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数字化解剖与虚拟手术仿真系统在骨科PBL教学中的应用及效果评价 被引量：3
1
作者 魏周阳 谭谈 +5 位作者 刘忠 邓宁 张强 廖胜辉 唐新桥 彭科 《医学教育研究与实践》 2023年第2期215-219,230,共6页
目的探讨运用数字化解剖与虚拟手术仿真系统结合以问题为基础的学习模式(problem-based learning,PBL)在骨科临床见习教学中的应用成效。方法以2020年9月-2022年6月在湘潭市中心医院临床见习的某重点大学医学院两个临床医学四年级班级共... 目的探讨运用数字化解剖与虚拟手术仿真系统结合以问题为基础的学习模式(problem-based learning,PBL)在骨科临床见习教学中的应用成效。方法以2020年9月-2022年6月在湘潭市中心医院临床见习的某重点大学医学院两个临床医学四年级班级共125名见习生为研究对象,随机分为实验组和对照组,实验组65人,对照组60人,实验组采用数字化解剖与虚拟手术仿真系统结合PBL开展临床见习教学,对照组为常规临床见习教学。采用问卷调查、科内考核、期末考试进行效果评估。结果实验组见习生对教师的临床教学质量评估总分为(88.10±8.10)分,显著优于对照组的(78.25±8.45)分,差异有统计学意义(P<0.05),其中在教学组织、授课内容、教学方法的评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组科内理论考试成绩优秀率为58.5%,对照组为18.3%,差异有统计学意义(P<0.05);实验组科内技能考试优秀率为43.1%,对照组优良率为23.3%,差异有统计学意义(P<0.05);实验组期末考试成绩正确率为85.6%,对照组正确率为56.7%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论运用数字化解剖与虚拟手术仿真系统结合PBL开展骨科见习教学能够明显提高临床见习教学质量并取得了良好的带教效果,值得在骨科及外科见习教学中推广。 展开更多
关键词 数字化 虚拟仿真 PBL 骨科 教学
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颌骨重建中的图像分割和轮廓对应及分支问题 被引量：11
2
作者 廖胜辉 许端清 董金祥 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期1225-1230,共6页
根据人体颌骨的形状特征 ,提出一系列有针对性的方法 ,在CT断层数据的基础上重建三维表面模型 研究的内容包括医学图像的分割和从轮廓线重建表面两个方面 首先 ,采用一种称为“非种子区域分割”方法提取物体的轮廓线 ;然后 ,建立一条反... 根据人体颌骨的形状特征 ,提出一系列有针对性的方法 ,在CT断层数据的基础上重建三维表面模型 研究的内容包括医学图像的分割和从轮廓线重建表面两个方面 首先 ,采用一种称为“非种子区域分割”方法提取物体的轮廓线 ;然后 ,建立一条反应颌骨走向的弓形“参照基准线” ,充分利用轮廓线相对于它的“归一化位置”信息解决表面重建中的对应和分支问题 ;同时考虑相邻层的影响 ,使生成的表面更加光滑、自然 最后 ,提出“多阶凸包点对应匹配”的思想 。 展开更多
关键词 图像分割 轮廓线 参照基准线 相邻层 多阶凸包 分层分段迭代 断层数据 医学图像
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有限元分析全髋置换术髋臼假体位置影响 被引量：2
3
作者 廖胜辉 李玲芝 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2011年第3期325-329,共5页
目的利用三维有限元仿真方法研究全髋关节置换术后假体位置对髋关节功能的影响,便于指导手术操作,并为临床提供评价标准。方法采用专门的生物力学有限元网格划分器从髋关节发育不良的CT扫描数据建立高度仿真的个性化髋骨三维有限元模型... 目的利用三维有限元仿真方法研究全髋关节置换术后假体位置对髋关节功能的影响,便于指导手术操作,并为临床提供评价标准。方法采用专门的生物力学有限元网格划分器从髋关节发育不良的CT扫描数据建立高度仿真的个性化髋骨三维有限元模型,并采用直接在真臼位置重建安放臼杯假体,将髋臼内壁打磨穿透进行内移安放,和髋臼上位方重建进行上移高位安放3种常见的临床手术方案,模拟臼杯假体位置对全髋关节置换术的影响。结果 (1)直接在真臼位置安放的效果是最好的,出现应力集中和大剪切应力的可能性最小;(2)穿透内移安放的模拟应力分布略高于真臼位置;(3)而在上移高位安放的模拟则出现预测应力大幅增加的结果。结论全髋关节置换术中应尽可能在真臼位置重建和安放臼杯假体,以达到最优的应力分布和功能修复。 展开更多
关键词 有限元分析 全髋置换术 髋臼假体
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数字化三维重建技术在解剖教学中的应用 被引量：8
4
作者 廖胜辉 《中国科教创新导刊》 2011年第13期69-69,共1页
本文的目的是探索数字化三维重建技术对辅助解剖教学的作用。
关键词 数字化 三维重建 解剖教学
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腰椎L_4~L_5活动节段有限元模型的建立与验证 被引量：26
5
作者 刘耀升 陈其昕 +4 位作者 廖胜辉 唐小君 李方财 吴浩波 余世策 《第二军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期665-669,共5页
目的：采用一种新型计算机辅助设计（CAD）方法精确建立腰椎L4～L5节段三维非线性有限元模型并进行充分验证.方法：采用改良的“非种子区域分割方法”提取腰椎CT图像数据中目标区域得到二值图像,用Marching Cubes方法由二值数据生成初... 目的：采用一种新型计算机辅助设计（CAD）方法精确建立腰椎L4～L5节段三维非线性有限元模型并进行充分验证.方法：采用改良的“非种子区域分割方法”提取腰椎CT图像数据中目标区域得到二值图像,用Marching Cubes方法由二值数据生成初始表面模型.采用反映腰椎生理曲度的“最佳切割平面”从初始表面模型获得非平行的切割轮廓线并建立“分段线性子空间”,后者经仿射变换到“规则子空间”快速重构腰椎曲面,最后逆变换恢复腰椎原三维空间形状特征.将表面模型所有结点的坐标数据和三角面片信息导入ANSYS进行网格划分精确建立L4～L5节段三维非线性有限元模型,并进行加载验证.结果：所构建的L4～L5活动节段有限元模型包括94 794个Solid单元,1 196个Link单元,1 170个Shell单元,768个Target单元,464个Contact单元;同时包含了几何非线性、材料非线性与接触非线性3种非线性类型.不同载荷条件下L4～L5节段有限元模型的移位/旋转角度、椎间盘内压等预测结果与文献中相同载荷条件的试验生物力学结果相符合.结论：基于先进算法建立的腰椎L4～L5节段表面模型实现了二值图像提取、腰椎曲面重构的全数字化过程,具有极佳的仿真效果. 展开更多
关键词 生物力学 有限元方法 计算机辅助设计 腰椎 表面模型 验证
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C++常见编程错误教学系统的开发与应用
6
作者 廖胜辉 《科技创新导报》 2013年第34期143-143,共1页
在C++学习及编程过程中,会遇到很多问题,特别是对于一些初学者而言,这些问题阻碍了学习的深入。该文的目的是开发一个C++常见编程错误教学系统,采用可扩展的方式列举C++编程常见错误,提示内嵌编译器提供的错误信息,引导学生调试、修改错... 在C++学习及编程过程中,会遇到很多问题,特别是对于一些初学者而言,这些问题阻碍了学习的深入。该文的目的是开发一个C++常见编程错误教学系统,采用可扩展的方式列举C++编程常见错误,提示内嵌编译器提供的错误信息,引导学生调试、修改错误,并分析和提高对程序错误来源的认识。 展开更多
关键词 C++ 编程错误 程序调试 辅助教学
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退变性脊柱侧弯的生物力学有限元分析 被引量：12
7
作者 郑杰 杨永宏 +2 位作者 楼肃亮 张冬生 廖胜辉 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2013年第30期5490-5496,共7页
背景:脊柱在结构、形状、材料特性以及承受载荷方面都比较复杂,传统的生物力学方法不能完全解决这些特性问题。目的:探讨退变性脊柱侧弯椎间盘、关节突关节、椎体等的应力分布,为其发生、发展的生物力学机制提供依据。方法:基于退变性... 背景:脊柱在结构、形状、材料特性以及承受载荷方面都比较复杂,传统的生物力学方法不能完全解决这些特性问题。目的:探讨退变性脊柱侧弯椎间盘、关节突关节、椎体等的应力分布,为其发生、发展的生物力学机制提供依据。方法:基于退变性脊柱侧弯患者T12-S1上段连续的CT扫描图像,赋予模型特定的材料属性,建立完整、有效的退变性脊柱侧弯三维有限元模型。在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6种工况下对模型进行加载,计算和分析脊柱的活动度、椎间盘、椎体及关节突关节软骨的应力分布。结果与结论:退变性脊柱侧弯有限元模型比正常腰椎的活动度要小,椎间盘应力分布趋向于椎间盘的四周,后伸运动时各椎间盘应力最大,侧弯顶点椎体容易出现应力集中的情况,在旋转工况下关节突软骨的应力集中最明显,后伸工况下次之,尤其以侧弯顶点节段的关节突软骨影响最大。退变性脊柱侧弯侧弯顶点容易出现应力集中,后伸、旋转运动可加重退变性脊柱侧弯发展。 展开更多
关键词 骨关节植入物 数字化骨科 脊柱侧弯 椎间盘 生物力学 有限元 退变 应力分布
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前屈位不同角度牵引治疗颈椎病的有限元分析 被引量：23
8
作者 汪芳俊 魏威 +2 位作者 廖胜辉 任宏宇 范炳华 《中国骨伤》 CAS 2014年第7期592-596,共5页
目的：分析不同牵引角度加载在颈椎曲度变直的模型上得到的数据，为临床牵引治疗颈椎病提供实验依据和临床建议。方法：选取颈椎曲度变直患者采集CT数据（女性，43岁），采用专用生物力学有限元软件构建完整的颈椎全节段模型，包括使用... 目的：分析不同牵引角度加载在颈椎曲度变直的模型上得到的数据，为临床牵引治疗颈椎病提供实验依据和临床建议。方法：选取颈椎曲度变直患者采集CT数据（女性，43岁），采用专用生物力学有限元软件构建完整的颈椎全节段模型，包括使用实际解剖位置构建的颈椎韧带、肌肉组织；进行有限元模型的验证后，用0。、前屈5°10°15°20°25°进行牵引，观察椎间孔、关节突、钩锥关节、椎间盘的间距变化，以及髓核和基质的应力变化。结果：当牵引角度为前屈0°～15°时，椎问孔、钩椎关节、后关节突之间的间距加大，椎间盘的拉应力适宜，压应力较小，比较符合临床治疗要求。 展开更多
关键词 生物力学 有限元分析 颈椎 牵引术
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不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力分布的影响 被引量：9
9
作者 丁熙 朱形好 +3 位作者 廖胜辉 童若锋 张秀华 张林 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2007年第2期146-150,共5页
目的建立包含螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力、应变的影响。方法采用CT扫描和自主开发的USIS软件建立不同直径螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析直径为3.3、4.1、4.... 目的建立包含螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力、应变的影响。方法采用CT扫描和自主开发的USIS软件建立不同直径螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析直径为3.3、4.1、4.8mm的种植体,在垂直和颊舌向45o加载150N力时种植体骨界面的von Mises应力、应变值。结果垂直加载时,种植体骨界面的应力集中于颈部,应变集中于底部颊侧;三种直径种植体骨界面颈部的vonMises应力最大值分别为25、17.6、11.6MPa,应变最大值分别为1853、1303、1293με。颊舌向加载时,种植体骨界面的von Mises应力、应变值均明显增大,均主要集中于颈部舌侧;三种直径种植体骨界面颈部的von Mises应力最大值分别为131.1、78.7、68.1MPa,应变最大值分别为9622、5892和5816με。结论随直径的增大,种植体骨界面的应力、应变都呈下降趋势,以直径从3.3mm增大到4.1mm最为显著。认为采用即刻负载技术的螺纹种植体大小至少要4.1mm×10mm以上,而且要尽量避免受到非轴向力。 展开更多
关键词 牙种植体 即刻负载 有限元法 应力 应变
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椎间盘高度降低及退变对腰椎生物力学影响的有限元分析 被引量：16
10
作者 刘耀升 陈其昕 +3 位作者 廖胜辉 余世策 吴浩波 唐小君 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2006年第5期566-570,共5页
目的:分析椎间盘高度降低及退变对腰椎活动节段生物力学的影响。方法:首先采用一种新型CAD方法精确构建腰椎L4～5活动节段正常高度椎间盘(NHD)、单纯高度降低椎间盘(PHDD)、椎间盘高度降低合并严重退变(DHDD)三种有限元模型。垂直压缩... 目的:分析椎间盘高度降低及退变对腰椎活动节段生物力学的影响。方法:首先采用一种新型CAD方法精确构建腰椎L4～5活动节段正常高度椎间盘(NHD)、单纯高度降低椎间盘(PHDD)、椎间盘高度降低合并严重退变(DHDD)三种有限元模型。垂直压缩载荷下,分别对3种有限元模型的生物力学参数进行测试。结果:椎间盘高度降低及退变对腰椎活动节段轴向移位、后外侧椎间盘膨出、纤维环纤维应力最大值有明显的影响,DHDD模型的椎体-终板界面应力分布与NHD和PHDD模型明显不同。结论:高度降低后椎间盘刚度明显增加,DHDD最不易发生内层纤维环纤维破裂,关节突关节间隙与轴向移位比值是决定椎间盘承载力大小的关键因素,退变椎间盘对压缩应力有明显分散传递作用。 展开更多
关键词 生物力学 有限元分析 验证 椎间盘高度 退变
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个性化全骨盆三维有限元建模及骶髂关节骨折脱位模拟 被引量：13
11
作者 郑琦 廖胜辉 +3 位作者 石仕元 费骏 魏威 汪翼凡 《医用生物力学》 CAS CSCD 2008年第4期296-300,共5页
目的建立高度仿真的个性化的完整骨盆三维有限元模型,并在此基础上进行骶髂关节骨折脱位的模拟。方法从CT精确重建独立的左、右髋骨和骶骨实体模型,根据髋骨和骶骨的外形特征,利用专门的流线型生物力学有限元网格划分器生成规则的体网... 目的建立高度仿真的个性化的完整骨盆三维有限元模型,并在此基础上进行骶髂关节骨折脱位的模拟。方法从CT精确重建独立的左、右髋骨和骶骨实体模型,根据髋骨和骶骨的外形特征,利用专门的流线型生物力学有限元网格划分器生成规则的体网格模型,并进一步建立骶髂关节的终板、软骨、关节接触面,和骨盆上的主要韧带组织及耻骨间盘。在建立的完整模型上去掉一侧的骶髂关节韧带群进行骨折脱位模拟,并与正常的情况进行对比。结果建立了高精度的个性化全骨盆的三维有限元模型,包括左右髋骨和骶骨的皮质骨、松质骨,骶髂关节的终板、软骨和带摩擦的关节接触面,韧带包括骶髂骨间韧带、骶髂前韧带、骶髂后韧带、骶棘韧带、骶结节韧带、耻骨上韧带和耻骨弓状韧带,以及耻骨间盘。正常模型的加载模拟和骶髂关节骨折脱位模拟的预测结果均与文献试验生物力学结果相符合。结论利用专门的生物力学有限元建模工具能建立更复杂更精确的三维有限元模型,成为全骨盆生物力学分析研究的平台和基础。 展开更多
关键词 完整骨盆 生物力学有限元网格划分器 骶髂关节骨折 计算机辅助设计
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生理曲度变直与正常的颈椎有限元建模与分析 被引量：16
12
作者 魏威 廖胜辉 +1 位作者 赖震 费骏 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期885-891,共7页
建立生理曲度变直和曲度正常的颈椎全节段有限元模型,进行对比与分析。选取颈椎曲度变直患者采集CT数据,采用专用生物力学有限元软件构建高质量颈椎全节段模型,然后采用基于离散微分属性的体网格变形技术,将变直模型映射生成曲度正常模... 建立生理曲度变直和曲度正常的颈椎全节段有限元模型,进行对比与分析。选取颈椎曲度变直患者采集CT数据,采用专用生物力学有限元软件构建高质量颈椎全节段模型,然后采用基于离散微分属性的体网格变形技术,将变直模型映射生成曲度正常模型,在进行有限元模型的验证后,用相同边界条件进行对比分析。结果表明,曲度变直模型活动度范围比正常范围减少16%～28%,应力增加4%～90%,C3-C4和C4-C5小关节、钩突关节、椎间盘容易出现应力集中,表明容易出现损伤和退化。通过使用新型建模软件和体网格变形技术,能方便构建生理曲度变直和正常模型,分析结果对临床诊断有指导意义。 展开更多
关键词 生物力学 有限元方法 颈椎 生理曲度
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不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响 被引量：7
13
作者 丁熙 朱形好 +3 位作者 林芝 廖胜辉 黄建静 张秀华 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期184-188,共5页
目的探讨不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响。方法采用薄层CT扫描和自主开发的USIS软件建立包含种植体的即刻负载下颌骨三维有限元模型。采用ANSYS软件分析种植体在0、15、25 N.cm 3种植入扭矩下,垂直和颊舌向45°加载1... 目的探讨不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响。方法采用薄层CT扫描和自主开发的USIS软件建立包含种植体的即刻负载下颌骨三维有限元模型。采用ANSYS软件分析种植体在0、15、25 N.cm 3种植入扭矩下,垂直和颊舌向45°加载150 N力时种植体骨界面von Mises应力、应变值。结果垂直载荷时,3种植入扭矩下的种植体骨界面von Mises应力最大值分别为33.6、56.4和69.6 MPa,应变最大值分别为5 157、8 645、15 630με。颊舌向载荷时,3种植入扭矩下的种植体骨界面von Mises应力最大值分别为95.3、100.6和108.3 MPa,应变最大值分别为17 110、18 690、21 380με。结论种植体植入扭矩的增大会增加种植体骨界面的应力应变值,颊舌向载荷时比垂直载荷时增加明显缓慢。 展开更多
关键词 牙种植体 扭矩 有限元分析 应力 应变 载荷
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种植体长度对即刻负载种植体骨界面生物力学分布的影响 被引量：7
14
作者 丁熙 朱形好 +3 位作者 廖胜辉 张秀华 张林 陈宏 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2009年第4期295-299,共5页
目的建立包含不同长度标准直径种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同长度种植体对即刻负载种植体骨界面应力应变分布的影响。方法采用薄层CT扫描下颌骨和自主开发的USIS软件建立直径4.1mm不同长度螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,... 目的建立包含不同长度标准直径种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同长度种植体对即刻负载种植体骨界面应力应变分布的影响。方法采用薄层CT扫描下颌骨和自主开发的USIS软件建立直径4.1mm不同长度螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析长度分别为6、8、10、12、14mm的种植体,在垂直和颊舌向45°加载150N力时种植体骨界面的vonMises应力、应变值。结果随着种植体长度的增加,种植体骨界面的应力和应变值均呈下降趋势。垂直加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降14.9%、8.4%、11.3%和11.2%;其应变值分别下降23.4%、12.6%、12.7%和14.4%。颊舌向加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降19.23%、7.77%、5.2%和3%;其应变值分别下降18.2%、23.6%、10.5%和12.9%。种植体骨界面应力值在长度从6mm增加到8mm时下降最明显,尤其是颊舌向加载时。种植体骨界面应变值也是在长度从6mm增加到8mm及8mm增加到10mm时下降最明显。结论种植体长度的增加能降低骨界面应力和应变值,呈负相关关系;但只在长度从6mm增加到8mm时应力值降低才较明显。这提示临床上尽量不要采用长度为6mm的种植体,并应适当地选择足够长度的种植体。 展开更多
关键词 牙种植体 即刻负载 有限元法 应力 长度 生物力学
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杠杆定位手法对腰椎间盘影响的有限元分析 被引量：15
15
作者 吕立江 冯喆 +5 位作者 廖胜辉 包家立 范炳华 应航 初真秋 朱朝阳 《中华中医药学刊》 CAS 2014年第5期971-973,I0001,共4页
目的:研究适合于杠杆定位手法的腰椎三维有限元建模方法,并分析杠杆定位手法对腰椎间盘生物力学的影响。方法:选取自愿者采集CT数据,进行三维重建并构建后伸40度体位,然后采用专用生物力学软件建立L3-S1节段腰椎三维有限元,同时生成无... 目的:研究适合于杠杆定位手法的腰椎三维有限元建模方法,并分析杠杆定位手法对腰椎间盘生物力学的影响。方法:选取自愿者采集CT数据,进行三维重建并构建后伸40度体位,然后采用专用生物力学软件建立L3-S1节段腰椎三维有限元,同时生成无腰椎肌肉和有腰椎肌肉两组对比模型,根据实际杠杆定位手法实验收集的力学参数设置边界条件,进行有限元分析。结果:腰部肌肉对于推拿手法具有明显的协同和拮抗作用,有腰椎肌肉模型计算的腰部椎体各部分应力分布更自然合理。另外,结果表明杠杆定位手法使使纤维环有明显的回纳效果,使髓核向前中部靠拢、前中部内压增大。结论:腰椎三维有限元建模分析适合于分析杠杆定位手法对腰椎间盘生物力学的影响,为探讨杠杆定位手法对腰椎间盘突出症作用机理提供依据。 展开更多
关键词 杠杆定位手法 腰椎间盘 生物力学 有限元方法
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下颌牙种植体即刻加载三维有限元模型的建立 被引量：9
16
作者 丁熙 朱形好 +3 位作者 廖胜辉 童若锋 方一鸣 张林 《上海口腔医学》 CAS CSCD 2006年第4期391-394,共4页
目的:建立包含即刻加载螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,以深入研究牙种植体即刻加载骨界面的力学分布规律。方法:以女性无牙牙合下颌骨为标本,采用螺旋CT扫描,DICOM格式保存。将DICOM数据导入计算机,用自主开发的通用外科手术集成系... 目的:建立包含即刻加载螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,以深入研究牙种植体即刻加载骨界面的力学分布规律。方法:以女性无牙牙合下颌骨为标本,采用螺旋CT扫描,DICOM格式保存。将DICOM数据导入计算机,用自主开发的通用外科手术集成系统(UniversalSurgicalIntegrationSystem,USIS)和ANSYS软件进行划分单元建模,并模拟ITI螺纹种植体的真实形态,在下颌骨前牙区植入3颗种植体,模拟种植体即刻加载的状态,将种植体骨界面定义为滑动摩擦。结果:建立了结构精确的含即刻加载螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,牙种植体螺纹螺旋形态连续一致。结论:本实验建立的有限元模型的几何相似性、生物力学相似性及临床适应性均达到实验要求,为进一步研究牙种植体即刻加载的骨界面力学分布提供了良好的基础。 展开更多
关键词 牙种植体 即刻加载 三维有限元 生物力学 下颌骨
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终板凹陷角变化对腰椎运动节段生物力学影响的有限元分析 被引量：11
17
作者 刘耀升 陈其昕 +3 位作者 李方财 唐小君 廖胜辉 余世策 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2007年第2期207-211,共5页
目的:研究终板凹陷程度变化对腰椎运动节段生物力学影响。方法:在以往建立的腰椎L4～5运动节段三维非线性有限元模型基础上,采用CAD方法精确构建三种不同终板凹陷角改变的有限元模型,有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学... 目的:研究终板凹陷程度变化对腰椎运动节段生物力学影响。方法:在以往建立的腰椎L4～5运动节段三维非线性有限元模型基础上,采用CAD方法精确构建三种不同终板凹陷角改变的有限元模型,有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学参数及网格划分均保持一致。垂直压缩、屈曲、伸直、前后剪力5种载荷条件下,分别对三种有限元模型生物力学参数进行测试。结果:负载条件下,终板凹陷角增加、终板凹陷程度减小可导致终板-椎间盘界面应变减小,椎间盘刚度及髓核内压增加,椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力减小。结论:终板凹陷程度的减小增强了椎间盘对椎体的保护作用;同时可通过影响终板的形变减少对椎间盘的营养传递。 展开更多
关键词 生物力学 有限元分析 终板凹陷 终板应变 退变
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数字化全牙列下颌骨三维解剖建模 被引量：7
18
作者 朱赴东 石珏 +2 位作者 宋恩 葛巍立 廖胜辉 《解剖学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期536-539,共4页
目的探讨建立具有高质量牙列的下颌骨三维数字化解剖模型。方法用激光扫描获取1套标准下颌牙列解剖标本的精确三维模型,用CT扫描数据重建下颌骨三维模型,使用基于几何和图像解剖标志的配准变形方法将每颗牙齿模型对齐融合到下颌骨模型,... 目的探讨建立具有高质量牙列的下颌骨三维数字化解剖模型。方法用激光扫描获取1套标准下颌牙列解剖标本的精确三维模型,用CT扫描数据重建下颌骨三维模型,使用基于几何和图像解剖标志的配准变形方法将每颗牙齿模型对齐融合到下颌骨模型,进一步生成牙齿的牙釉质、牙本质、牙周膜。结果成功建立了具有高质量牙列的下颌骨三维数字化解剖模型,每颗牙齿具有牙冠细节和完整的牙根,区分牙釉质、牙本质、牙周膜,可以对任意解剖区域放大和旋转观察,显示解剖标志。结论高质量牙列的下颌骨三维数字化解剖模型具有逼真的三维显象和方便的教学学习功能,可用于口腔、颌面、解剖等多个学科。 展开更多
关键词 下颌骨 全牙列 三维可视化 数字图谱 人
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复杂性腰椎管狭窄症减压和椎间融合的有限元分析 被引量：7
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作者 郑琦 廖胜辉 +3 位作者 魏威 刘耀生 石仕元 汪翼凡 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期566-571,共6页
精确建立复杂性腰椎管狭窄症LSS的退变腰椎有限元模型,进而分析减压手术结合椎弓根内固定、椎体间盘融合的效果。选取复杂性LSS患者采集CT数据,采用专用生物力学软件建立退变腰椎全节段模型,自适应划分网格并交互生成附属组织结构,同时... 精确建立复杂性腰椎管狭窄症LSS的退变腰椎有限元模型,进而分析减压手术结合椎弓根内固定、椎体间盘融合的效果。选取复杂性LSS患者采集CT数据,采用专用生物力学软件建立退变腰椎全节段模型,自适应划分网格并交互生成附属组织结构,同时构建正常腰椎模型和三种手术治疗模型,用相同边界条件进行对比分析。复杂性LSS模型活动度比正常模型减少20%左右;而单纯减压模型出现不稳,活动范围增加近40%;结合椎弓根内固定稳定性部分提高、活动范围只增加25%,而进一步结合椎体间盘融合后腰椎弯曲刚度超过正常模型。在应力方面,单纯减压的应力出现较大增加、达到1.7倍左右,结合椎弓根内固定和椎体间盘融合有比较明显的减压作用。显示单纯的减压手术虽然可以缓减神经疼痛,但可能进一步造成腰椎稳定性的破坏,结合椎弓根内固定不能提供全面的稳定性,进一步结合椎体间盘融合的治疗效果比较稳定。 展开更多
关键词 腰椎管狭窄症 减压手术 椎间融合 有限元方法
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退变性脊柱侧凸不同方式长节段固定融合术后邻近节段生物力学变化的有限元分析 被引量：8
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作者 郑杰 杨永宏 +2 位作者 张冬生 楼肃亮 廖胜辉 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期769-773,共5页
目的：探讨退变性脊柱侧凸（degenerative scoliosis,DS）不同方式长节段固定融合术后脊柱活动度及固定邻近节段椎间盘和关节突软骨的应力变化。方法：基于DS患者T12～S1上段连续的CT扫描图像,导入E-feature Biomedical Modeler软件,从... 目的：探讨退变性脊柱侧凸（degenerative scoliosis,DS）不同方式长节段固定融合术后脊柱活动度及固定邻近节段椎间盘和关节突软骨的应力变化。方法：基于DS患者T12～S1上段连续的CT扫描图像,导入E-feature Biomedical Modeler软件,从三维实体模型直接划分生成腰椎各节段的高质量体网格,根据DS的病理特点赋予模型特定的材料属性,将三维有限元模型导入ANSYS 12.0有限元分析软件,对其去除L4棘突、全椎板、部分关节突,行L4/5椎间融合后,分别采用L2~L4椎板融合＋L2～L5 8枚椎弓根螺钉固定（方案一）、L1～L4椎板融合＋L1～L5 10枚椎弓根螺钉固定（方案二）、L1～S1椎板融合＋L1～S1 12枚椎弓根螺钉固定（方案三）,在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转六种工况下对术后模型进行加载,计算和分析三种手术方案术后脊柱的活动度及固定邻近节段椎间盘和关节突软骨的应力变化,并与术前DS模型进行比较。结果：三种手术方案固定融合后脊柱活动范围均减小,方案三〈方案二〈方案一;三种手术方案对固定邻近节段椎间盘应力均有影响,前屈、旋转时三种方案均可使固定上位节段椎间盘的应力减少,侧弯时三种方案均可使上位节段椎间盘的应力增加,后伸时对上位椎间盘的应力减少明显;前屈、侧弯及左旋转时方案一、二均可使下位节段椎间盘应力增加,后伸、右旋转时方案一、二均可使下位节段椎间盘应力减少,但三种方案对固定邻近上、下位节段椎间盘应力的影响差异不明显。方案三的固定相邻节段关节突软骨最大应力达到532.98MPa,方案二为494.08MPa,方案一为63.27MPa,即方案二、三固定相邻节段的关节突软骨容易出现较大的应力集中情况,方案一影响较小。结论：治疗DS固定融合的节段越多,对术后脊柱活动度及固定相邻节段椎间盘和关节突软骨的应力影响越大,对于长节段固定融合术治疗DS时,在能够解除症状、达到脊柱稳定的前提下应尽可能减少固定节段。 展开更多
关键词 退变性脊柱侧凸 长节段固定 邻近节段 生物力学
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