摘要：股骨颈骨折是股骨头以下至股骨基底部之间的骨折,在内固定治疗时存在不同角度的置钉需求。采用正交实验设计方案对各向异性股骨颈材料进行仿真实验和牛股骨钻削实验,旨在研究施加生理盐水条件下股骨颈斜向钻削基理。对采集的钻削轴向力和温度结果进行方差和响应面分析,并通过Design-Expert软件对实验结果进行寻优。研究结果表明:在研究范围内,钻削参数为n=1500r/min,f=40mm/min时,各角度轴向力最低;钻削角度超过20.9°时,进给速度为40mm/min的生理盐水流速存在局限性。

摘要：目的利用计算机仿真技术模拟发育性髋关节脱位(developmental dislocation of the hip,DDH)患儿不同股骨颈前倾角时股骨的应力分布,以明确DDH患儿股骨颈前倾角矫正的意义,并指导手术方案的制定。方法回顾性分析2021年6月在山西省儿童医院骨科住院治疗的1例右侧DDH患儿影像学资料。患儿女,6岁,提取正常侧(左侧)髋关节股骨扫描数据,通过三维CT扫描重建股骨三维模型,分别设计股骨颈前倾角35°、25°、15°时的力学仿真模型,通过有限元软件进行仿真计算,观察不同股骨颈前倾角度时股骨的生物力学分布。结果DDH患儿股骨三维模型上股骨颈前倾角为35°、25°、15°时股骨模型受到的最大应力分别为21.18 MPa、17.36 MPa、9.85 MPa。股骨颈前倾角为35°时,股骨干应力集中;股骨颈前倾角为25°时,股骨远端骨骺的应力降低25%;股骨颈前倾角为15°时,股骨应力主要集中在股骨头颈至股骨干上段。股骨颈前倾角为35°时,位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中段;股骨颈前倾角为25°时,位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中上端;股骨颈前倾角为15°时,位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨颈。股骨颈前倾角为35°、25°、15°时其股骨远端骨骺的最大位移分别为0.0041 mm、0.0018 mm、0.0012 mm。结论股骨颈前倾角对DDH患儿的股骨力学有着重要影响。股骨的应力分布随着股骨颈前倾角改变而改变,股骨颈前倾角度增大,股骨干应力逐渐增加,在股骨干位置出现应力集中现象;股骨颈前倾角越大,应力传递在股骨干区域受到的遮挡效应越大,股骨远端骨骺在横断面的变形也增加。股骨颈前倾角为15°时股骨应力分布较为理想。

摘要：应用矩阵微分建立了股骨颈手术导航机器人的位姿误差模型。依次做了以下主要工作:设计股骨颈手术导航机器人的三维形体结构,即串、并联混合机构;基于结构与运动特征,采用传递矩阵建立手术导航模型;提取特征参数作为微分变元,通过矩阵微分建立手术导航的位姿误差模型;应用仿真软件matlab7.0,以导航机器人的设计尺寸与容差值为变量,对特征参数引起的导航位姿误差分布进行仿真,其结果位姿误差呈平面分布,极大误差在边界线上获得。应用矩阵微分建立的手术导航误差分析模型的工程含义明确,结构规范,适用于将机器人的精度校核穿插到形体设计的前期阶段进行,在并行设计中的精度校验上有实用性。

摘要：针对微创股骨颈手术中医生的手术操作与机器人工作空间发生干涉的问题,进行了导航机器人构型模糊规划建模的研究,提出了一种机器人数字化构型设计的新方法。首先通过形体构造集的分析对手术过程提取规划空间值。其次,构建该导航机器人构型拓扑结构,提取构型特征参数,建立该机器人的模糊规划模型。最后,围绕微创股骨颈导航机器人的开发实例,进行规划模型的求解验证。实例证明:模糊规划应用于机器人的构型设计,能直接从规划变量中得到构型设计的特征参数值。这项研究开拓了模糊理论在构型设计中的应用。

摘要：作者自行设计制造了一种用于治疗股骨颈骨折的加压螺纹钉,并将其与斯氏针、三角针进行生物力学比较研究。选20个成年男性股骨上段防腐标本随机分为3组,将标本锯成内收经颈型股骨颈骨折。标本内固定后,在ZDM—500型试验机上进行轴压试验。采用位移传感器,应变仪和X—Y函数记录仪同时记录不同载荷下骨折部张开位移及旋转位移。结果显示:加压螺纹钉组在骨折标本张开位移为3mm时,其承载力及最大承载力明显大于三角针及斯氏针组(P0.05)。

摘要：目的评价新的股骨颈生物力学分析中股骨颈三维模型的特点及建模的可行性。方法在分析建模过程和操作流程的基础上,分别利用塑料股骨模型和尸体股骨模型进行CT类型DICOM图像的VTK快速读入、边缘提取及三维重建,验证该过程所建的股骨颈生物力学分析中股骨颈模型的正确性和有效性。实现三维重建股骨颈在生物力学实验及股骨颈骨折手术操作中的临床应用价值。结果特征数据的提取过程简单,通常情况下,102张DICOM数据,只需3min左右即可完成阈值图像处理、光顺处理以及特征数据提取。同时,只需以不大于2mm的片层间距扫描CT图像,就可重建出生物力学分析可接受的股骨颈的三维形体。并在半分钟完成重建。结论在CT图像中,基于图像灰度阈值能够有效快速获取股骨颈生物力学模型的数据特征及三维重建形体,且开发出可交互的股骨颈三视图系统。

摘要：[目的]通过CT成像描述股骨颈旋转角并测量数据,探讨临床价值。[方法]用螺旋CT扫描15个健康成人志愿者双侧股骨上段,三维成像,描述并用二种方法测量股骨颈扭转角。[结果]股骨颈扭转角是股骨颈截面最长径与股骨上段长轴的夹角,"圆心法"测得成角左侧30.00°±3.23°,右侧29.07°±3.65°,股骨颈不同部位及左右侧差别无统计学意义。[结论]三维CT成像能良好显示股骨颈扭转角并测量,"圆心法"测量值理论上更接近真实值。此角度对股骨上端手术操作及内固定设计有参考价值。

摘要：目的探讨自行设计的蘑菇状股骨头表面置换假体植入后对股骨颈的生物力学影响是否在安全范围内。方法取自愿捐赠55岁以下新鲜成人股骨上段标本4个,模拟测量股骨在站立位压力作用下,正常股骨、假体植入后初期(假体空隙内仅填充松质骨骨泥或碎骨,主要依靠螺纹和压配关系与骨骼接合)和远期(假体空隙内填充骨水泥,使其和周围骨组织完全接合)3种状态时,股骨颈狭窄处A(外侧)、B(内侧)两个测试点的应变,并采用Excel行回归分析和可信度分析。结果测试点A、B在股骨头假体植入前后的应变值经线性回归分析显示,相关系数r值均>99%,股骨颈皮质骨应变与股骨头所受载荷成正比,实验载荷未使股骨颈发生塑性变形。测试点A应变的趋势线斜率植入前为0.6719,植入后初期为0.6192,应变变化率为—7.8%;植入后远期为0.6627,应变变化率为—1.4%。测试点B应变的趋势线斜率植入前为—1.0561,植入后初期为—1.1292,应变变化率为6.9%;植入后远期为—1.0851,应变变化率为2.7%。结论蘑菇状股骨头表面置换假体植入后,股骨颈应变在安全范围内,远期应变变化率较初期小。

摘要：背景:由于骺板在股骨的生长发育过程中有重要的作用,内固定的设计要求尽量避免对骺板的损伤,因此对儿童股骨骺板的定位显得尤其重要。目的:探讨新型儿童股骨颈螺钉固定儿童股骨颈骨折的生物力学性能。方法:由南华大学解剖室提供的6具儿童尸体上取下股骨12根,X射线排除骨病后,分别采用3枚新型儿童股骨颈螺钉固定;3枚2.0 mm克氏针固定。分别进行生物力学实验,测试其轴向压缩、扭转刚度。结果与结论:轴向压缩刚度及最大3 N·m的扭转力矩下扭转刚度,儿童股骨颈螺钉分别为(190.74±20.88)N/mm、(0.18±0.045)N·m/(°),克氏针为(138.95±15.19)N/mm、(0.120±0.036)N·m/(°),两者比较差异均有显著性意义(P<0.05);显示儿童股骨颈螺钉的抗压能力和抗扭能力上明显强于克氏针。实验说明儿童股骨颈螺钉是一种符合儿童股骨近端解剖学特点,能够满足儿童股骨颈骨折需要的新型内固定器械,具有良好的生物力学性能。

摘要：目的　探讨保留股骨颈的全髋关节置换在临床运用中的早期疗效分析。　方法　 1999年 1月～ 2 0 0 1年 6月 ,12例因各种原因需行全髋关节置换者接受了保留股骨颈的全髋关节置换 ,采用改良 Moore小切口 ,在头下位置将股骨头截断 ,保留完整的股骨颈。选择合适的外杯 ,5 5度外翻角装入。内杯为超高分子聚乙烯 ,超半径设计保持外翻 4 5度。术前、术后及随访中对患者髋关节功能进行 Harris评分 ,随访时摄 X线片以了解假体的位置、松动情况及异位骨化。结果　 12例均获随访 2～ 4年 6个月 ,平均 3.1年。髋关节 Harris评分由术前的平均 5 4分提高到末次随访时的平均 92分 ;仅 3例出现轻度异位骨化 ;无假体松动及下沉 ;1例发生股骨假体柄周围的轻度吸收。　结论　保留股骨颈的全髋关节置换术对因各种原因需行全髋关节置换者 ,是一种良好的选择 ,主要适用于无骨质疏松且股骨颈完整者。