摘要：为了解决传统FPGA医学图像采集系统存在的偏差高和效率低的问题,设计并实现基于双核OMAP3530处理器的激光医学图像采集系统,分析系统的总体结构,详细说明了图像采集模块、处理器模块以及存储器模块的设计和器件选择。物体被两种不同的激光源照射,反射出的激光射入激光传感器后,获取物体的激光条纹图像,图像采集模块获取物体的激光条纹图像数据,并将图像数据传输到OMAP3530处理器进行处理,处理后的数据存储到MT29CIG24MADLAJA-6IT存储器模块中。系统软件部分分析了图像采集模块以及图像存储模块的实现过程。实验结果说明,所设计图像采集系统具有较高的图像采集效率和精确度。

摘要：本研究基于CT数据对颌骨支架材料进行有限元分析及3D打印模型研究,为了进一步确定CT技术与3D打印技术在骨组织构建工程的可行性,同时探讨构建骨组织支架材料工程的技术问题,本研究利用骨缺损区域的CT数据进行三维构建,对武汉市第一医院颌面外科颌骨囊肿患者的颌骨缺损区进行CT扫描,再将DICOM数据导入Mimics中,根据CT数据对颌骨缺损部分进行三维建模。支架材料内部形态基于Pro/E软件设计3种不同的支架-立方体结构、蜂窝结构、仿生骨结构。设置支架材料负载为90 N,泊松比为0.3,弹性模量为11 Gpa,地面为完全约束,对支架结构的形变及应力进行有限元分析。构建的支架结构导入Magics中,输出STL格式,连接3D打印机制备支架的三维模型实体模型。本实验发现：（1）使用3D打印技术制得三种支架实体模型,支架材料模型外部形态和颌骨骨缺损区内部结构高度匹配。（2）分别对三种支架模型结构进行有限元分析,分析符合要求。（3）基于布尔运算对支架模型的外部形态同骨缺损区进行匹配。基于CT数据,计算机辅助设计及Mimics三维软件,重建三维模型,利用3D打印技术制造支架实体模型。有限元分析的表明,在同等条件下,立方体结构的支架具有较好的力学性能。

摘要：目的 为足背内侧皮神经营养血管皮瓣设计提供解剖学依据，并报道其临床应用效果。方法 32侧乳胶灌注的成人下肢标本，对足背内侧皮神经及其营养血管进行解剖，观察其起始、直径、走行、分支及分布情况。在此基础上设计足背内侧皮神经营养血管皮瓣应用于临床修复足前端创面3例。结果 足背内侧皮神经均续于腓浅神经，行于踝间线时位于中点内侧（0．7±4．3）mm，直径为（2．59±0．54）min，主干于踝间线远端（3．0±1．5）cm处发出1—3条分支。足背内侧皮神经营养血管平均每侧6．9支，最为恒定的分支穿深筋膜时分别位于踝间线近端（4．1±0．5）cm，直径为（0．81±0．13）min；第一跖趾关节内侧近端（1．4±0．2）cm，直径（0．48±0．08）min；第二趾蹼尖近端（1．5±0．3）cm，直径（0．46±0．08）mm。临床应用3例皮瓣均完全成活。结论 足背内侧皮神经营养血管皮瓣血供可靠，逆行皮瓣转移是一种理想的修复足前端创面的手术方法。

摘要：背景:髋关节置换过程中可以使用不同材料的假体,不同的假体组合会产生不同的生物力学效果和骨界面应力分布。目的:探讨不同材料人工髋关节假体对骨界面的应力分布及生物力学的影响。方法:对志愿者进行髋部CT扫描,所得图像资料以DICOM格式进行保存,并利用MIMICS软件进行处理,导入ANSYS获得股骨三维有限元模型。对股骨材料属性进行赋材质,获得股骨赋材质三维有限元模型。选择3种不同的置换假体材料(钴铬钼合金、钛合金以及复合材料),结合实际关节置换的具体要求,在CAE软件中对不同类型假体予以设计,得出相应的假体模型。按照STL格式将构建的假体模型导入MIMICS中,对股骨与假体进行装配。对不同假体关节置换后的应力情况进行分析,分别对3种假体在置换后对应完整股骨中下部应力集中区内外侧、小转子右下方30 mm、股骨近端小转子右侧的应力遮挡率进行计算。结果与结论:通过三维有限元分析,建立了直观、精确的股骨模型以及假体三维模型。按照实际情况对股骨三维有限元模型进行赋材质,获得相应的模型,从而更加直观的展现出股骨内部不同材质的属性,并对钴铬钼合金、钛合金、复合材料3种假体置换后的股骨应力进行了模拟。结果发现,应力遮挡率在股骨中下端股骨会出现下降的情况,置换后股骨远端部位应力高于完整股骨应力水平。提示使用钴铬钼合金、钛合金、复合材料3种置换假体进行髋关节置换后均会出现一定的应力遮挡情况。其中复合材料假体与人体的实际生理环境更为接近,可以有效减少应力遮挡作用,有利于应力从假体传导至股骨上。

摘要：目的探讨一种典型自制匀浆膳和一种工业化肠内营养制剂的营养素准确性、精确性及物理化学性的差异及在临床治疗中的意义。方法采用GB方法对自制整蛋白匀浆膳和工业化生产乳基整蛋白配方中的营养素进行检测和统计分析。结果自制匀浆膳含水量较高,黏度达到(20000±2121.32)cps;宏量营养素及能量实际测定值均略低于设计值的10%;维生素中,实测脂溶性维生素A和E只占设计值的49.32%和56.47%,而水溶性维生素B1、B6和C含量非常低,接近或已低于检测线;矿物质中除钾外其他均低于设计值,其中铁只占设计值的25.16%.工业化肠内营养制剂中能量、宏量营养素、微量营养素(维生素和矿物质)的含量均高于设计值且矿物质含量与设计值的差异控制在方法偏差值范围内(5%-10%).结论匀浆膳中维生素与矿物质与设计值的偏差为非线性关系,因此工业化肠内营养制剂可以提供更精确的营养素水平来达到设计值要求,在单一营养素的强化也更具有灵活性。

摘要：设计制备多元氨基酸共聚物/磷酸钙复合材料椎间融合器(MAACP/TCP Cage)并测试其压缩强度。对16个成年雌性山羊颈椎C3-4节段标本进行X片正侧位检查,排除颈椎病变,测量:C3-4椎间高度(DSH)、C3下终板矢状径(SDLE3)、C4上终板矢状径(SDUE4)、C3下终板横径(CDLE3)、C4上终板横径(CDUE4),根据测得的解剖参数设计MAACP/TCP Cage及形状尺寸相同的钛合金Cage,MAACP/TCP Cage采用注塑成块精加工而成,钛合金Cage经机械加工制作。压缩强度测试分三组进行:三面皮质髂骨组(取自山羊)、MAACP/TCP Cage组和钛合金Cage组,每组样本数为8个,均制备成相同尺寸:12mm×10mm×6mm,在万能试验机上测试各样品的压缩强度分别为:DSH(4.78±0.17)mm、SDLE(15.06±0.53)mm、SDUE4(12.46±0.44)mm、CDLE3(14.47±0.51)mm、CDUE4(12.15±0.65)mm。成功设计制备MAACP/TCP Cage,其压缩强度达到76.34MPa,明显高于三面皮质髂骨块组的压缩强度(18.41MPa),测试机器的最大加载力为50 000N,未能准确测出钛合金Cage组的压缩强度,其值应大于541.35MPa。实验证明,MAACP/TCP Cage组的压缩强度明显高于山羊三面皮质髂骨块组的压缩强度。

摘要：随着生命科学研究的不断深入，计算机领域的尖端技术逐渐融人医学领域，这是医学发展的必然趋势。将骨科学与数字化技术紧密结合，采用计算机数字化技术对骨科领域的临床及基础问题进行研究及分析，是骨科未来的发展方向。关节置换术是一项比较成熟的技术，在治疗由骨关节炎（OS—teoarthritis，OA）、类风湿关节炎（rheumatoidarthritis，RA）、股骨头坏死（osteonecrosisoffemoralhead，ONFH）及髋关节发育不良（developmentaldysplasiaofhip，DDH）等疾病所致的关节疼痛、关节功能障碍等方面具有明显优势。关节置换术的关键在于肢体正常生物力学功能的恢复，而精确的术前计划、合理的假体选择、准确的术中操作是实现该目标的重要保证。因此，数字化技术在关节置换领域有不可替代的应用价值，主要应用方向包括术前计划制定、手术操作辅助、关节假体设计和定制、生物力学重建和有限元分析。本文对数字化骨科技术在关节置换术中的应用进行综述。

摘要：目的探讨基于膝关节CT及下肢全长X线片设计的股骨远端截骨导板在人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)中应用的可行性及准确性。方法以2016年7月—2017年2月拟行初次TKA的20例膝关节重度骨关节炎患者作为研究对象。男9例,女11例;年龄53~84岁,平均69.4岁。体质量指数22.1~31.0 kg/m2,平均24.8 kg/m2。术前膝关节活动度(range of motion,ROM)为(103.0±19.4)°、疼痛视觉模拟评分(VAS)为(5.4±1.3)分、美国特种外科医院(HSS)评分为(58.1±11.3)分。术前基于下肢全长正侧位X线片及膝关节CT构建膝关节三维模型,设计并制作股骨远端截骨导板,模拟手术确定股骨远端截骨厚度。比较术前设计以及术中实际股骨远端内、外侧髁截骨厚度。记录术中失血量、术后引流量及计算隐性失血量;术后3个月行膝关节ROM、VAS评分、HSS评分评估临床疗效;通过比较术前及术后1周的股骨外翻角(femoral mechanical-anatomical angle,FMAA)、股骨远端解剖外侧角(anatomical lateral distal femoral angle,aLDFA)、股骨机械轴与胫骨机械轴夹角(mechanical femoral tibial angle,mFTA)、股骨远端屈曲角(distal femoral flexion angle,DFFA)、股骨假体屈曲角(femoral prosthesis flexion angle,FPFA)、股骨假体外侧角(anatomical lateral femoral component angle,aLFC)、前翼与股骨前方皮质线夹角(α角),评估股骨远端假体冠状面及矢状面位置。结果于股骨远端截骨导板辅助下TKA均顺利完成;术前设计股骨远端内、外侧髁截骨厚度与术中实际截骨厚度差异均无统计学意义(P>0.05)。患者均获随访3个月。术后切口均Ⅰ期愈合,未出现关节周围感染、下肢深静脉血栓形成等并发症。除1例患者未行氨甲环酸治疗外,其余19例患者术中失血量为30~150 mL,平均73.2 mL;术后引流量为20~500 mL,平均154.5 mL;隐性失血量为169.2~1400.0 mL,平均643.8 mL。术后3个月ROM为(111.5±11.5)°,与术前比较差异无统计学意义(t=–1.962,P=0.065);VAS评分为(2.4±0.9)分、HSS评分为(88.2±7.5)分,与术前比较差异均有统计学意义(t=7.248,P=0.000;t=–11.442,P=0.000)。X线片复查示术后mFTA与术前测量比较差异有统计学意义(P0.05);FPFA、aLFC、α角与术前规划比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论基于膝关节CT及下肢全长X线片制备的股骨远端截骨导板辅助TKA能实现精确截骨,改善下肢冠状面和矢状面力线,减少手术失血量,早期疗效满意。

摘要：目的:评估虚拟术前规划和3D打印模板预塑形钢板治疗髋臼后壁骨折的可行性和准确性。方法:回顾性分析2017年8月至2020年8月治疗的髋臼后壁骨折患者29例,根据是否采用术前虚拟规划和3D打印模板分为2组,3D打印组14例,男10例,女4例;年龄21~53岁;基于患者骨盆CT数据采用Mimics和3-Matic软件进行虚拟手术规划,虚拟复位骨折,设计后壁钢板模板及螺钉固定位置,模拟透视记录合适方位以指导术中透视,打印后壁钢板模板和带有后壁骨折块的钢板螺钉模型,然后根据模板预塑形钢板备用。常规组15例,男10例,女5例;年龄19~55岁;采用常规的方法术中折弯钢板适应骨折区域。比较两组术中出血量、手术时间、骨折复位质量和髋关节功能。结果:23例患者获得随访,时间12~30个月。两组患者骨折均愈合,愈合时间3~6个月。两组手术时间、术中出血量比较,差异均有统计学意义(P0.05)。3D打印组优6例,良5例,可3例;常规组优5例,良5例,可4例,差1例;两组髋关节功能疗效比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:术前虚拟规划结合3D打印模板预塑形钢板技术可缩手术时间,减少手术出血量,提高复位质量。该技术治疗髋臼后壁骨折有效、准确、可靠。

摘要：全髋关节置换术是治疗多种髋关节疾病的一种有效方式,多项研究发现术后假体的稳定性及多种并发症的发生均与关节周围生物力学因素有关,但髋关节复杂的解剖结构使得在体内和实验室对其进行生物力学研究非常困难。有限元分析对复杂物体的生物力学性能分析具有独特的优势,现已被成功应用于人体骨骼、关节和肌肉的相关研究,在骨科生物力学领域占有重要的地位。本文对近几年来有限元分析应用于全髋关节置换中的相关研究进行了较详细的总结,归纳了目前最新的研究进展及存在的问题,为以后的研究指明了方向。