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面向个性化椎间融合器生物力学评价的有限元建模因素影响分析
目的 有限元分析已广泛应用于个性化椎间融合器生物力学的评价和优化.针对有限元建模过程中存在的耗时长、计算要求高、参数选择依赖主观经验的问题,本文研究有限元建模因素对仿真结果的影响,为提高个性化椎间融合器生物力学评价中有限元建模效率提供科学依据.方法 以L3、L4节段腰椎融合器设计与优化为例,选择韧带模拟方式、模型网格大小、椎体皮质骨厚度、椎体松质骨材料赋值、椎体小关节摩擦系数、融合器与椎体连接方式六种不同建模因素作为分析对象,根据相关文献中对不同因素的处理方法,采用正交实验设计建立18个有限元模型,比较不同因素对计算结果影响.结果 采用融合器上的大von Mises 应力为分析指标时,韧带模拟方法、椎体小关节摩擦系数、融合器与椎体连接方式对计算结果有显著影响;采用椎间融合器大沉降位移为分析指标时,韧带模拟方式、融合器与椎体连接方式对计算结果有显著影响;在满足一定条件下,网格大小、皮质骨厚度、松质骨材料属性对上述两种指标的影响不显著.结论 在本文所研究的腰椎融合器有限元建模的6个因素中,韧带的模拟类型、椎体小关节间摩擦系数、融合器与椎体连接方式是需要重点考虑的因素.本文提出的基于正交实验设计的评价建模因素影响的方法,可以为个性化植入介入器械有限元建模过程的参数优化选择提供参考.
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基于时频分析的个性化脑-机接口设计
为了提高脑-机接口的分类正确率和实时性,本研究提出基于时频分析的个性化脑-机接口设计方案.通过对多导联EEG数据进行离线谱图分析,量化不同导联EEG信号在想象左右手运动时,其各个频带能量随时间的变化规律.然后将各导联EEG信号不同频带能量变化特征在左右手运动想象时的差异进行脑地形图成像.进而根据特征差异在大脑皮层的分布为不同用户的佳电极位置选择和特征频带的确定提供直接依据.实验结果证明,该方法有效减少了特征提取的盲目性,用少的导联,少的特征向量,较简单的特征提取和分类算法,取得很好的分类效果,具有较高实用价值.
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旋股外侧动脉降支皮瓣的个体化设计与供瓣区的生态保护
目的 探讨旋股外侧动脉降支皮瓣的个体化设计及供瓣区的生态保护.方法 根据四肢创面的特点,结合旋股外侧动脉降支穿支血管的解剖,切开皮瓣的内侧皮肤在阔筋膜表面寻找2条穿支血管并进行穿支追踪,根据穿支的粗细灵活调整KISS皮瓣的大小.根据肌肉穿支的入肌点及穿支的粗细、股神经的位置调整嵌合皮瓣肌瓣的切取,保护供瓣区的神经及肌肉.在切取皮瓣的同时保留供瓣区的阔筋膜、神经及肌肉组织,减少供区的破坏,同时皮瓣切取后重建供区的生态结构.共治疗33例患者,男22例,女11例,年龄13～71岁,平均47岁.上肢手背及腕部创面21例,足背及下肢创面12例.创面面积7 cm×8 cm～13 cm×24 cm,皮瓣面积6 cm×7 cm～8 cm×15 cm,KISS皮瓣22例,嵌合皮瓣11例,供区均直接缝合,病程1周至2个月.结果 术中切取皮瓣顺利,术后皮瓣均顺利成活,无血管危象产生,创面一期愈合.28例获3～24个月随访,平均18个月,皮瓣色泽、质地良好,外形满意,恢复保护性感觉,供区仅留下线状瘢痕,供瓣区无肌疝及运动障碍等.结论 通过术中穿支血管的粗细决定KISS皮瓣的大小,根据肌肉穿支的粗细及入肌点,结合受区的需求调整嵌合皮瓣肌瓣的切取,达到创面的个性化修复.皮瓣切取过程中注意保护供区阔筋膜、皮神经、运动神经及肌肉.在合理利用供瓣区的同时,重建供区的生态结构,避免了浪费,减少了并发症.
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颅骨成形术的个性化设计1例
颅骨损伤,不仅影响美观,而且会给患者带来不安全感,甚至引起颅骨缺损综合征、外伤性癫痫等多种不良后果.目前临床颅骨成形术中应用的材料很多,包括有机玻璃、硅橡胶涤纶丝网、骨水泥和钛合金.由于钛合金材料无毒,具有良好的生物相容性和刚性越来越受到人们重视[1].但传统的钛合金颅骨修复体的手工制作存在一些缺陷.我们应用三维成形技术进行个性化设计完成颅骨成形术1例,现报道如下.
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移动式医疗废物架在手术间的灵活应用
目的:总结移动式医疗废物架在手术间应用的效果.方法:通过个性化的自我设计,与厂家联系制作,形成移动的直桶式、圆柱形架,并在15个手术间投入使用.结果:通过3年多的临床实践,收到了简单易行、方便实用的效果.结论:移动式医疗废物架的使用,可以提高手术护士的工作效率,减少医疗废物对手术间的二次污染,提高手术团队人员对医疗废物规范性投放的依从性.
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个性化颅骨成形术中植入材料类型与颅骨缺损面积的关系
目的:分析个性化颅骨成形术中,植入材料类型与颅骨缺损面积的关系.方法:选择解放军总医院第二附属医院神经外科2002-03/2005-01和河北省三河市医院神经外科2003-09/2005-04收治的资料齐全的计算机辅助设计颅骨成形术患者75例,分为嵌入性材料(骨水泥、硅橡胶)组40例,根据颅骨缺损面积又分为大面积(≥36 cm2)组17例和小面积(＜36 cm2)组23例;覆盖性材料(钛网)组35例,大面积组14例和小面积组21例.采用头颅CT超薄扫描(层厚1.5 mm),三维重建,模拟缺损颅骨补片,应用激光快速成形技术,制作缺损颅骨及颅骨补片模型,患者认可后,根据患者的病情应用硅橡胶、骨水泥、钛网作为植入材料,进行手术植入.术后1周观察并发症:头痛、积液、松动.结果:75例患者的补片与颅骨完整适配,塑形满意,术中无需修整,平均手术时间45 min,83%(63/75)患者感到基本或完全恢复了原有容貌.手术并发症:嵌入性材料组头痛4例,积液10例,松动2例,共16例,其中大面积组13例,小面积组3例;覆盖性材料组头痛1例,积液2例,松动0例,共3例次,其中大面积组2例,小面积组1例.应用精确概率分析,两材料组之间手术并发症差异显著,两材料组颅骨缺损面积之间手术并发症差异显著,嵌入性材料大面积组与覆盖性材料大面积组之间手术并发症差异显著,嵌入性材料小面积组与覆盖性材料小面积组之间手术并发症无显著性差异.结论:个性化设计的颅骨修补材料,能够大限度的恢复患者外形,缩短手术时间,大面积的颅骨缺损应用钛网修补,小面积的应用钛网和嵌入性材料修补.根据患者颅骨缺损面积,选择不同植入材料,可以提高手术疗效,减少术后并发症.
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3D打印用光敏树脂材料及其在口腔医学领域的应用
背景:近年来,数字化技术的应用是口腔医学领域的一大趋势,以光敏树脂为材料的3D打印技术在口腔医学正畸、修复等方向的应用显得尤为关键.目的:综述3D打印用光敏树脂的组成、商业化各大系列及其在口腔医学领域的应用及前景.方法:以“3D printing,photosensitive resin,dentistry”为关键词检索PubMed数据库,以“3D打印,光敏树脂,口腔医学”为关键词检索CNKI数据库,检索1991至2016年关于3D打印技术发展、3D打印用光敏树脂分类与组成及3D打印用光敏树脂在口腔领域应用进展的研究.结果与结论:3D打印技术可实现数据的可视化,具有个性化设计打印、小批量快速生产、高效、自由成形制造、易制造复杂造型产品的优点,在各个领域得到快速发展,以光敏树脂为原料的光固化快速成型技术是其中应用为广泛的一种工艺.3D打印用光敏树脂可根据它的组成、商业化各大系列进行分类.目前3D打印用光敏树脂的发展,满足了口腔医学领域对个性化设计的需求,在口腔正畸、修复、种植、内科等领域得到快速发展,可用于固定义齿、种植外科导板、活动义齿的基托及修复体熔模等制作.随着材料种类的不断拓展、材料性能逐渐的提升,数字化口腔将成为未来口腔领域的一大趋势.
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3D医学技术在肩关节镜下肩袖修复术前仿真模拟的初步应用
目的:采用3D医学技术在计算机下对肩袖损伤进行三维重建及仿真模拟关节镜手术,探讨肩袖损伤术前三维可视化及肩关节镜术前模拟操作的新方法及初步应用.方法2017年1月-6月选择6例肩袖损伤患者纳入研究.患者为男性2例,女性4例,年龄59岁-71岁,非全层撕裂2例,中型肩袖撕裂1裂,巨大肩袖撕裂3例.采用计算机辅助技术与3D医学技术相结合,软件将肩关节及肩袖三维重建,导出STL格式在3Ds Max进行三维渲染、术前肩袖损伤360°全貌、关节活动动画设计,后通过Shoulder Arthroscopy软件对肩袖损伤进行术前模拟操作,并与术中进行观察对比.结果术前进行肩袖损伤的三维重建、动画设计及关节镜仿真模拟手术,进行术前手术计划的设计,从术前的三维重建图像及术中的关节镜图像所示,撕裂情况大致相仿,给术者提供很好的参考,术前关节镜仿真模拟加深手术印象,患者术后疼痛基本缓解.结论应用计算机辅助进行肩袖损伤的三维重建及术前关节镜模拟手术,加深与助手、护士、患者的沟通,加强医护的配合度,减少手术时间,以及减少医患矛盾,提高患者对疾病的理解度和疗效的满意度,具有个性化程度高、可视化强、操作性强的特点,同时需要较强的计算机软件操作技巧.
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髌骨解剖参数的相关性分析及其假体个性化设计
目的:为髌骨假体个性化设计提供解剖参数.方法:对73块成人干燥髌骨标本的宽度、高度、厚度及其骨床厚度、关节面高度、厚度等测量参数进行相关性分析研究.结果:髌骨的高度和厚度与宽度、髌骨的厚度与高度、髌骨骨床和髌骨关节面的厚度与髌骨的厚度、髌骨关节面的高度与髌骨的高度,均呈正相关关系.结论:由髌骨的宽度、高度和厚度的数值,可推算出髌骨假体个性化设计所需的参数.
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足外侧纵弓缺失重建的个性化设计
足弓由外侧纵弓、内侧纵弓和横弓三部分组成,是一个三臂桁架结构,当足弓的任何一部分缺失,足的支撑结构完整性就会受损,继而会影响到足的负重行走功能.外侧纵弓分前部、中部和后部,呈弓形.前部又参与足横弓的形成,后部为足跟,与内侧足弓合二为一,是人体直立的重要结构,三条弓两两相连,组成一个支撑三角,是人体直立负重与稳定的重要结构.
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旋股外侧动脉降支KISS皮瓣的术中穿支的个性化设计
目的 总结旋股外侧动脉降支KISS皮瓣术中穿支的个性化设计及其对提高皮瓣成活率的作用.方法 2012年9月-2016年6月,应用旋股外侧动脉降支KISS皮瓣修复四肢缺损共20例,其中男12例,女8例;年龄23～71岁,平均48岁;上肢手背及腕部创面16例,足背及下肢创面4例.创面面积8.5 cm×12.0 cm～12.0 cm×23.0 cm,皮瓣面积5.0 cm×8.0 cm～8.0 cm×14.0 cm,供区直接缝合.定期进行随访.结果术中切取皮瓣顺利,术后皮瓣均顺利成活,无血管危象产生,创面Ⅰ期愈合.17例获随访,随访时间6～24个月,平均18个月.皮瓣色泽、质地良好;外形满意,恢复保护性感觉,供区仅留下线状瘢痕.结论 通过术中穿支血管的粗细再次决定术中KISS皮瓣大小的设计提高了皮瓣成活率,使KISS皮瓣的设计更加灵活可靠,值得临床推广.
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个性化设计经椎弓根钉板内固定治疗颈椎疾患的临床护理
目的:探讨如何提高颈椎疾患术后护理质量,减少护理并发症的发生.方法:收集1999年10月～2009年1月需行颈椎椎弓根固定的患者566例,随机分为观察组与对照组,每组各283例,观察组采用个性化治疗方案,对照组应用传统方法治疗护理,对比其护理效果.结果:观察组患者术后并发症及预后结果明显优于对照组(P＜0.05),观察组降低了术后护理难度,有效预防并发症的发生,提高了护理质量.结论:个性化设计置钉的高成功率,减少了卧床时间,大大降低了护理难度,从而有效预防了并发症的发生.
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个性化汽车坐垫的计算机辅助设计建模及有限元数值模拟
一个好的坐垫不仅有好的舒适性,而且还能控制臀部压力的分布,减少疾病的发生.根据不同人员臀部形状设计的个性化坐垫可提高座椅的舒适性,减少臀部压力.本文研究的目的是通过逆向工程,有效迅速地建立个性化臀部-坐垫的计算机辅助设计(CAD)模型.利用CAD建模数据,可以直接用数控机床加工个性化坐垫;可以通过有限元模拟人体臀部与坐垫界面的压力分布,分析座椅舒适性的影响因素.
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三维激光扫描技术在医学表面测绘中的应用进展
近年来迅速发展起来的三维激光扫描技术,可方便、有效地获取被测物表面的空间三维坐标并重建三维图像,具有速度快、精度高、信息量大、无辐射、非接触、安全、可视化等优点,在医学表面测绘中表现出突出优势.本文综述了近年来三维激光扫描技术在医学领域,主要是在口腔、整形、矫形等方面的应用现状和技术进展,展望了其医学应用前景,初步探讨了未来可能面临的生物医学工程问题.
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个性化设计单侧穿刺PKP治疗中上胸椎椎体压缩性骨折
目的:探讨参照术前个性化设计单侧入路经皮椎体后凸成形术(PKP)治疗骨质疏松性中上胸椎椎体压缩骨折的可行性、安全性和临床疗效.方法:回顾性研究骨质疏松性中上胸椎椎体压缩骨折行PKP手术54例患者,共95节椎体.术前行通过CT影像设计单侧穿刺入路行PKP术.按照VAS评分、Oswetry评分标准及影像学资料对患者疼痛、日常活动功能及Cobb角进行评估.结果:37例共63节椎体顺利完成手术并得到全程随访,平均随访时间24个月,术后疼痛症状缓解;无神经损伤、肺栓塞、感染等并发症.VAS评分及ODI值与术前比较有显著性差异(P<0.05).结论:术前个性化设计单侧入路经皮椎体后凸成形术治疗中上胸椎压缩性骨折可取得满意疗效,且具有穿刺准确性高、手术安全等优点.
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个性化设计游离上臂外侧穿支皮瓣修复手部不规则皮肤软组织缺损
目的 探讨个性化设计上臂外侧穿支皮瓣游离移植修复手部不规则皮肤软组织缺损的疗效.方法 2010年1月-2015年1月,收治12例手部不规则皮肤软组织缺损患者.男7例,女5例;年龄18～52岁,平均35岁.致伤原因:挤压伤5例,热压伤3例,交通事故伤2例,摩擦伤2例.受伤至入院时间1.0～4.5 h,平均3.1h.对3例近似正方形的皮肤软组织缺损,设计宽度＜6 cm的皮瓣并分割成分叶皮瓣修复创面;5例手部贯通伤,采用双叶皮瓣修复;4例多个手指皮肤软组织缺损,采用双叶或者三叶皮瓣修复.皮肤软组织总缺损范围6.0 cm×5.0 cm ～ 9.0 cm×8.0 cm,皮瓣切取范围10.0 cm×3.5 cm ～ 12.0 cm×6.0 cm.供区均直接缝合.结果 术后皮瓣均顺利成活,创面及供区切口均Ⅰ期愈合.患者均获随访,随访时间6～ 15个月,平均10个月.其中2例女性患者皮瓣略臃肿,术后3个月行皮瓣修整术.术后6个月皮瓣感觉恢复至S1～S3.手功能恢复满意,末次随访时根据中华医学会手外科学会上肢部分功能评定试用标准评定:优2例,良7例,可2例,差1例.供区仅遗留线性瘢痕.结论 上臂外侧穿支皮瓣血管解剖恒定,肌间隔穿支丰富,通过个性化设计可修复手部不规则皮肤软组织缺损,且供区可直接拉拢缝合.
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3-D打印个性化外固定器在严重胫腓骨骨折的初步应用
目的 采用3-D打印技术制造个性化复位型外固定器,探讨严重胫腓骨粉碎性骨折的治疗新方法.方法 2015年4月选择1例胫腓骨严重粉碎性骨折患者纳入研究.患者为男性,年龄18岁,身高171 cm,体质量67 kg.采用计算机辅助技术与3-D打印技术相结合,定制个性化外固定支架对其进行治疗,术后观察临床疗效.结果 支架安装时间约10 min,术中无需透视,复位一次成功.术后双下肢恢复等长;复查X线片示远折端向后成角纠正了37°、外翻成角纠正了4°,胫骨骨折端对位对线良好,下肢力线完全矫正,与软件模拟复位后模型一致.术后未出现新的骨折移位,3.5个月后骨折临床愈合,8个月后达坚强骨性愈合;膝关节活动功能良好.结论 应用3-D打印个性化外固定器治疗胫腓骨严重粉碎性骨折,具有操作方便、个性化程度高、复位效果好、固定牢靠、复位无需X线透视等优点.
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中老年重睑术个性化修整体会
随着中老年人群整形美容手术的逐年上升,尤以重睑术位于各项常规手术之首,针对该年龄群的特点,提高术后效果的满意度,成为临床改进和探索的重点之一.笔者2005年8月～2009年8月,采用个性化设计、个性化术式,对343例中老年人行切开重睑修整术,获得了医患双方满意的效果.
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重睑成形术的个性化设计和护理分析
目的:探讨重睑成形术的术式及护理.方法:通过不同的人群,有针对性地给予不同术式,以了解不同术式的效果.结果:通过临床5 173患者的临床观察及术后随访,发现不同的人群虽可以给予不同术式的选择,但仍以切开重睑成形术效果佳.结论:切开重睑成形术效果确切可靠、持久,供临床参考.
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个性化手指爬墙运动设计在乳腺癌术后患肢功能恢复的效果观察
目的 探讨个性化手指爬墙运动设计在乳腺癌术后患者患肢功能恢复的效果观察.方法 选择2015年1月至2016年6月在我院行乳腺改良根治术后的患者60例,采用随机数字表法将患者分为对照组和干预组,各30例.术后对两组患者均进行临床常规功能锻炼的指导,适时进行个体化的患肢功能锻炼.出院后对照组按常规出院指导进行功能锻炼,干预组则使用个性化手指爬墙运动设计进行功能锻炼.于术后出院前和干预1、2、3个月,患者每月返院化疗时,测量患者爬墙高度,锻炼时长及评估患者的自理能力,记录患者患肢的恢复情况.结果 两组患者年龄、受教育程度、术式进行比较,差异无统计学意义.出院前爬高及自理能力评分,两组均无差异.干预1、2、3个月后,两组的爬高、锻炼时长及自理能力评分有明显差异.结论 个性化手指爬墙运动设计有助于提高乳腺癌患者术后的患肢功能恢复.
