮变形体现出显著的平均应力、应力幅值和加载速率效应。

    • 颅脑模型减速撞击过程中脑组织受力特点的研究

      2009, 24(6):458-461. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.461.

      摘要 (2440) HTML (0) PDF 586.39 K (2917) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究颅脑减速撞击过程中脑组织关键部位受力的特点(受拉或受压)。方法 制作含气泡的透明颅脑物理模型,并将其固定在竖式颅脑减速撞击实验台上。将移动平台放置在400 mm的高度,自由下落并撞击固定台面,同时采用高速摄像记录整个减速撞击过程,并用序列图片分析软件对气泡长、短轴(分别位于垂直于撞击方向及撞击方向)的轴长变化进行分析。结果 撞击点处的气泡在短轴方向上的轴长变化大于长轴方向上的轴长变化,对冲点处的气泡在短轴方向上的轴长变化小于长轴方向上的轴长变化。结论 实验结果表明撞击点处的气泡所受到的作用力主要为压力且来自于短轴方向,即撞击方向;对冲点处的气泡所受到的作用力主要为拉力且来自于长轴方向,即撞击方向的垂直方向。该研究对于研究颅脑减速撞击致伤的力学机制及其诊断和防护具有重要意义。

    • 关节软骨体外构建力学环境的研究进展

      2009, 24(6):462-467. DOI: 10.3871/j.1004-7220.2009.06.467.

      摘要 (2684) HTML (0) PDF 847.65 K (2637) 评论 (0) 收藏

      摘要:很多物理因素都影响软骨组织的生长和发育,其中力学因素起主要作用。软骨的生长、发育是力学调控的适应过程。当前采用多种力学条件应用于软骨生物反应器,如流体剪应力、液体压力、直接压缩等,或其中部分组合,但这些条件还没有构建出与活体软骨结构-功能相匹配的人工软骨。如果一种载荷能适合构建软骨,那么这种载荷首先能保证培养物内部信号分子、营养和废物的有效运输;其次,能对支架内种子细胞特定的力学刺激;第三,能促进培养物结构-功能的发展。本文回顾、分析当前多种力学条件的作用效果,其中流体剪应力、液体压力、拉伸、直接压缩或变形剪应力都是软骨受力状态的部分体现。作者认为滚压载荷是软骨培养的合适力学环境,它是当前多种力学条件的一个综合指标,对软骨培养物可以形成纵向的动态压缩和横向的动态变形剪应力,并且有利于细胞新陈代谢物质的运输,因此,滚压环境可能是人工软骨结构-功能构建的发展方向。

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