基于ABAQUS的下颌骨生物力学分析

为解决游离腓骨瓣修复下颌骨缺损手术存在个体匹配差的问题,采用定制化修复钛板设计和制造方法.通过采集分析病人CT数据,利用可视化和CAD技术设计出符合病人生理结构的修复体模型.建立下颌骨的有限元模型,对比了修复前后的下颌骨的应力情况.利用快速原型技术制造出树脂模型用于手术指导,通过临床研究,该方法节省手术时间,提高手术成功率.下颌骨有限元分析结果表明:下颌骨应力集中区域主要分布于踝突区、下颌角、下颌骨修复处.随着加载力的增大,应力增加明显,特别是下颌骨修复处与踝突区应力分布增长明显.最大应力出现在下颌骨与腓骨的结合处,修复后的下颌骨高应力区泛化的现象得到明显的遏制,应力集中区域明显地减少.     

基于快速原型技术的颞下颌骨个性化修复

使用快速原型技术,集成CT扫描及其图像处理技术、三维重构技术等于一体,应用于颞下颌骨缺损修复及其手术应用.根据实际的下颌骨缺损案例,在完成下颌骨的修复后,再对其进行三维模型的快速成形,以利于手术过程的腓骨截取与拼接,以保证最佳修复的目的.其中,利用CT图像数据,对螺旋CT扫描得到的DICOM文件进行图像处理,通过阈值选择、区域增长、蒙罩编辑以及计算建模等操作,分离出下颌骨;结合导入的腓骨STL文件,将其与下颌骨缺损段进行拟合,通过修复与优化匹配模型,得到下颌骨修复体的个体化三维模型.     

上颌骨缺损颧种植体功能设计及生物力学评价

利用Branemark颧骨种植体,结合显微外科骨移植技术重建半侧缺损和全缺损上颌骨的形态和功能,并对重建的生物力学效果进行评价.基于CT扫描和图像及图形处理技术,建立标准人的模块化颅骨三维几何和有限元力学模型.基于该模型,模拟不同颌面骨缺损状态,设计上颌骨半侧和全缺损颧种植体长度、植入位置、植入方向,及常规种植体分布和数量,并利用有限元方法评价该设计的生物力学性能.结果表明,腓骨移植Branemark颧骨种植体种植修复半、全侧上颌缺损模型的应力分布中,应力最大值出现在颧种植体植入颧骨的颈部,颧种植体上应力值较周围支持组织的大,起到了颧突支柱对牙合力的传导作用;种植体结构中弯曲变化的位移不明显,并且种植体整体位移在颧骨附近逐渐减小为零.故腓骨重建颧种植修复上颌骨缺损方法能够有效传导牙合力,其周围支持组织具有良好的应力分布,是一种安全有效修复上颌缺损、恢复咀嚼功能的临床方法.     

背阔肌肌皮瓣在乳腺癌手术中的临床应用

目的:介绍背阔肌肌皮瓣在乳腺癌保乳手术,乳房一期重建以及局部晚期乳腺癌根治术后胸壁皮肤缺损中的临床应用.方法:自2011年10月10日至2012年10月对4例保乳手术患者应用背阔肌肌皮瓣行乳房成形术,对6例保留皮肤乳房全切术患者行背阔肌肌皮瓣乳房一期重建术,5例局部晚期乳腺癌标准根治术后背阔肌肌皮瓣胸壁皮肤缺损修补术.结果:15例手术均获成功,重建乳房形态良好,胸壁皮肤缺损修补满意.结论:背阔肌肌皮瓣在早期乳腺癌手术中的成形及重建,既达到了肿瘤抬疗的目的,又弥补了因乳房缺损而带来的心理压力和形体缺限,提高病人生存质量,背阔肌肌皮瓣用于填补晚期乳腺癌标准根治术后胸壁缺损确实可靠.     

矫形力作用下下颌骨重建过程的数值模拟

下颌骨在矫形力作用下重建过程研究,对矫治方案确定等具有重要的指导意义.作者首先建立下颌骨与颞下颌关节的三维有限元模型,并以此为基础,依据Cowin重建规律,对在矫形外力作用下下颌骨矫治过程中骨的法向重建进行了数值模拟.对重建前后数值模拟结果的比较表明,法向重建过程对于下颌骨的表面应力分布和应力梯度的分布具有较大的影响,因而在下颌骨矫治方案的制定过程中这一因素不可忽视.     

基于快速成型技术的人耳赝复体的设计与制造

针对快速成型(RP)技术用于制造人耳赝复体仍然存在着外形精确度不高以及与缺损面衔接处理过于繁琐等问题，在RP技术的基础上，创造性地将FreeFrom自由造型软件用于人耳模型的修整，成功地提高了其外形精度，并可使之与病人的缺损面周围组织较为完美地衔接，为治疗半侧颌面萎缩类疾病提供了一种切实可行的方法．     

个性化下颌钛支架植入体的设计与生物力学评价

基于CT断层扫描图像数据,利用CAD、有限元分析技术重建正常下颌骨的三维几何、有限元模型.对模型进行分割,模拟下颌骨右侧体部缺损,参照天然下颌骨几何形态设计下颌钛支架植入体,并对其重建下颌骨的生物力学效果进行三维有限元分析.结果表明,钛支架植入体在咀嚼力作用下,义齿基桩颈部及预留种植孔周围应力较大,其他部位应力值较低且分布均匀;颈部的应力值随孔道直径的增加而明显降低,基桩高度与预留孔道深度的比例变化对应力大小及分布特性基本没有影响;钛支架植入体重建下颌骨在咀嚼力作用下,支架的应力比自然骨应力大1个数量级,呈现明显的应力遮挡效应;根据钛支架植入体上的应力分布状态对其进行镂孔设计,应力分析结果显示其强度依然满足功能要求.由以上分析结果可知,义齿预留孔道的深度在保证螺纹强度的前提下,可尽量减小,以减小钛支架的体积;钛支架植入体的镂孔设计在满足功能强度前提下,可以降低其整体尺寸,同时提高其结构生物相容性和临床实用性.     

开腹术后患者膈下游离气体吸收时间观察

目的:研究开腹手术后膈下游离气体的吸收时间.方法:选择60例.开腹手术后病人进行床旁X 线摄片观察膈下游离气体的吸收时间.结果:60例开腹手术后病人的膈下游离气体均在48h内吸收.结论:开腹手术后膈下游离气体的吸收时间一般在48h以内,如果超过60h仍未完全吸收或未吸收甚至增多,则应视为病理状态.     

基于网格的最小二乘重建算法

与投影数据及系统的灵敏度等各种特性息息相关的迭代图像重建算法,一直是医学图像重建中热点问题.具有重建速度快特点的解析法却不能得到让人满意的图像,而迭代算法能得到质量较好的图像,但存在重建时间过长的问题.本文以图像的网格化模型为基础,对惩罚加权最小二乘重建算法进行相关改进.实验结果表明,改进后的算法具有较好的重建结果.     

不同缺血时间对脑缺血/再灌注损伤大鼠神经行为学的影响

为探讨不同缺血时间对脑缺血/再灌注损伤大鼠神经行为学的影响,利用线栓法复制脑缺血/再灌注损伤模型,考察缺血1 h、2 h和4 h后再灌注1 d、4 d、7 d和14 d的不同时间点时大鼠神经功能缺损评分,TTC染色测梗死面积.结果显示缺血2 h组存活率较高,为中度神经功能缺损程度.结论为缺血2 h为最适合的造局灶性缺血/再灌注模型的缺血时间,可以为评定后续实验中药物药效指标和选择缺血时间窗提供重要参考.     

人体下颌骨前伸后的骨应力研究

通过CT技术获取人体下颌各层面的解剖轮廓图,经三维重建从生物力学角度分析下颌前伸后下颌不同部位的应力情况.选择一处于生长发育高峰期的典型Ⅱ类患儿,采用CT技术对整个下颌骨进行断层扫描,将其输入计算机给定前伸条件咬合重建,在CAD软件中建立几何模型,将其导入MSC.PATRAN建立有限元模型.结果显示髁突后缘及下颌体磨牙区出现拉应力集中区,下颌骨下缘及下颌角区为压应力集中区.本实验对下颌前伸后下颌内部的应力情况进行了客观分析,从理论上推断并支持了功能矫治后下颌骨的生长改型变化.     

颌骨重建手术机器人定位精度分析与误差补偿

为提高颌骨重建机器人的精度,借助于—台可以实现绝对坐标测量的高精度光学定位跟踪仪,对机器人系统的定位精度进行了误差分析与补偿研究.针对结构参数和运动变量误差,采用修正的运动学模型,进一步真实地反映了机器人的实际结构参数;对齿轮传动误差和间隙引起的关节回转误差通过实验进行了修正,有效提高了关节传动精度;对零位定位误差,通过机器人逆运动学反解出关节转角,并进行误差补偿,提高了定位基准的精度.实验结果表明上述方法可有效提高颌骨重建机器人的定位精度.      

单目立体视觉系统的棱镜位置估计

为了完善基于棱镜的单相机立体视觉系统的理论模型,提高该系统三维重建精度,提出一种基于几何光学的棱镜参数化简方法和棱镜位置估计方法.首先推导出基于棱镜的单相机立体视觉系统透视投影变换模型;之后利用向量的旋转变换和点的位置关系将表示棱镜位置的参数化简为6个;最后使用非线性最优化方法,通过单相机标定过程中得到的一组点的对应关系,解出这6个参数,继而得到较为精确的棱镜位置.实验结果表明:提出的方法重投影平均误差小于0.5个像素,三维点重建平均误差为2.22 mm.本方法可以应用于匹配过程中极线的计算,与现有方法相比,三维重建精度提高2至3倍.     

用于面部虚拟整形的三维人脸重建系统设计

为解决面部整形手术成功率低的问题,设计了用于面部虚拟整形的三维面部重建系统。该系统首先利用高精度深度相机采集人脸多角度深度图像,将每幅深度图像分别转换为对应点云模型并进行去噪预处理。接着,将正面点云和侧面点云进行粗匹配实现点云拼接,并提出一种改进的精配准算法进行精配准,得到目标人脸三维点云模型。对点云模型网格化处理后,提出一种基于半边结构的细分算法来提高重建模形精度,最后完成贴图即可构建人脸模型。为了验证所设计系统的重建精度,设计了对比实验。结果表明:系统重构人脸与其他重建系统相比,提高了人脸精度,且与真实人脸间差距小于2 mm,可以将其应用于面部虚拟整形,从而对专业医师提供术前指导,提高手术成功率。     

含价格折扣和模糊缺陷率的EOQ模型研究

考虑到实际库存管理中的产品缺陷和价格折扣问题,给出了含价格折扣的确定产品缺陷率和模糊产品缺陷率的EOQ库存模型．针对LR型模糊缺陷率,运用符号距离法将模糊模型转化为确定模型,进而确定了其最优订货策略。理论上揭示出：随着缺陷率趋大的模糊性增加,订货量和单位时间总成本增加;而随着缺陷率趋小的模糊性增加,订货量和单位时间总成本减少;并且当模糊缺陷率为确定数时,模糊缺陷率的EOQ模型转化为确定缺陷率的EOQ模型。仿真结果与理论分析是吻合的。     

基于CAD系统的快速成形层片轮廓扫描数据的直接提取

为避免快速成形中采用CAD模型的转换模型造成层片轮廓扫描数据精度损失,研究了在CAD系统内部直接提取层片轮廓扫描数据的方法．分析了层片理论轮廓扫描边界中高次曲线的离散方式,定义了层片轮廓扫描面积偏差的概念,建立了CAD模型直接分层截面轮廓边界离散模型,实现了在CAD系统内部直接提取层片轮廓扫描数据,并在聚苯乙烯泡沫材料成形机上进行了试验．结果表明,CAD系统和快速成形系统之间可以避开三维CAD模型的STL转换等近似处理环节,从而获取高品质的轮廓扫描加工数据．     

碱液对AB2型储氢合金活化性能的影响

用KOH碱液处理储氢合金ZrV0.5Mno.5Ni,讨论碱液浓度、温度、浸泡时间对合金活化性能的影响.实验发现储氢合金电极的活化性能随碱液浓度增大、温度升高以及浸泡时间的延长得到改善,主要由于KOH的强腐蚀性使合金表面由富Zr层转化为富Ni层,为氢的吸附离解起到催化作用,总结出最佳KOH处理液的实验参数6mol/L、80℃、浸泡24h,在此条件下合金电极循环两周即达最大放电容量.     

MDT环境下RP自适应分层算法中关键问题的研究

分层信息处理是快速成形系统软件中数据处理的重要环节。本文在MDT环境下对自适应分层算法中的关键问题进行了深入探讨。在自适应分层中,实现了MDT模型信息的提取,首次提出了基于法线和面积计算法综合判断层厚的方法,在此基础上,对二维截面进行处理,从而完成了二维截面轮廓信息重构。