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基于正蛙位双平片的股骨头坏死立体分型系统:广中医生物力学实验室分型 预览
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作者 蔡淼鑫 杨彬 +6 位作者 邓鹏 葛颖杰 郭富明 梁正辉 翟沛 庞智晖 樊粤光 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第24期3786-3791,共6页
背景:股骨头坏死病灶的三维信息对制定治疗方案极为重要,而过往的生物力学研究更表明股骨头前外侧柱部分几何信息和受力情况左右其塌陷过程。目前使用的平片方法无法呈现相关信息,对治疗方案的制定存在一定的观察盲区。目的:利用双平片... 背景:股骨头坏死病灶的三维信息对制定治疗方案极为重要,而过往的生物力学研究更表明股骨头前外侧柱部分几何信息和受力情况左右其塌陷过程。目前使用的平片方法无法呈现相关信息,对治疗方案的制定存在一定的观察盲区。目的:利用双平片方法呈现立体的坏死部位和范围,改良股骨头的三维分区,制订新分型标准,以提高分型对制定治疗方案的指导意义。方法:根据日常活动中股骨头应力传递方式的数据研究,结合股骨头坏死发病塌陷过程中的应力异常边界及临界值等资料,将股骨头划分为五柱,创立立体五柱分区。并根据正位和蛙位摄片体位下的前外侧柱影像信息,进一步优化立体五柱分区法,成为股骨头前外侧柱分型法,并命名为广中医生物力学实验室分型。结果与结论:详细描述广中医生物力学实验室分型的分型原理、方法和标准,以案例演示操作的方法,并比较传统分型方法,凸显新分型的优点,不但能简便准确判断股骨头坏死的病情及预后,更能有效指导临床治疗方案的选择。 展开更多
关键词 股骨头坏死 前外侧柱 五柱分区 生物力学 广中医药生物力学实验室分型 国家自然科学基金
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Classification of higher-and lower-mileage runners based on running kinematics
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作者 Christian A.Clermont Angkoon Phinyomark +1 位作者 Sean T.Osis Reed Ferber 《运动与健康科学:英文版》 SCIE 2019年第3期249-257,共9页
Background:Running-related overuse injuries can result from the combination of extrinsic(e.g.,running mileage)and intrinsic risk factors(e.g.,biomechanics and gender),but the relationship between these factors is not ... Background:Running-related overuse injuries can result from the combination of extrinsic(e.g.,running mileage)and intrinsic risk factors(e.g.,biomechanics and gender),but the relationship between these factors is not folly understood.Therefore,the first purpose of this study was to determine whether we could classify higher-and lower-mileage runners according to differences in lower extremity kinematics during the stance and swing phases of running gait.I he second purpose was to subgroup the runners by gender and determine whether we could classify higherand lower-mileage runners in male and female subgroups.Methods:Participants were allocated to the"higher-mileage"group(≥32 km/week;n=41(30 females))or to the"lower-mileage"group(≤25 km;n=40(29 females)).Three-dimensional kinematic data were collected during 60 s of treadmill running at a self-selected speed(2.61±0.23 m/s).A support vector machine classifier identified kinematic differences between higher-and lower-mileage groups based on principal component scores.Results:Higher-and lower-mileage runners(both genders)could be separated with 92.59%classification accuracy.When subgrouping by gender,higher-and lower-mileage female runners could be separated with 89.83%classification accuracy,and higher-and lower-mileage male runners could be separated with 100%classification accuracy.Conclusion:These results demonstrate there are distinct kinematic differences between subgroups related to both mileage and gender,and that these factors need to be considered in future research. 展开更多
关键词 BIOMECHANICS Clinical BIOMECHANICS Gait ANALYSIS KINEMATICS Motion analysis:Running MILEAGE Running SUBGROUPS
基于混合遗传算法的手指肌肉力优化求解方法研究
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作者 王扬威 宋治成 +1 位作者 贺俊敏 孙雪 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期345-350,共6页
目的为解决手指肌肉、肌腱组织结构复杂导致肌肉力真实值很难获取的问题,采用混合遗传算法求解手指肌肉力。方法在分析手指解剖结构的基础上,基于生物力学原理,建立了手指肌肉、肌腱力和接触力的力学平衡方程,以最小化肌肉应力平方和为... 目的为解决手指肌肉、肌腱组织结构复杂导致肌肉力真实值很难获取的问题,采用混合遗传算法求解手指肌肉力。方法在分析手指解剖结构的基础上,基于生物力学原理,建立了手指肌肉、肌腱力和接触力的力学平衡方程,以最小化肌肉应力平方和为优化目标函数,利用遗传算法和增广拉格朗日乘子法相融合的混合遗传算法,采用典型对象的手指接触力测量数据为输入参数,优化计算求解手指的肌肉力。结果有效求出了手指的各个肌肉力,优化计算结果与其它研究的结果较为吻合;随着手指关节角减小,FDP和FDS的数值增大,而LE、LU、UI、RI的数值随之减小,FDP、FDS、LE和RI+UI+LU在数值上约为外界接触力的0.7~3.7倍。结论基于遗传算法和增广拉格朗日乘子法的混合优化算法,初始优化不依赖初值的选取,避免了经验取值,提高了算法的适用性。 展开更多
关键词 生物力学 手指肌肉力 增广拉格朗日乘子法 混合遗传算法
颌面部爆炸伤造成颅底继发损伤三维有限元仿真模拟及生物力学分析
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作者 周旭华 朱勋志 +3 位作者 欧阳荣建 曾勇 张纲 谭颖徽 《第三军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期308-314,共7页
目的利用有限元法(finite element method,FEM)构建人颌面部三维有限元模型,仿真模拟颌面部不同部位爆炸伤,对颅底部继发性损伤进行生物力学分析。方法采集一成年男性头部CT数据,用有限元建模软件建立人颌面骨三维有限元模型;在爆炸当... 目的利用有限元法(finite element method,FEM)构建人颌面部三维有限元模型,仿真模拟颌面部不同部位爆炸伤,对颅底部继发性损伤进行生物力学分析。方法采集一成年男性头部CT数据,用有限元建模软件建立人颌面骨三维有限元模型;在爆炸当量、距离相同条件下,对颌面部不同部位爆炸伤进行动态仿真模拟;在颅底部选取15个标志点进行生物力学分析。结果成功模拟出颌面部3个部位受到相同条件冲击波作用时,颌面骨骨折的动态过程、颅底部应力分布及传导情况;爆炸物距鼻尖前方5 cm时,卵圆孔内侧、垂体窝、斜坡等Von Mises应力较大;爆炸物距右眼眶下缘正前方5 cm时,卵圆孔内侧、垂体窝、斜坡等Von Mises应力较大;爆炸物距右侧颧弓正前方5 cm时,右侧蝶骨大翼、右侧卵圆孔内侧、斜坡等Von Mises应力较大。结论利用FEM可以有效地模拟颌面部爆炸伤的致伤过程,颌面部不同部位受到爆炸冲击波时,应力集中区出现的部位不仅与颅底结构有关,也与应力传导途径有关。 展开更多
关键词 爆炸伤 颌面部 有限元法 颅底损伤 生物力学
动态冲击兔脊柱单椎体:不同冲击速率、网格数量及材料属性变化对椎体应力分布的有限元分析 预览
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作者 韩世冰 张绪树 +1 位作者 郭媛 杜一铭 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第30期4828-4835,共8页
背景:车祸和高空坠落时有发生,其中大部分造成严重的脊柱损伤,因此研究脊柱在冲击载荷作用下的损伤特性至关重要,也为脊柱的损伤防护和修复提供生物力学依据。目的:通过有限元方法分析兔脊柱单椎体受到冲击载荷时的损伤特性及规律,分析... 背景:车祸和高空坠落时有发生,其中大部分造成严重的脊柱损伤,因此研究脊柱在冲击载荷作用下的损伤特性至关重要,也为脊柱的损伤防护和修复提供生物力学依据。目的:通过有限元方法分析兔脊柱单椎体受到冲击载荷时的损伤特性及规律,分析不同冲击速率、网格数量及材料属性变化对椎体应力分布的影响。为单椎体的动态冲击实验及脊柱节段实验和模拟分析提供依据。方法:利用Mimics、HyperMesh 和Abaqus 建立兔单椎体T12 的有限元模型,首先进行网格的敏感性分析,选择合适的网格数量,然后在不同冲击速率下对椎体进行竖直方向的冲击有限元分析和模拟,并通过调节材料属性数值可模拟骨质疏松患者的椎体在受到冲击载荷下的应力分布,最后通过兔单椎体的冲击实验对模型进行验证。结果与结论:①通过敏感性分析发现当网格数量为74 224 时,有限元分析的结果比其他网格数量下的分析结果要合理,因此实验以网格数量为74 224 的前提下进行分析;椎骨材料跟大多数脆性材料一样,当受到垂直载荷作用时可发生45°角的破坏形式,并且最大应力值主要集中在椎体两端,应力传递方向与骨小梁的走向趋势一致;②结果表明,通过敏感性分析选取合适的网格数量,使有限元分析结果更加可靠;通过实验验证了该有限元模型的可靠性,有限元分析结果可在一定程度上反映椎体在不同冲击速率下和骨质疏松椎体在受到冲击下的真实情况;有限元分析方法是一种比较经济、参数易于调节和控制、适用性较强的研究方法。 展开更多
关键词 单椎体 冲击 有限元分析 损伤 速率 落锤 冲击实验 生物力学
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脊柱改良横突钩棒系统的生物力学研究
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作者 李伟剑 隆振学 +3 位作者 梁栋柱 李伟 贺祖斌 陆晓生 《中国矫形外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1025-1029,共5页
[目的]验证横突钩棒系统的有效性,为其临床应用提供理论基础。[方法]收集5具新鲜冰冻尸体腰椎标本(L1~L5),每个标本分别进行三种状态,也就是自然状态(完整组)、横突钩棒固定状态(钩棒组)、椎弓钉棒固定状态(钉棒组),通过脊柱三维运动系... [目的]验证横突钩棒系统的有效性,为其临床应用提供理论基础。[方法]收集5具新鲜冰冻尸体腰椎标本(L1~L5),每个标本分别进行三种状态,也就是自然状态(完整组)、横突钩棒固定状态(钩棒组)、椎弓钉棒固定状态(钉棒组),通过脊柱三维运动系统施加8 N·m力矩使标本产生6个方向的运动,包括前屈、后伸(矢状面)、左右侧弯(冠状面)、左右轴向旋转(水平而),记录活动度(ROM)。[结果] L2/3和L3/4的前屈、后伸、侧弯和旋转各向ROM,完整组最大,钩棒组次之,钉棒组最小。在矢状面ROM,钩棒组与完整组的差异无统计学意义(P>0.05),而钉棒组的ROM显著少于前两组(P<0.05)。左右侧弯ROM,钩棒组与钉棒组明显小于完整组,差异有统计学意义(P<0.05),而钩棒组与钉棒组间差异无统计学意义(P>0.05)。左右轴向旋转ROM,钩棒组与钉棒组明显小于完整组,差异有统计学意义(P<0.05),而钩棒组与钉棒组间差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]相比于椎弓根钉棒系统,改良的横突钩棒系统能提供脊柱在冠状面和水平面上类似的稳定性,但保留矢状面部分活动。 展开更多
关键词 腰椎 生物力学 横突钩 椎弓根钉
羽毛球“杀球”动作中“鞭打原理”的应用 预览
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作者 贾婷婷 吴金文 《牡丹江大学学报》 2019年第6期141-144,共4页
本研究通过对专业羽毛球队员的杀球动作的分析,为鞭打原理在羽毛球杀球动作中的充分体现,为科学训练、完善技术动作提出有益的理论支撑。方法:本研究通过高速摄像拍摄,采用艾利尔运动生物力学分析系统,对1名优秀专业男子运动员后场杀球... 本研究通过对专业羽毛球队员的杀球动作的分析,为鞭打原理在羽毛球杀球动作中的充分体现,为科学训练、完善技术动作提出有益的理论支撑。方法:本研究通过高速摄像拍摄,采用艾利尔运动生物力学分析系统,对1名优秀专业男子运动员后场杀球动作中各关节角度、关节角速度的变化进行了数据分析。结果:1.羽毛球杀球动作有两次动量矩传递。2.当各关节角度达到峰值后,该关节近侧环节制动向末端环节传递动量矩。3.在挥拍击球阶段肘关节角度接近180°。结论:研究发现两次动量矩的传递需提高躯干腰腹的力量,增加运动角速度,为使击球速度更快,肘关节角度越大越好。 展开更多
关键词 鞭打原理 生物力学 杀球
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基于运动生物力学视角研究运动性疲劳干预方案的可视化知识图谱分析 预览
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作者 刘洋 王德新 +3 位作者 程丽芬 黄中伟 陈志勇 李磊 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第27期4291-4299,共9页
背景:人体疲劳后生物力学参数变化趋势一直是广大教练员、科研人员所关注的热点,有效的疲劳诱导、量化疲劳等级、评价力学参数,有助于了解项目的动作模式、技术特征以及预防损伤具有重要意义。目的:洞悉和掌握国外SCI文献运性疲劳诱导方... 背景:人体疲劳后生物力学参数变化趋势一直是广大教练员、科研人员所关注的热点,有效的疲劳诱导、量化疲劳等级、评价力学参数,有助于了解项目的动作模式、技术特征以及预防损伤具有重要意义。目的:洞悉和掌握国外SCI文献运性疲劳诱导方案,为中国研究者的运动性疲劳模型制作及训练设计提供理论参考。方法:在Web of Science (SCIE、SSCI和A&HCI)核心合集数据库,以TS="exercise-induced fatigue"和"fatigue protocol"为主题词进行检索。利用知识图谱软件Citespace Ⅴ对所获得的文献进行学科、高被引及关键词共现等节点类型获悉:运动性疲劳诱导方案主要集中在生物力学研究范畴。并对各个聚类簇中涉及高被引运动生物力学的文献进行归纳和总结。结果与结论:①分析结果:学科分布主要在体育科学、生理科学、神经科学、康复科学、整形学科及工程及生物力学等学科,高被引期刊主要是《运动医学与科学杂志》《应用生理学杂志》等相关杂志,美国、加拿大和中国等国家发文量为排名靠前;其关键词主要内容涉及到运动生物力学相关术语;②启示:生物力学视角研究疲劳后的参数特征变化趋势为当前研究的热点,疲劳模式设计要符合专项特点。疲劳诱导方案不同可能导致结果出现差异。全身性疲劳判定标准需要进一步的研究。在人体疲劳建模时,研究者要根据动作模式特征、项目属性特征进行有针对性的选择疲劳诱导方案。疲劳的复制、评定还需根据专项性特点,切勿生搬硬套。 展开更多
关键词 运动性疲劳 诱导方案 干预 分析 可视化 知识图谱 生物力学 视角 启示
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用Micro CT评价D-半乳糖致雄性小鼠骨质疏松模型及骨化三醇的防治作用 预览
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作者 梁美婷 吕思敏 +2 位作者 王可欣 许碧莲 吴铁 《中国药理学通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期391-395,共5页
目的通过Micro CT扫描等方法,观察D-半乳糖致♂小鼠骨质疏松模型的股骨影像学及生物力学的变化,同时观察骨化三醇对该模型的影响。方法17周龄SPF级♂昆明小鼠30只,随机分为正常对照组、D-半乳糖模型组、骨化三醇组,给药持续12周。实验... 目的通过Micro CT扫描等方法,观察D-半乳糖致♂小鼠骨质疏松模型的股骨影像学及生物力学的变化,同时观察骨化三醇对该模型的影响。方法17周龄SPF级♂昆明小鼠30只,随机分为正常对照组、D-半乳糖模型组、骨化三醇组,给药持续12周。实验结束时,处死小鼠,取双侧股骨做Micro CT扫描以及生物力学的三点弯曲实验。结果与正常对照组比较,模型组小鼠股骨Micro CT检测指标显示骨连接密度(Conn.D.)、骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)和骨小梁数量(Tb.N)均明显降低(P<0.05),结构模型指数(SMI)明显上升(P<0.05)。与模型组比较,骨化三醇组BMD、BV/TV、Tb.N和骨小梁厚度(Tb.Th)均明显增加(P<0.05),SMI明显降低(P<0.05)。此外,骨化三醇组的断裂载荷、弹性载荷、最大载荷和刚性系数均比模型组明显增加(P<0.05)。结论D-半乳糖可致♂小鼠产生影像学可见的骨质疏松症,骨化三醇可明显改善D-半乳糖♂小鼠的骨小梁微观结构,并可明显增加D-半乳糖♂小鼠的股骨生物力学性能。 展开更多
关键词 骨质疏松 D-半乳糖 骨化三醇 生物力学 MICROCT 小鼠
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基于断裂力学的应力性骨折研究现状 预览
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作者 金成春(综述) 王德平 马辉(审校) 《同济大学学报:医学版》 CAS 2019年第4期523-528,共6页
断裂力学是研究含裂纹构件裂纹的平衡、扩展和失稳规律,以保证构件安全工作的一门科学。断裂力学在航空、机械、化工、造船、交通和军工等领域都有广泛的应用前景,是一门具有高度实用价值的学科。20世纪60年代,国外开始应用断裂力学观... 断裂力学是研究含裂纹构件裂纹的平衡、扩展和失稳规律,以保证构件安全工作的一门科学。断裂力学在航空、机械、化工、造船、交通和军工等领域都有广泛的应用前景,是一门具有高度实用价值的学科。20世纪60年代,国外开始应用断裂力学观点研究骨折的原理,认为断裂力学对研究骨的破坏是有意义的,断裂力学试验方法同样适用于骨的断裂研究,基于断裂力学研究骨骼的疲劳裂纹扩展逐渐成为研究的热点之一,因此有必要就断裂力学在应力性骨折中的研究进展进行综述。 展开更多
关键词 断裂力学 应力性骨折 疲劳性骨折 生物力学 发病机制
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新型可吸收空心螺钉结合不可吸收缝线张力带固定治疗髌骨骨折:与传统改良张力带的对比 预览
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作者 林奕鹏 岳凯 +3 位作者 徐盈舒 李棋 黄锡豪 李箭 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第22期3506-3511,共6页
背景:对于髌骨横行骨折的治疗,传统改良张力带有需要二次手术的风险,并且也需要较长的康复时间。同时还有报道克氏针或钢丝刺破皮肤、引起疼痛等缺点,因此对于治疗方案的改进空间较大。目的:比较可吸收空心螺钉拉力与不可吸收缝线结合... 背景:对于髌骨横行骨折的治疗,传统改良张力带有需要二次手术的风险,并且也需要较长的康复时间。同时还有报道克氏针或钢丝刺破皮肤、引起疼痛等缺点,因此对于治疗方案的改进空间较大。目的:比较可吸收空心螺钉拉力与不可吸收缝线结合张力带固定与传统改良张力带固定治疗髌骨骨折的方法与临床疗效。方法:回顾性分析髌骨横行骨折患者49例的临床资料,其中采用可吸收空心螺钉与不可吸收缝线结合张力带固定的患者16例(A组),采用传统改良张力带的患者33例(B组)。所有患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。定量或定性比较:术后恢复正常活动时间、住院费用;术后第1天、3个月、6个月膝关节正侧位X射线片;受伤前、术后6,12个月的膝关节功能评分,包括Lysholm和国际膝关节文献委员会评分。结果与结论:①受伤前、术后6个月及术后12个月,A组、B组组内在Lysholm评分和国际膝关节文献委员会评分上差异均有显著性意义(P<0.001);术后6个月,A组评分显著高于B组(P<0.001);术后12个月2组之间差异无显著性意义(P>0.05);②B组患者恢复日常活动所需时间长于A组(P=0.03);③A组患者平均医疗费用为人民币7 833元(8 000-10 000元),B组2次手术费用总和平均为11 769元(10 000-20 000元),B组显著高于A组(P<0.05);④2组患者术后第1天复查X射线片示骨折端对位、对线良好无明显错位,髌骨关节面光滑平整;A组术后3个月X射线片示骨折线模糊,钉帽模糊可见;术后6个月X射线片示骨折线消失,钉帽不可见。B组术后3个月X射线片示有克氏针及钢丝脱离的发生;⑤提示相对于传统改良张力带,新型可吸收空心螺钉与不可吸收缝线张力带在固定治疗髌骨骨折上能取得更好的疗效,可作为未来一种替代的手术方式。 展开更多
关键词 髌骨骨折 可吸收空心螺钉 不可吸收缝线 内固定 改良张力带 生物力学 骨折线
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跑步运动中触地模式对跟腱生物力学影响的研究进展 预览
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作者 谢彦彤 赵一瑾 +2 位作者 黄国志 曾庆 詹晓佳 《医学综述》 2019年第17期3442-3446,共5页
跟腱病是最常见的跑步相关损伤之一,跟腱在小腿肌肉力量传递和协调运动产生中起着关键作用。跑步中前足触地模式下跟腱受到的拉伸会更多,而后足触地模式可减低跟腱的应力、应变和应变速率,但触地时受到的垂直反作用力更高。目前不同跑... 跟腱病是最常见的跑步相关损伤之一,跟腱在小腿肌肉力量传递和协调运动产生中起着关键作用。跑步中前足触地模式下跟腱受到的拉伸会更多,而后足触地模式可减低跟腱的应力、应变和应变速率,但触地时受到的垂直反作用力更高。目前不同跑步触地模式下跟腱的生物力学与跟腱损伤的关系尚未明确。相关研究多为在室内进行的小样本研究,受试者间基本资料差异较大,还需要更大样本、更多维度、更详细的高质量研究探索不同跑步触地模式对跟腱的生物力学影响,以选出适合跑步的触地模式,减少相关跟腱损伤。 展开更多
关键词 跑步 触地模式 跟腱 生物力学
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防旋型股骨近端髓内钉内固定术治疗股骨粗隆间骨折患者的生物力学性能 预览
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作者 何苗 邓志龙 +2 位作者 曹志东 刘健 张晓星 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2019年第8期989-994,共6页
目的:探讨防旋型股骨近端髓内钉(PFNA)内固定术对股骨粗隆间骨折患者生物力学性能的影响。方法:选取重庆市急救医疗中心2015年6月~2017年6月收治的股骨粗隆间骨折患者132例,根据患者的手术方式分成A组(n=66)与B组(n=66)。A组行PFNA内固... 目的:探讨防旋型股骨近端髓内钉(PFNA)内固定术对股骨粗隆间骨折患者生物力学性能的影响。方法:选取重庆市急救医疗中心2015年6月~2017年6月收治的股骨粗隆间骨折患者132例,根据患者的手术方式分成A组(n=66)与B组(n=66)。A组行PFNA内固定术,B组行人工髋关节置换术。比较两组围手术期指标,包括手术时间、术中出血量、卧床时间、术后引流量、住院时间、骨折愈合时间;采用Harris评分评价两组术前、术后6个月、术后12个月的关节功能恢复情况;分别在术后6个月、术后12个月比较两组生物力学特性,包括扭转1.5°时的扭转刚度与扭矩以及荷载800 N时的压缩刚度与压缩位移;并记录两组并发症发生率。结果:A组术中出血量小于B组,手术时间、卧床时间、住院时间及骨折愈合时间短于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后6个月、术后12个月的Harris评分高于术前,且A组术后6个月的Harris评分高于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后12个月扭转1.5°时扭转刚度、扭转1.5°时扭矩、荷载800 N时压缩刚度均高于术后6个月,荷载800 N时压缩位移小于术后6个月,且A组术后6个月扭转1.5°时扭转刚度、扭转15°时扭矩、荷载800 N时压缩刚度均高于B组,荷载800 N时压缩位移小于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。A组和B组的并发症发生率分别为6.06%和9.09%,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:与人工髋关节置换术相比,股骨粗隆间骨折患者行PFNA内固定术能取得更显著效果,可进一步促进术后机体功能恢复,改善术后6个月的生物力学性能,未增加并发症风险,临床推广价值更高。 展开更多
关键词 股骨粗隆间骨折 生物力学 防旋型股骨近端髓内钉内固定术 人工髋关节置换术
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数字化技术在平足研究中的应用:三维模型构建与生物力学分析 预览
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作者 张兴飞 王文成 许亚军 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第20期3242-3247,共6页
背景:平足症的手术目的在于矫正畸形、恢复足弓形态、改善足部功能,目前主要根据专科检查以及X射线平片来确定手术方案,但通过二维的平片和术者的经验难以满足个体化治疗的需要,常存在矫枉过正或者矫正不足的现象。数字化技术在医学领... 背景:平足症的手术目的在于矫正畸形、恢复足弓形态、改善足部功能,目前主要根据专科检查以及X射线平片来确定手术方案,但通过二维的平片和术者的经验难以满足个体化治疗的需要,常存在矫枉过正或者矫正不足的现象。数字化技术在医学领域的发展极大地促进了骨科的进步,近年广泛应用于肩、肘、髋、膝、脊柱等领域,包括三维重建、3D打印、手术模拟及手术导航等,但是在平足研究中的应用还比较缺乏。目的:探讨数字化技术在平足中的应用现状。方法:第一作者以中文检索词'平足、三维、3D、有限元、数字化'和英文检索词'flat feet,digital technology,three-dimensional,finite element'分别检索万方数据库、CNKI数据库、维普数据库和PubMed数据库,检索时间:2000年1月至2018年9月。共检索到882篇相关文献,其中纳入符合标准的文献49篇。结果与结论:(1)目前数字化技术在平足中的应用主要包括重建骨骼模型,分析骨骼形态、空间位置关系和关节运动特点,建立有限元模型以及应力分析;(2)三维平足模型清晰度高,在生物力学研究方面具有明显优势;(3)利用数字化技术指导平足截骨手术的研究比较缺乏,参照骨科其他领域的研究成果,有望提高平足症手术的治疗效果。 展开更多
关键词 平足 三维模型 解剖学 生物力学 有限元分析 数字化技术 数字化骨科 模拟手术 个体化治疗
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支具加拨针治疗脊柱侧凸的生物力学研究 预览
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作者 朱晓华 徐荣范 胡可 《中国骨伤》 CAS CSCD 2019年第4期335-338,共4页
目的:探讨拨针干预脊柱侧凸支具治疗的临床生物力学原理。方法:根据拨针疗法新的设计思路建立实验力学模型,模拟选择7例脊柱侧凸尸体标本,先采用支具疗法干预测量,再在支具基础上增加拨针疗法干预测量。结果:两种方法实验力学模型能够... 目的:探讨拨针干预脊柱侧凸支具治疗的临床生物力学原理。方法:根据拨针疗法新的设计思路建立实验力学模型,模拟选择7例脊柱侧凸尸体标本,先采用支具疗法干预测量,再在支具基础上增加拨针疗法干预测量。结果:两种方法实验力学模型能够实现拨针疗法对脊柱侧凸载荷的预测,验证了模型的精确性有效性,脊柱侧凸原始侧凸程度7例均值为(59.70±3.37)°,经支具矫正为(49.57±2.79)°,采用拨针疗法联合支具治疗,矫正为(39.43±1.94)°,后者具有明显优势(P<0.05)。从脊柱侧凸胸腰椎凹侧撑开力V,凸侧压缩力T,支具加拨针比单独使用支具省力45%~46%,旋转力矩MW和压缩力矩MV省力达45%~47%,对抗肌肉韧带的张力矩MT也省52%,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:拨针疗法生物力学实验模型的结果证实,拨针干预支具治疗脊柱侧凸能显著降低Cobb角,提高支具校正效率,有利于提高矫正效果,是一种有效的治疗方式。 展开更多
关键词 脊柱侧凸 生物力学 矫正装置
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DDH患者全髋关节置换中股骨偏心距对骨肌多体动力学和接触力学的影响
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作者 陈夕辉 柴伟 +2 位作者 高永昌 张志峰 靳忠民 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期225-231,共7页
目的探讨先天性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)患者全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)中股骨偏心距的生物力学影响。方法以1例CroweⅣ型DDH女性患者的相关数据为材料,基于骨肌多体动力学软件AnyBody,... 目的探讨先天性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)患者全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)中股骨偏心距的生物力学影响。方法以1例CroweⅣ型DDH女性患者的相关数据为材料,基于骨肌多体动力学软件AnyBody,建立与患者对应的个体化THA下肢骨肌多体动力学模型,分析股骨偏心距在±20 mm内变化时髋关节力、外展肌力的改变。同时建立不同偏心距下股骨-S-ROM假体动态有限元模型,由骨肌模型计算的不同偏心距下水平匀速行走步态内的动态载荷被加载至相应的有限元模型,对S-ROM假体柄与袖套之间的应力、接触应力和微动进行分析。结果股骨偏心距±20 mm内的变化对髋关节力峰值影响较小,股骨偏心距减小会导致外展肌力峰值显著增加,股骨偏心距增大会导致柄的最大应力、接触应力和微动显著增加。结论 DDH患者THA中股骨偏心距改变对外展肌力和假体最大应力、接触应力与微动影响显著,医生应予以考虑。 展开更多
关键词 先天性髋关节发育不良 全髋关节置换 骨肌多体动力学 有限元分析 生物力学
篮球运动员急停起跳动作踝关节生物力学特征分析
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作者 鲍春雨 孟庆华 颜明明 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期492-498,518共8页
主要采用三维运动影像捕捉系统与三维测力台,对体育学院20名篮球学生,急停单脚起跳双脚落地动作进行了三维同步测试。探讨了在急停单脚起跳双脚落地动作中踝关节的生物力学特征。研究结果表明:在起跳着地最大缓冲时刻踝关节处于最大内... 主要采用三维运动影像捕捉系统与三维测力台,对体育学院20名篮球学生,急停单脚起跳双脚落地动作进行了三维同步测试。探讨了在急停单脚起跳双脚落地动作中踝关节的生物力学特征。研究结果表明:在起跳着地最大缓冲时刻踝关节处于最大内翻和外旋状态,且男生组大于女生组;此时刻也是踝关节最容易发生损伤时刻,男生组比女生组更容易发生踝关节损伤。研究结果对于认识踝关节损伤的生物力学特征,预防和减少运动中踝关节损伤的发生具有一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 踝关节 生物力学 急停起跳 篮球运动员
银杏叶提取物对糖皮质激素诱导的骨质疏松症大鼠骨密度和骨生物力学的影响 预览
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作者 张家国 徐晓峰 +1 位作者 李明 王景靓 《中国骨质疏松杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期461-464,471共5页
目的评估银杏叶提取物(ginkgo biloba extract, Gbe)对糖皮质激素诱导的骨质疏松大鼠血清骨碱性磷酸酶、骨密度、胫骨生物力学的影响。方法经过糖皮质激素诱导骨质疏松后,将大鼠分为五组:骨质疏松组、Gbe-1组、Gbe-2组、阿仑膦酸钠组和... 目的评估银杏叶提取物(ginkgo biloba extract, Gbe)对糖皮质激素诱导的骨质疏松大鼠血清骨碱性磷酸酶、骨密度、胫骨生物力学的影响。方法经过糖皮质激素诱导骨质疏松后,将大鼠分为五组:骨质疏松组、Gbe-1组、Gbe-2组、阿仑膦酸钠组和对照组。经过4周和8周的治疗,将对照组与骨质疏松组的血清骨碱性磷酸酶、骨密度、胫骨生物力学改变进行比较(Student’s t检验),而骨质疏松组和其他治疗组通过ANOVA检验然后行Tukey/Dunnett’ T3(P<0.05)进行分析。结果在骨质疏松组中,骨碱性磷酸酶、骨密度、骨刚度、最大负荷和弹性降低(P<0.05)。Gbe-1和Gbe-2组骨碱性磷酸酶值增加。此外,Gbe-1,Gbe-2和阿仑膦酸钠组,骨密度增加(P<0.05);与骨质疏松组相比,Gbe-1,Gbe-2和阿仑膦酸钠组显示出骨硬度、最大负荷和弹性值显著增加(P<0.05)。结论银杏叶提取物可显著提高糖皮质激素诱导的骨质疏松大鼠的骨碱性磷酸酶、骨刚度、最大负荷和弹性及骨密度。 展开更多
关键词 骨密度 DEXA扫描 银杏叶 生物力学 骨质疏松症
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人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学仿真 预览
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作者 刘闯 刘齐 颜云辉 《东北大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1517-1520,共4页
利用有限元法评估人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学效果.基于CT图像数据建立腰椎L2~L5节段有限元模型,并在此基础上建立人工腰椎间盘置换和椎间融合2种手术模型.对有限元模型施加模拟生理载荷,计算两种手术模型各节段椎间活动... 利用有限元法评估人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学效果.基于CT图像数据建立腰椎L2~L5节段有限元模型,并在此基础上建立人工腰椎间盘置换和椎间融合2种手术模型.对有限元模型施加模拟生理载荷,计算两种手术模型各节段椎间活动度和小关节接触应力.仿真结果表明:相比椎间融合术,人工腰椎间盘置换术在手术节段产生了明显的运动保留功能,但置换节段在后伸和侧弯工况下活动度比正常腰椎增大40.9%和43.1%,易引起手术节段的轻度失稳;人工间盘置换术改善了上下邻近节段小关节的受力状态,但置换节段在扭转工况下会引发较高的小关节接触应力. 展开更多
关键词 人工腰椎间盘置换 椎间融合 生物力学 有限元 退变
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生物力学实验在脊柱内固定发展中的应用进展 预览
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作者 任恩惠 杨亮 +2 位作者 杨风光 汪静 康学文 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2019年第3期364-368,共5页
生物力学实验在脊椎内固定中有着重要的意义。随着脊柱内固定系统的发展,生物力学实验早已应用于内固定及其使用方式的评价。本文对生物力学在脊柱内固定器械产生、发展和优化等过程中的应用进行综述,并与已经淘汰的内固定器械的生物力... 生物力学实验在脊椎内固定中有着重要的意义。随着脊柱内固定系统的发展,生物力学实验早已应用于内固定及其使用方式的评价。本文对生物力学在脊柱内固定器械产生、发展和优化等过程中的应用进行综述,并与已经淘汰的内固定器械的生物力学性能进行比较,从而讨论生物力学实验的作用。生物力学实验对脊柱手术内固定器械的发展有着重要的作用,并为其临床使用提供指导,推动了整个脊柱外科的发展。目前,生物力学实验与有限元分析结合评价脊柱内固定器械是一个重要的趋势,通过将仿真结果与生物力学实验结合,将更加有效的评价脊柱内固定器械的使用。 展开更多
关键词 脊柱手术 内固定 生物力学 综述
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