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静态和动态条件下股骨假体结构参数研究
目的:对比研究静态加载和动态加载条件下股骨柄长度和横截面形状对股骨柄上应力及疲劳的影响.方法:由患者的股骨CT数据重建出股骨模型;设计了三种横截面形状(圆形,鼓形I-鼓高8mm,鼓形Ⅱ-鼓高10mm),每种横截面的股骨柄分别有10种长度(40-130mm):分别对建立的模型进行静态分析和动态分析,其中动态加载力为患者正常走路步态,利用动态分析结果进行疲劳分析.结果:静态分析和动态分析均显示鼓形横截面的股骨柄假体比圆形横截面股骨柄假体有更小的微小位移,但同时在柄-颈拐角处及柄远端形成应力集中,而圆形股骨柄上的应力分布均匀,三种横截面的股骨柄卜大应力都在中等柄长(80-110mm)时达到小;疲劳分析显示短柄和长柄具有相似的疲劳安全系数,而中等长度柄有较高的安伞系数.结论:综合静态分析、动态分析和疲劳分析,具有鼓形Ⅱ横截面和90mm长的股骨柄在30种股骨柄模型中具有好的力学性能-较小的应力和微小位移,较高的疲劳安全系数.
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207例疲劳性亚健康状态者疲劳状况分析
目的 对厦门市207例疲劳性亚健康状态者应用疲劳量表-14(FS-14)进行调查分析,并初步了解不同中医证候及体质类型的疲劳状况.方法 采取调查问卷的方法,方便选取于2015年6月—2017年3月对在厦门大学附属第一医院及厦门大学附属中山医院就诊的207例疲劳性亚健康状态者,进行疲劳量表-14(FS-14)评分及分析.得分按疲劳总分(TF)、躯体疲劳(PF)、脑力疲劳(MF)分别记录.结果 ①不同性别比较:男性TF(8.34±2.61)分,女性TF(8.23±2.63)分;不同性别的FS-14评分差异无统计学意义(t=0.302,P>0.05).② 不同婚姻状况者比较:已婚者TF(8.44±2.64),未婚者TF(7.69±2.45)分;不同婚姻状况者FS-14评分差异无统计学意义(t=1.800,P>0.05).③不同体检结果者比较:体检结果部分指标异常者TF(8.82±2.07)分,MF(2.88±1.26)分高于体检结果完全正常者TF(8.01±2.81)分,MF(2.22±1.69),差异无统计学意义(t=2.336,3.177,P<0.05).④不同受教育程度者比较:受教育程度初中及以下者TF(10.53±2.29)分,PF(6.73±1.10)分,MF(3.80±1.66)分,得分高,与其他受教育程度者得分差异有显著性(F=5.719,F=4.159,F=4.656;P<0.01).⑤不同季节比较:春季TF(8.58±2.90)分,PF(5.96±1.66)分,MF(2.64±1.81)分,春季得分高,但四季差异无显著性(F=0.562,F=0.634,F=0.705,P>0.05).⑥不同中医证型比较:心脾两虚型TF、PF高(10.10±2.96)分,(6.90±1.10)分,肺脾气虚型MF高(4.00±1.00)分,但各证型得分差异无统计学意义(P>0.05).⑦不同偏颇体质比较:特禀质MF(4.00±0.82)分,湿热质MF(3.35±1.41)分,阳虚质MF(3.20±1.92)分,这3项高于其他体质,差异有统计学意义(F=2.001,P<0.05).结论 体检结果部分指标异常者,虽未达到疾病的诊断标准,机体已出现机能失调,疲劳的症状更为明显.与中医学认为亚健康状态是"机体阴阳失衡、气血失调、脏腑功能失和"的观点是一致的.不同教育程度及不同偏颇体质的疲劳特点有所不同,可以通过提高人群健康素养、调理中医体质等方面进行疲劳性亚健康干预.
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人工寰齿关节结构优化设计及仿真分析
背景：有研究表明传统的各种寰枢关节模型具有良好的生物力学特性，然而不能完全满足人体的要求。基于前人研究的基础，拟通过对寰枢椎关节的要求进行分析，探讨出一种不仅能预防寰枢关节不稳，而且能使枢椎部件具有一定的灵活性的结构，使之更满足人体的需要。
目的：利用有限元法分析颅颈交界处寰枢椎外侧关节受扭矩后变化，利用静力学分析探讨寰齿关节模型的三维运动力学性能和疲劳寿命以及安全系数。
方法：利用三维造型和有限元软件建立寰齿关节三维有限元模型，对优化后的结构在静力学分析里面进行疲劳分析，围绕模型中心轴施加0.5 N?m的转矩，通过对仿真分析的结果进行分析，从而评估优化后的寰齿关节模型的性能和寿命。
结果与结论：传统的寰齿关节模型是通过销钉固定在体内，枢椎不能转动且外形有缺陷，优化后的结构不仅能使寰齿关节保持良好的稳定性又能使其具有关节运动功能，限位块的添加使其有一定的转动角度且不至于超出限制的旋转角度。由于实际要求，应考虑到操作方便、安置牢固、较少甚至消除副损伤，寰齿关节应选用钛合金材质，各部分零件尺寸的选取都需要达到实际要求。结果说明，优化后的寰齿关节模型实现了创新性和实用性的要求，通过实验证明在机械学上是可行的，优化后的结构各项指数均达到要求。 -
基于脑电信号腹腔镜手术培训的实时疲劳分析
实时评价模拟腹腔镜训练者训练时的疲劳值,并分析疲劳与训练效果的关系.基于MATLAB平台设计了数据采集模块和疲劳分析模块.在训练过程中,Brainlink采集脑电数据,通过蓝牙将数据发送到数据采集模块,然后通过盲源分离的方法去除伪迹,应用小波变换提取4种节律波,采用马氏距离的半监督回归模型得出疲劳值.采用ROC曲线确定模型的阈值,当超过阈值时表示疲劳事件发生,报警提示终止训练;利用Tobii眼动仪采集眼动信号,计算完成时间,错误数,注视点个数,注视时间百分比以及注视/眼跳时间百分比来评价训练效果.在1~6次训练中,疲劳值略微上升但疲劳还未发生时,训练效果逐渐变好;在7~15次中,疲劳值略微上升,训练效果趋于稳定;在16~20次中,疲劳值呈上升趋势,疲劳发生时,训练效果下降.训练者的疲劳程度对训练效果有一定的影响.当疲劳发生时,训练效果下降,当疲劳值达到疲劳阈值10时,应终止训练.
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平台转换锥形锁柱种植基台的三维有限元疲劳分析
目的:通过三维有限元法了解锥形锁柱结构平台转换种植体系统不同基台材料疲劳寿命.方法:建立平台转换连接种植体支持的下颌第一磨牙三维有限元模型,分析不同基台材料疲劳寿命.结果:不同材料平台转换连接基台的疲劳寿命均是钛基台＞氧化锆基台＞氧化铝基台.结论:钛基台、氧化铝基台和氧化锆基台的疲劳寿命均在30年以上,决定不同材料基台疲劳寿命的关键是其应力集中点,即基台与种植体连接处.
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应用ALGOR软件对全瓷冠使用寿命与安全陛研究
目的:借助ALGOR软件的疲劳分析模块对下颌第一磨牙全瓷冠在日常咀嚼力作用下易发生疲劳破坏的部位进行寿命预测及安全评定.方法:将日常咀嚼力作为荷载,通过ALGOR中的Fatigue Wizard疲劳分析模块对全瓷冠各节点进行安全系数与预期寿命的计算.结果:通过Fatigue Wizard模块进行模拟,疲劳寿命曲线显示约有60个节点的寿命小于10E+7次:得到全瓷冠所有节点中安全系数小者为1.41,位于加载区域内,此点在日常咀嚼力作用下易发生疲劳破坏.结论:有限元软件中的疲劳分析模块有助于口腔修复体应用于临床前的寿命预测及安全评定研究.
