维生素 E型人工膝关节在ISO标准步态与上楼梯运动下的磨损情况对比

为研究人工膝关节假体在ISO标准步态与上楼梯运动负载下的摩擦磨损情况,通过对日常活动频次及动力学和运动学的研究与分析,基于人工膝关节磨损试验机,以新型Vitamin E型人工膝关节为对象进行500万次标准步态磨损测试加200万次上楼梯运动磨损测试. 结果表明正常步态阶段的磨损率为4.34 mg/mc,上楼梯运动阶段的磨损率为5.95 mg/mc. 上楼梯运动相比标准步态对半月板衬垫的磨损量造成更大的影响,半月板衬垫表面形貌相较标准步态磨损后表面形貌也发生了显著变化,出现了条纹图案和局部凹陷,这种表面形貌结果更接近于临床半月板衬垫取出物的表面形貌,目前对于人工膝关节假体的标准磨损测试方式不够全面,需要进一步改进整个测试的方案才能更好地体现体外磨损测试的意义.      

关于人膝关节生物力学模型的研究现状

建立人膝关节模型是生物力学研究领域中最具挑战性的课题之一．本文对人膝关节生物力学模型的研究现状予以简单的评估和综述．结果显示:目前用于研究人膝关节的大部分模型,均属静力或准静力模型;仅建立了极少的人膝关节解剖基生物动力模型,且均属二维动力模型．因此,建立一个三维真实人膝关节生物动力模型是目前迫在眉睫的工作      

两种不同麻醉和镇痛方法对糖耐量减低的老年高血压患者全膝置换术后糖代谢的影响

目的两种不同麻醉和镇痛方法对糖耐量减低的老年患者全膝置换术后糖代谢的影响。方法60例择期行全膝置换术的糖耐量减低患者随机分成腰硬联合麻醉联合术后硬膜外镇痛组（腰硬组）和全身麻醉联合术后静脉镇痛组（全麻组）各30例,分别测定入手术室后,术后30min、1、3、7d的空腹血糖和胰岛素浓度;术后10d空腹和口服糖耐量试验（OGTT）2h的血糖和胰岛素浓度,并计算相应胰岛素抵抗指数,以视觉模糊疼痛评分（VAS）评估术后1h、1、3、7d的疼痛评分,并记录围手术期相关不良事件发生率。结果腰硬组术后30min、1、3d的空腹血糖相比全麻组明显较低（均P＜0.05）;腰硬组在术后30min、1、3、7d的胰岛素浓度和胰岛素抵抗指数相比全麻组明显较低（均P＜0.05）。腰硬组在术后1d和3d的中餐后2h血糖浓度相比全麻组明显较低（均P＜0.05）。全麻组术后10d空腹、OGTT2h的胰岛素浓度和胰岛素抵抗指数相比术前均明显升高（均P＜0.05）,且相比腰硬组明显更高（均P＜0.05）。术后1h和术后1d腰硬组VAS评分明显小于全麻组（均P＜0.05）。结论腰硬联合麻醉和硬膜外镇痛能减轻糖耐量减低的老年高血压患者的全膝置换术后糖代谢紊乱。     

人体膝关节有限元模型建立及其有效性验证

建立了人体膝关节三维数字化模型,为膝关节损伤的数字化研究奠定基础;并基于有限元理论探讨、研究了膝关节损伤发生的力学机制。利用膝关节的核磁共振图像,采用专业的医学建模软件,基于3D插补法,重建膝关节三维数字化模型。建立的完整的人体膝关节三维有限元模型包括骨骼、韧带、软骨等14个主要力学承载部件,结构完整、形态逼真。本文所建的模型高度模拟了膝关节的结构与材料特性,具有空间结构测量准确性高、单元划分精细等特点。通过应力和应变测试验证了模型的有效性,模型可以重复使用,可以用此模型来研究膝关节损伤的力学机制。     

虚拟前交叉韧带重建手术中的触觉计算技术

虚拟手术训练仿真系统在医学教育训练中有着重要意义.膝关节损伤是运动伤的常见病,前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建手术是膝关节镜手术难度较大的术式之一.重点介绍软件实现虚拟ACL重建手术中的关键触觉技术,提出了钻孔模型表面模拟和钻孔骨道内壁模拟两个算法,实验效果表明了算法的有效性.     

用于SAR估计的基于U-Net网络的快速膝关节模型重建

膝关节高场磁共振成像（MRI）时,射频功率沉积（SAR）是一个关键的安全指标.目前对于局部SAR的准确估计只能通过电磁仿真实现,这就要求得到每一个个体的膝关节模型.本文提出一种针对低场磁共振图像的基于卷积神经网络的分割方法,以实现膝关节磁共振图像的快速重建.数据集来自于矢位T₁加权自旋回波图像,将膝关节组织按照"肌肉-脂肪-骨骼"模型进行简化,除脂肪与骨骼之外的其他组织归类为肌肉.采用一种全卷积的神经网络,即U-Net进行逐层的图像分割,卷积层数为4,训练采用交叉熵函数.本文对图像的自动分割结果与手动标注结果进行了定量的比较.此外,采用3 T正交鸟笼线圈进行了SAR仿真,结果验证了组织简化对于SAR估计的可行性,并且所提方法构建的模型可以得到较为精准的局部SAR分布.     

TKA术后一种假体周围骨折的力学原因分析

全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)术后,股骨远端易发生由外侧下方至内侧上方的骨折.通过人体站立、屈膝、行走等工况的模拟,分析股骨远端塑性应变及应力的分布情况,揭示该种骨折发生的原因.股骨髁部位塑性应变在三种工况下均出现在髁间窝及假体边缘线附近.行走时,塑性应变主要出现在股骨髁外侧,向...     

关节六自由度相对运动的一种测量装置

本文介绍了六自由度关节运动微机测量系统.该系统可以实时测量运动中膝关节的屈伸角,内收外展角、内旋外旋角以及胫骨相对于股骨的内外、前后和上下位移.制作了特殊的标校装置对系统进行了标校,其绝对误差为0.1cm.并对人体无损测量时系统的重复性进行了研究.该系统为研究关节运动学提供了一种有效的测量手段.     

兔膝关节软骨及软骨下骨的吡啶诺林的高效液相色谱测定

兔膝关节炎模型的关节软骨及软骨下骨 ,经盐酸水解 ,纤维素CF11分离吡啶诺林 (Pyr) ,高效液相色谱测定其含量 ;采用 μBondapakC18 柱 (10μm,3.9mm×300mm) ,以V 乙腈∶V 水[0.5 %(φ)七氟正丁酸]=25∶75为流动相,荧光检测器在λem 和λex 分别为390nm和297nm的条件下测定Pyr;在0.250～6.00μmol/L的范围内 ,Pyr含量与峰面积有良好的线性关系 ,r=0.9996 ,加标平均回收率是98 % ,相对标准差(n=6)是3.3 % ;样品测定结果显示 ,8周内 ,关节软骨中Pyr含量逐渐下降 ,软骨下骨中Pyr含量在早期下降 ,随后逐渐升高 ;骨胶原Pyr含量的变化是造成尿液Pyr升高的原因。