目的:利用三维有限元方法比较小钛板及重建板固定的下颌骨体部缺损腓骨修复后的应力分布特点及位移情况,为临床上内固定选择提供力学依据.方法:建立下颌骨体部缺损腓骨修复及小型四孔钛板与重建板固定的三维有限元模型,模拟健侧磨牙咬合加载,对比分析钛板、钉孔周围骨质的最大应力值以及腓骨前后端的最大应力值和位移情况.结果:建立了小钛板与重建板固定的下颌骨体部缺损腓骨重建的三维有限元模型.钛板最大应力值均出现在下颌角区域,且均位于钛板上缘或后上方钛板(小钛板组),重建板31.645 MPa,小钛板37.031 MPa,均低于钛合金材料的破坏极限.钉孔周围皮质骨最大应力值均在最靠近前部下颌骨残端与腓骨交界处的第一个钉孔处,重建板4.712 MPa,小钛板8.243 MPa,也都低于皮质骨的屈服强度.总体位移腓骨前端均大于后端且两种钛板组结果相近.结论:重建板和小钛板均能满足下颌骨体部缺损腓骨固定修复的生物力学要求.

目的:利用三维有限元方法分析聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)作为种植固定修复桥架的可行性.方法:建立以PEEK为桥架材料,树脂、全锆、PEEK、烤塑和二硅酸锂为冠修复体的上颌牙列缺失种植固定修复三维有限元模型作为实验组,纯钛桥架全锆冠修复体模型作为对照组.在双侧第一磨牙垂直与斜向加载150 N,比较桥架、冠修复体、种植体、中央螺丝、松质骨、皮质骨压应力与拉应力最大值和von Mises应力值,分析PEEK材料作为桥架的可行性.结果:垂直加载时,实验组冠修复体von Mises应力全锆、二硅酸锂组较大,为361、295 MPa,树脂冠与PEEK冠应力较小,为35、37 MPa.实验组中央螺丝von Mises应力为694～724 MPa,远大于对照组的61 MPa,其中的最大压应力出现在树脂冠、PEEK冠组.斜向加载时,实验组桥架的von Mises应力小于对照组,但最大应力出现在树脂冠、PEEK冠组.实验组冠修复体全锆、二硅酸锂冠von Mises应力较大,树脂冠与PEEK冠应力较小.种植体von Mises应力为对照组的2倍.实验组中央螺丝von Mises应力远大于对照组,应力最大值为对照组的22倍.实验组松质骨、皮质骨应力为对照组的2倍,差异大于垂直加载.结论:PEEK材料作为上颌牙列缺失种植固定修复桥架时,应优先使用弹性模量较低的树脂或PEEK材料作为冠修复体,以降低修复体内部应力,同时减少悬臂及侧向力,避免中央螺丝应力过大.

目的:建立鼻中隔偏曲矫正手术前后鼻中隔三维有限元模型，探究鼻中隔偏曲矫正手术对鼻中隔软骨应力的减张效果。方法:该研究选取1例于2022年1月在南方医科大学珠江医院治疗的40岁男性鼻中隔偏曲患者，进行鼻内镜下二线减张鼻中隔矫正术，在术前和术后6个月行鼻中隔软骨CT三维重建及有限元分析，采集三维CT的DICOM格式数据，运用Mimics 21.0、Geomagic Studio 2014、ANSYS Workbench 17.0软件建立鼻中隔三维有限元模型。在鼻中隔软骨的顶端与底端设置固定约束，在软骨前端平面设置加载一个压强为10 6 Pa的沿X轴方向的接触应力，然后进行鼻中隔总形变位移和von Mises应力(VMS)分布的有限元分析。 结果:(1)鼻中隔偏曲软骨的总形变位移值最高点位于软骨前端，术前总形变位移最大值为0.022 296 m，术后为0.108 810 m。(2)鼻中隔偏曲软骨的应力分布主要集中于软骨前中段，VMS在鼻中隔前端有一峰值，术前VMS峰值为725 000 Pa，术后为2 426 000 Pa。(3)术后鼻中隔软骨总形变位移和VMS分布曲线从鼻中隔前端至后端有"瀑布样"落差。(4)术前鼻中隔VMS最大分布范围约为0.003 252 4 m 2，术后约为0.000 418 6 m 2，术后鼻中隔应力分布范围较术前明显减少。 结论:通过CT三维重建结合有限元分析技术，成功建立了鼻中隔三维有限元模型；通过对比手术前后的总形变位移和VMS曲线，证明鼻中隔偏曲矫正手术对鼻中隔软骨应力有减张效果。

目的:探索新型导流支架治疗复杂腹主动脉瘤的血流动力学机制，比较多层密网支架(streamliner multilayer flow modulator，SMFM)与新型导流支架对复杂腹主动脉瘤血流动力学的影响。方法:将临床采集的复杂腹主动脉瘤增强CT图像数据导入后处理软件Mimics中进行数据处理和三维重构。分别进行SMFM及新型导流支架数值建模，再导入动脉瘤数值模型，使用ICEM软件(Ansys ICEM CFD v15.0)进行网格划分后导入有限元分析软件Fluent 16.0中进行血流动力学分析。结果:两种支架均可以改变瘤腔内血液流态、稳定血流，在降低瘤腔内血流速度、瘤壁压力及剪切力方面起到一定的作用，同时维持分支动脉血流通畅；与SMFM相比，新型导流支架可以更为显著的降低瘤腔内血流速度、瘤壁压力及剪切力，同时可以加快分支动脉血流速度。结论:新型导流支架可以显著降低复杂腹主动脉瘤内血流速度、瘤壁压力及剪切力，同时可以加快分支动脉血流速度从而利于维持分支动脉通畅。

目的:研发新型解剖型后踝锁定接骨板，并通过有限元分析其力学稳定性。方法:收集100例健康志愿者胫腓骨和踝关节螺旋CT数据，测量国人后踝解剖学参数，结合相关计算机辅助技术设计制作新型国人解剖型后踝锁定接骨板，进行体外匹配性验证。通过建立有限元模型，对比分析该新型接骨板与3.5 mm皮质骨螺钉及1/3管型接骨板经力学加载后后踝骨折面的相对位移、最大Von Mises应力及置入物Von Mises应力峰值及分布。结果:利用胫腓骨和踝关节螺旋CT数及相关计算机辅助技术设计生产的新型解剖型后踝锁定接骨板与胫骨后踝匹配良好，解剖贴服。影像解剖学测量显示，后踝宽度四分位数 Q1、 Q2、 Q3分别为19.4、26.6、35.0 mm，相应踝关节CT三维重建模型对应小、中、大3种型号后踝基础接骨板。有限元分析显示：在不同加载方案下，新型国人解剖型后踝锁定接骨板固定后踝骨折时，骨折面Von Mises应力较3.5 mm皮质骨螺钉和1/3管型接骨板更低，内置物最大Von Mises应力较3.5 mm皮质骨螺钉和1/3管型接骨板更低，但不同固定方式间骨折面位移未见明显差异。 结论:新型国人解剖型后踝锁定接骨板与后踝匹配良好，力学强度高、稳定性好，可实现后踝骨折坚强固定。

目的:应用有限元分析比较5种内固定方式固定髋臼后柱骨折的生物力学特性。方法:选取1例健康女性志愿者，年龄为50岁，身高160 cm，体重63 kg，体重指数为24.6 kg/m 2。将志愿者CT扫描数据以DICOM格式导入Mimics15.0软件生成骨盆三维模型，应用ANSYS 14.5软件建立骨盆三维有限元模型，并验证其有效性。然后生成髋臼后柱骨折模型，建立内髂坐钢板、常规后柱钢板、顺行空心拉力螺钉、经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉及经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型。对5种固定模型行应力加载，比较5种固定模型髋臼后柱骨折线的位移及应力集中部位。 结果:髋臼后柱骨折线上节点的平均位移：站立位时，常规后柱钢板固定模型（6.13 μm）<经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型（6.85 μm）<经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉固定模型（7.07 μm）<内髂坐钢板固定模型（7.08 μm）<顺行空心拉力螺钉固定模型（7.85 μm）；坐位时，常规后柱钢板固定模型（7.77 μm）<内髂坐钢板固定模型（9.65 μm）<顺行拉力螺钉固定模型（9.69 μm）<经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉固定模型（10.1 μm）<经坐骨结节逆行空心拉力螺钉固定模型（10.20 μm）。5种内固定模型的应力均主要集中于骨折断端。结论:内髂坐钢板及常规后柱钢板固定髋臼后柱骨折的稳定性较空心螺钉（顺行空心拉力螺钉、经坐骨结节逆行空心拉力螺钉、经坐骨小切迹逆行空心拉力螺钉）固定好。

目的:通过有限元分析比较单纯动力髁螺钉（dynamic condylar screw，DCS）、锁定加压钢板（locking compression plate，LCP）联合DCS、股骨近端内侧解剖支撑钢板（medial anatomic buttress plate，MABP）联合DCS翻修治疗内侧缺损型股骨转子间骨折的生物力学差异。方法:选取一名健康成年志愿者的股骨CT影像数据，通过Mimics 21.0软件及Geomagic Studio 12软件重建股骨实体化三维模型。使用Ansys Workbench 18.0软件建立股骨转子间Evans-Jensen ⅡB型骨折模型。在Solidworks 2015软件中重建股骨近端防旋髓内钉（proximal femoral nail antirotation，PFNA）、DCS、LCP、MABP的三维模型；将PFNA与骨折模型进行装配，随后取出PFNA，建立股骨转子间骨折术后失败模型，再模拟股骨转子间骨折术后失败保髋翻修手术进行装配固定，分别采用DCS（无内侧支撑重建）、DCS+LCP（间接内侧支撑重建）、DCS+MABP（股骨颈下部分直接内侧支撑重建）固定；在Abaqus 6.14软件中分别模拟70 kg正常人站立（700 N）、缓慢行走（1 400 N）、快步行走（1 750 N）和上下楼梯（2 100 N）时的髋关节受力进行加载，记录不同模型中骨折断端的相对位移、应力峰值以及内固定的应力分布和应力峰值。结果:加载700 N轴向载荷时，采用DCS、DCS+LCP及DCS+MABP固定的骨折断端相对位移分别为0.28、0.13、0.09 mm，骨折断端应力峰值分别为49.01、15.29、1.35 MPa，整体内固定应力峰值分别为230、220、174 MPa；加载1 400 N轴向载荷时三种内固定方式的骨折断端相对位移分别为0.56、0.24、0.16 mm，骨折断端应力峰值分别为108.49、28.96、3.12 MPa，整体内固定应力峰值分别为469、352、324 MPa；加载1 750 N轴向载荷时三种内固定方式的骨折断端相对位移分别为0.70、0.30、0.20 mm，骨折断端应力峰值分别为139.59、37.57、4.17 MPa，整体内固定应力峰值分别为594、421、393 MPa；加载2 100 N轴向载荷时三种内固定的骨折断端相对位移分别为0.85、0.35、0.23 mm，骨折断端应力峰值分别为170.05、46.36、5.24 MPa，整体内固定应力峰值分别为724、504、460 MPa。结论:采用DCS+MABP固定对内侧缺损型股骨转子间骨折进行翻修具有更好的生物力学特性。

目的:探讨穴位贴敷联合仰卧间歇角度牵引对神经根型颈椎病颈部生物学相关参数的影响。方法:随机对照试验设计。将符合入选标准的2019年2月－2021年2月黑龙江中医药大学附属第二医院100例神经根型颈椎病患者，采用随机数字表法分为2组，每组50例。对照组采用西医常规疗法治疗，观察组采用穴位贴敷联合仰卧间歇角度牵引治疗。2组均治疗3个月。采用日本骨科协会评估治疗（JOA评分）、颈椎功能障碍指数（NDI）评价患者颈椎功能状态，VAS量表评估颈椎疼痛程度；利用三维绘制技术绘制椎间孔容积，建立颈椎三维有限元模型并进行力矩加载，做旋转、侧弯、后伸、前屈运动，测试C 4～7椎体各节段椎间盘应力及颈椎活动度，评价临床疗效。 结果:观察组总有效率为94.0%（47/50）、对照组为70.0%（35/50），2组比较差异有统计学意义（ χ2=9.76， P=0.002）。治疗后，观察组JOA评分高于对照组（ t=6.23， P<0.01），NDI评分、VAS评分低于对照组（ t值分别为5.17、9.13， P<0.01），椎间孔容积［（8.45±1.27）mm 3比（7.18±1.38）mm 3， t=4.79］高于对照组（ P<0.01）。治疗后，观察组C 4～7颈椎前屈［（7.15±0.87）°比（5.64±0.78）°， t=9.14］、后伸［（8.53±0.73）°比（7.15±0.68）°， t=9.78］、侧弯［（6.57±0.71）°比（5.28±0.67）°， t=9.34］、旋转［（7.89±0.52）°比（6.54±0.48）°， t=13.49］活动度高于对照组（ P<0.01）；C 4～7椎间盘前屈［（1.41±0.09）kPa比（2.01±0.12）kPa， t=28.28］、后伸［（1.54±0.07）kPa比（2.01±0.08）kPa， t=31.26］、侧弯［（1.24±0.07）kPa比（1.89±0.13）kPa， t=31.13］、旋转［（1.23±0.06）kPa比（1.85±0.11）kPa， t=34.99］应力低于对照组（ P<0.01）。 结论:穴位贴敷联合仰卧间歇角度牵引可较好改善神经根型颈椎病患者颈部疼痛及颈椎功能，促进颈部生物力学恢复。

目的:探讨两种新构型前环外固定架［髂嵴（IC）+髂前下棘（AIIS）外架、髂前上棘（ASIS）+AIIS外架）］治疗Tile C1型骨盆骨折的生物力学性能。方法:采用三维有限元法，建立Tile C1型骨盆损伤（单侧骶骨骨折和同侧耻骨纵行骨折）模型，分别模拟IC外架、AIIS外架、IC+AIIS外架、ASIS+AIIS外架、骶1（S 1）骶髂螺钉共5种固定方式进行固定。对模拟双足站立位和半卧位状态的垂直纵向载荷下，S 1上表面中点的竖直向下位移和后旋角位移进行量化和比较；对模拟左右挤压载荷下，骶骨外侧折端最高点和耻骨外侧折端最高点的侧方位移进行量化和比较；对模拟前后剪切载荷下，骶骨外侧折端最高点和耻骨外侧折端最高点的向后位移进行量化和比较。 结果:（1）模拟双足站立位的垂直纵向载荷下，S 1上表面中点的竖直向下位移和后旋角位移的结果较为一致，位移数值自大至小排序：IC外架、AIIS外架、ASIS+AIIS外架、IC+AIIS外架、S 1骶髂螺钉，其中IC外架的竖直向下位移数值明显大于其他模型。ASIS+AIIS外架与IC+AIIS外架的竖直向下位移和后旋角位移数值均相仿，后者较小。（2）模拟半卧位的垂直纵向载荷下，S 1上表面中点的竖直向下位移和后旋角位移同样一致，位移数值自大至小排序：IC外架、AIIS外架、ASIS+AIIS外架、IC+AIIS外架、S 1骶髂螺钉。（3）模拟左右挤压载荷状态下，骶骨外侧折端最高点和耻骨外侧折端最高点的侧方位移结果一致，位移数值自大至小排序：S 1骶髂螺钉、IC外架、AIIS外架、ASIS+AIIS外架、IC+AIIS外架，其中S 1骶髂螺钉、IC外架侧方位移数值较大，ASIS+AIIS外架与IC+AIIS外架的侧方位移数值相仿，后者较小，并显著小于其他模型。（4）模拟前后剪切载荷状态下，骶骨外侧折端最高点和耻骨外侧折端最高点的向后位移同样一致，位移数值自大至小排序：IC外架、AIIS外架、ASIS+AIIS外架、IC+AIIS外架、S 1骶髂螺钉，其中IC外架、AIIS外架的向后位移数值较大，ASIS+AIIS外架与IC+AIIS外架的向后位移数值相仿，后者较小。 结论:针对Tile C1型骨盆骨折，IC+AIIS外架和ASIS+AIIS外架的各向生物力学稳定性能均优于IC外架和AIIS外架，但ASIS+AIIS外架略弱于IC+AIIS外架。相比S 1骶髂螺钉和IC外架、AIIS外架，IC+AIIS外架和ASIS+AIIS外架的侧方稳定性尤为突出，均值得临床应用推广。

目的:比较改良与传统构型髂腰钉棒系统固定垂直不稳定骨盆后环脱位的生物力学特性。方法:选用1名31岁健康男性志愿者的腰椎、骨盆及股骨CT图像，通过有限元方法利用三维虚拟软件建立骨盆后环脱位模型、改良与传统构型髂腰钉棒系统单侧与双侧固定模型。通过约束双侧股骨下端于L 1椎体上施加500 N纵向载荷，评估完整骨盆模型最大应力及骨盆后环脱位模型刚度，以验证模型的可靠性；模型验证完成后，沿L 1椎体曲线方向施加400 N跟随载荷模拟上部躯干力量，比较改良与传统构型髂腰钉棒系统模型骶骨最大垂直位移、最大后方位移、最大右侧位移及整体最大位移；比较内固定及骨盆的应力分布情况。 结果:（1）完整骨盆模型最大应力为22.0 MPa，骨盆后环脱位模型刚度为180.03 N/mm。（2）在骶骨最大垂直位移方面，改良与传统构型髂腰钉棒系统双侧固定基本相当；但在骶骨最大后方位移、最大右侧位移及整体最大位移方面，改良构型髂腰钉棒系统双侧固定分别为0.57 mm、0.19 mm、0.68 mm，传统构型髂腰钉棒系统双侧固定分别为1.38 mm、0.26 mm、1.41 mm，前者均明显小于后者。（3）在骶骨最大垂直位移、最大后方位移、最大右侧位移及整体最大位移方面，改良构型髂腰钉棒系统单侧固定分别为0.70 mm、0.73 mm、0.17 mm、0.88 mm，传统构型髂腰钉棒系统单侧固定分别为1.17 mm、2.21 mm、0.31 mm、2.29 mm，前者均明显小于后者。（4）改良构型髂腰钉棒系统中内固定应力主要集中在髂骨钉棒与腰椎弓根钉棒之间的连接棒上，而传统构型髂腰钉棒系统中内固定应力主要集中在髂骨钉上缘的连接棒上。在内固定最大应力方面，改良构型髂腰钉棒系统双侧固定为340.84 MPa，传统构型髂腰钉棒系统双侧固定为489.77 MPa，前者较后者减小30.4%；改良构型髂腰钉棒系统单侧固定为351.23 MPa，传统构型髂腰钉棒系统单侧固定为415.82 MPa，前者较后者减小15.5%。（5）改良与传统构型髂腰钉棒系统中骨盆应力主要集中在髂骨钉与皮质骨接触的区域。在骨盆最大应力方面，改良构型髂腰钉棒系统双侧固定为19.21 MPa，传统构型髂腰钉棒系统双侧固定为87.59 MPa，前者较后者减小78.1%；改良构型髂腰钉棒系统单侧固定为39.91 MPa，传统构型髂腰钉棒系统单侧固定为134.98 MPa，前者较后者减小70.4%。结论:与传统构型髂腰钉棒系统相比，改良构型髂腰钉棒系统能有效降低垂直不稳定骨盆后环脱位各方向位移，使内固定及骨盆的应力明显减小，具有良好的生物力学稳定性。