摘要：目的对桡骨远端骨折锁定钢板结构进行优化设计,以应对骨折内固定个性化刚度需求。方法运用三维建模和计算机辅助设计软件完成桡骨远端骨折模型和常规钢板的模型构建,基于初始有限元分析结果,以轴向刚度下调33.33%且保留扭转刚度的90.00%以上作为优化目标,对常规钢板进行拓扑优化和重设计;通过有限元分析计算,对比常规钢板和优化钢板在轴向压缩和扭转工况下的内固定刚度和产生的骨折区应变。结果所获得的优化钢板轴向刚度为636.5 N/mm,下调幅度为19.7%,基本接近既定的目标刚度,优化后的扭转刚度为634.12 Nmm/°,下调幅度为8.8%,并未超出既定的目标限值;而骨折区应变变化方面,轴向应变相比切向应变呈现出更为显著的增加趋势,与刚度调控效果基本一致。结论通过拓扑优化的方法从钢板结构层面进行重设计,可实现骨折愈合的个性化内固定刚度调控。

摘要：目的探索一种新的有限元建模方法以解决传统建模方法在截骨矫形应用中难以实现原位CT灰度材料赋值的问题。方法采用CT薄层扫描方式采集1例胫骨外旋扭转畸形的成人断层影像数据,利用Mimics软件对采集的胫骨CT数据进行三维重建并生成实体模型,结合CAD软件设计截骨矫形定位轴线、旋转角度及参考平面并模拟截骨,将截骨后胫骨模型各部导入有限元前处理软件中行网格划分并输出,重新在Mimics软件中输入CT图像的灰度-材料赋值关系公式,分别对网格模型进行非均匀赋值并得到胫骨各部分的赋值模型,最后将各部分模型连同参考轴、参考平面再次在前处理软件中完成截骨后的装配组合,得到截骨后完整的胫骨有限元模型,并提交模型到有限元求解器完成计算。结果采用本方法建立的胫骨截骨矫形模型同样具备基于CT灰度的非均匀材料属性,并可用于截骨术后结构的有限元分析。结论本研究提出的有限元建模方法既保留了基于CT灰度的材料赋值方法的准确性,又能解决传统赋值方法难以实现的骨骼模型部件之间空间变换问题,从而为矫形外科提供高效、灵活和准确的计算力学分析手段。

摘要：目的探讨软件数字化设计结合3D打印技术在股骨远端骨折中导航置人标准件库接骨板进行内固定的方法。方法收集2013年8月至2014年6月莆田学院附属医院骨科收治的21例股骨远端骨折患者的cT扫描Dieom格式图像资料，分别导人Mimics软件予以三维重建、骨折复位。从标准件库中选择接骨板虚拟内固定，设计带钉道的导航模块。3D打印骨骼、接骨板、导航模块，进行现实骨骼模型内固定手术，导航放置接骨板、螺钉，观察导航模块卡位、板钉位置情况，以术后外观，CT扫描三维重建，三维配准后统计分析螺钉进、出钉点空间位置三维坐标值评价效果。结果共导航置入21块接骨板，180枚螺钉。21例骨骼模型术后均行cT扫描三维重建，结合外观，显示接骨板位置均与Mimics软件中模拟预设的一致，螺钉的进出钉点空间位置比较差异无统计学意义（P〉0．05），术前设计与现实手术实施效果高度相似。导航模块和相对应的股骨远端骨性结构贴合紧密，嵌合度良好，在应用时卡位及稳定性良好，可以很好指引接骨板放置、螺钉置人。术前与术后进、出钉点高度相关（X轴0．9892、Y轴0．9631、Z轴0．9617；X轴0．9893、Y轴0．9850、Z轴0．9410；P〈0．0001）。结论在导航模块的辅助下，股骨远端骨折标准件库接骨板内固定置入准确率高。

摘要：目的：以胫后动脉和腓动脉为重点,对小腿部穿支血管进行解剖学研究,为皮瓣穿支血管蒂的选择及皮瓣设计和旋转提供解剖学依据,从而减少术后静脉回流障碍.方法：选取21侧小腿标本进行灌注,对小腿部胫后动脉、腓动脉的穿支血管进行细致解剖,测量穿支位置、直径、动静脉比例等数据.结果：胫侧穿支血管蒂的平均长度为（1.948±0.588） cm,腓侧为（3.286±0.768） cm;胫侧发出点距内踝的平均距离为（10.723±1.791） cm,腓侧发出点距外踝的平均距离为（12.260±2.762） cm;胫侧有2支伴行静脉的穿支占53.1％,有1支伴行静脉的占40.8％,腓侧分别为64.6％和33.3％,几乎所有穿支动脉均有上、下行支.结论：小腿部有较为恒定的穿支血管发出,穿支血管几乎均有上、下行支,以此设计螺旋桨皮瓣较为可靠.穿支蒂动静脉比例、口径、位置关系以及走行角度可作为皮瓣设计、切取、旋转的参考指标.

摘要：[目的]对桡骨远端骨折锁定钢板进行刚度最大化设计,运用有限元方法对重设计的钢板进行生物力学评价。[方法]运用三维建模软件和有限元分析软件完成个体化钢板的原型设计并进行初始分析,基于计算结果进一步对优化原型进行拓扑优化设计;通过有限元分析计算和对比常规钢板、优化原型钢板和优化钢板的体积、不同工况下的内固定刚度以及应力分布情况。[结果]所获得的优化钢板在体积上与常规锁定钢板相当,在轴向压缩刚度和扭转刚度方面均优于常规钢板,而在两种工况条件下优化钢板的应力峰值均低于常规钢板,应力分布更为均匀。[结论]对于桡骨远端骨折的个体化治疗,锁定钢板的拓扑优化能够为骨折的内固定提供可靠的方案。

摘要：目的探讨3D打印等技术对胫骨平台SchatzkerⅡ、Ⅲ型骨折关节面复位的应用价值。方法采集胫骨平台SchatzkerⅡ、Ⅲ型骨折CT数据11例进行胫骨3D打印(3D打印组),并采集胫骨平台SchatzkerⅡ、Ⅲ型骨折16例进行传统手术(传统组),对比两组关节面复位后的最大阶梯高度、手术时间,采用独立样本t检验进行统计学分析。结果 3D打印组平均手术时间为(112.3±6.8)min,略低于传统组的(121.7±12.8)min(t=2.223,P=0.036);3D打印组平均最大阶梯高度为(2.8±0.4)mm,少于传统组为(3.1±0.5)mm(t=2.123,P=0.044)。结论 3D打印技术可提高胫骨平台SchatzkerⅡ、Ⅲ型骨折关节面复位效果。

摘要：目的 研究标准件库及3D打印技术应用于胫骨近端骨折数字化内固定的方法及可行性。方法 取10具成人下肢标本,行连续薄层CT扫描,采集Dicom格式图像导入Mimics软件行三维重建,按Schatzker分型制作胫骨近端SchatzkerⅡ～Ⅵ型骨折各2具;从标准件库中选择钢板、螺钉对虚拟骨折模行行内固定;设计并3D打印带钉道的导航模块,指导标本内固定术中钢板、螺钉放置,观察卡位、板钉位置情况,以X线片及CT扫描评价效果。将该数字化内固定方法应用于临床治疗30例胫骨近端骨折患者（研究组）,与传统切开复位内固定治疗的30例患者（对照组）进行比较。两组患者性别、年龄、侧别、致伤原因、骨折分型、合并伤及受伤至手术时间比较,差异均无统计学意义（P〈0.05）,具有可比性。结果 10具标本内固定术后均行X线片及CT扫描、三维重建,显示钢板位置及螺钉进钉点、进钉方向、长度、直径均与Mimics软件中模拟预设一致;导航模块和相对应的胫骨近端骨性结构贴合紧密,嵌合度良好,在应用时卡位及稳定性良好,可引导钢板放置、螺钉植入。临床应用中研究组按照术前选择的钢板和螺钉顺利完成手术,进钉长度、直径、位置、角度等与术前设计一致。两组术前准备时间比较,差异无统计学意义（t=1.393,P=0.169）,但研究组患者手术时间、术中出血量、切口长度、切口愈合时间、治疗费用均显著少于对照组（P〈0.05）。所有患者均获随访,随访时间12～16个月,平均13.5个月。研究组骨折愈合时间显著短于对照组（t=4.070,P=0.00）。术后12个月时采用MacNab标准评价疗效,两组疗效比较差异无统计学意义（U=377.000,P=0.238）。结论 并通过胫骨近端骨折标准件库选择钢板在3D打印导航模块辅助下内固定植入准确率高,具有手术时间短、术中出血量少、安全性较高、骨折愈合快等优点。

摘要：目的评价新型镍钛记忆合金四角固定器在治疗跗跖关节损伤中的固定稳定性,并与空心拉力螺钉、背部钢板的固定强度进行对比分析。方法在6具新鲜下肢标本中,利用Electr0Force 3510高精度生物材料实验系统按以下分组顺序在600 N轴向载荷下测试标本整体的静态刚度。A组为空白对照组,为无损伤状态;B组为损伤组,人为建立跗跖关节损伤模型;C组为新型镍钛记忆合金四角固定器固定组;D组为背部钢板固定组;E组为空心拉力螺钉固定组。其中B、C、D组分别给予3000个疲劳循环,测试其疲劳前后的及时稳定性及疲劳稳定性。结果 3种内固定方式疲劳前后的自身比较中,应用配对t检验,差异均无统计学意义（P〉0.05）。应用随机区组设计方差分析比较各组,B组与A组间差异有统计学意义（P〈0.05）,整体刚度B组小于A组。A组、C组、D组间差异无统计学意义（P〉0.05）,并与E组比较差异有统计学意义（P〈0.05）,整体刚度小于E组。结论新型镍钛记忆合金四角固定器在治疗Lisfranc损伤中可以提供充足的固定强度,这为临床实施镍钛记忆合金四角固定器内固定术提供生物力学依据。

摘要：目的利用CT三维重建、计算机辅助设计与快速成型技术为经口咽枢椎椎弓根逆向置钉设计制作一种新型的组合式个性化精确定位置钉的导航模板。方法取4具成人颈椎标本进行CT扫描,在Mimics14.11中重建寰枢椎三维模型,将该模型结合经口咽寰枢椎复位钢板(transoralatlantoaxialreductionplate,TARP)导入Solidworks2014软件,设计经口咽枢椎椎弓根组合式个性化导航模板。采用快速成型技术制备组合式个性化导航模板,经该导航模板辅助在枢椎标本上置入椎弓根钉,根据术后CT数据评价椎弓根钉道位置。结果使用4个导向模板辅助置入8个枢椎椎弓根钉道,术后CT扫描计算水平面绝对偏差值为(0.85±0.70)mm,矢状面为(0.88±0.53)mm,水平面和矢状面的偏差值均无统计学差异(P>0.05)。在椎弓根螺钉钉道评价分析中,Ⅰ型螺钉为7枚(87.5%),Ⅱ型螺钉1枚(12.5%),所有螺钉处于可接受位置。结论本研究提出了一种新型组合式个性化导航模板用于辅助经口咽枢椎椎弓根螺钉准确置入,其操作简单,准确性高,为经口咽枢椎椎弓根精准置钉提供了一种全新、安全的方法。

摘要：目的:通过研究过去医疗诊断辅助系统设计中存在的问题,分析其在临床应用中存在的缺陷,提出一套新型系统的设计方案。方法:利用计算机数据库的海量存贮特性以及计算机逻辑思维相结合的方法,基于自动控制理论进行设计。结果:统计数据表明,CADS能返回具有统计学意义和较高准确率的诊察结果。结论:由信息录入、检索查询、二次检索、动态反馈以及结果输出五大模块构成的CADS,较好地实现了计算机信息技术在医学诊疗领域的应用。