摘要：目的基于腰椎融合外科技术,设计个性化新型腰椎棘突间撑开关节突螺钉固定系统(customizedinterspinous spacer system,CISP system),评估CISP系统治疗腰椎退行性疾病的生物力学特性,为临床手术方案设计和器械优化提供理论依据。方法基于人体CT图像数据建立L1-S1腰椎三维有限元模型,将新型CISP系统、Coflex和DIAM器械植入L4/L5病变节段实施动态固定手术,采用有限元方法模拟分析CISP系统与传统棘突间撑开器在腰椎节段的关节活动度、椎间盘应力分布、棘突和植入器械承载能力的差异等。结果新型CISP系统在前屈、后伸、侧弯和旋转工况下手术节段活动度和椎间盘峰值应力相比Coflex模型下降了29.13%、61.27%、77.35%、33.33%;36.82%、67.31%、73.00%和69.57%;DIAM模型分别下降了34.53%、57.86%和75.81%、25.21%;36.22%、67.31%、75.01%和71.40%。CISP系统棘突的峰值应力在4种工况下分别为29.93、24.66、14.45和24.37 MPa,对应的Coflex模型大小为165.3、109、84.79和47.66 MPa。结论与传统的棘突间撑开器相比,CISP系统表现出良好的稳定性,更有效地分散了IVD的负荷,并降低了棘突骨折的风险。CISP系统的个性化设计是治疗腰椎退行性疾病可行的选择。

摘要：目的:研究颅底凹陷寰枢椎脱位(Basilar invagination with atlantoaxial dislocation, BI-AAD)采用寰枢椎可膨胀融合器和静态融合器各自联合后路内固定系统治疗的生物力学特性,为寰枢椎可膨胀融合器的设计研发提供理论依据。方法:基于BI-AAD患者术后枕颈CT图像数据结合临床手术方案,建立寰枢椎关节间可膨胀融合器(高度7~10 mm,角度5˚~8˚)联合枕骨板和C2椎弓根螺钉后路内固定(ECage + C2PS + OP)和静态融合器联合后路内固定系统(Cage + C2PS + OP)的上颈椎三维有限元模型,分析寰枢椎关节活动度、植入融合器、椎弓根螺钉系统和上下终板的应力分布等情况。结果:ECage + C2PS + OP与Cage + C2PS + OP相比在屈伸、侧弯和旋转工况下寰枢关节活动度降低了11%、33.33%、0.04%;C2终板应力峰值在四种工况下分别降低−0.01%、58.16%、47.53%、67.39%。可膨胀融合器的应力分布于壳体中间“H”部位,在不同工况下可膨胀融合器最大应力值均有所下降,最大值为后伸工况的21.38 MPa,比静态融合器降低了48.6%。而枕骨板和C2椎弓根螺钉应力整体趋势大于静态融合器组。结论:可膨胀融合器能够适用于寰枢椎特定的高度和角度的撑开调整,从而实现对颈椎生理曲度的调节。设计的可膨胀寰枢关节间融合器较静态融合器沉降率风险更低,但是撑开装置具有断裂风险需要进一步优化设计。

摘要：脑纤维是大脑各区域间信息交互的重要通道,而高角度分辨率扩散成像是表征人脑复杂神经纤维通路的有效方法,能对多种神经性疾病的诊断提供参考.但脑纤维分布错综复杂,如何对局部区域进行直观展示是可视化领域的研究难点.通过设计脑纤维三维可视化系统,实现对HARDI脑纤维数据的追踪和处理,并将处理结果在三维空间中呈现出来,实现光照技术以增加脑纤维可视化的空间层次感.文中提出基于散布矩阵的纤维筛选方法以降低三维可视化效果的视觉混杂性,并在此基础上实现2种算法对纤维进行聚类,增强了局部区域的直观展示,为临床诊断提供辅助分析工具.

摘要：为提升电动汽车用永磁同步电机效率,提出采用高磁导率、低损耗非晶合金定子铁心代替传统硅钢定子。首先,基于有限元法分析直接替换现有硅钢定子的永磁同步电机转矩性能不达标,其次,在外形尺寸、槽面积不变及转矩性能不降低的前提下,以效率为优化目标,以定子齿宽以及永磁体宽度为优化变量,采用响应面法对非晶合金定子永磁同步电机进行优化设计。最后通过优化前后效率及转矩对比,说明了非晶合金电机在效率提升方面的优越性。