目的 評價四爪接骨板行多發性肋骨骨折和連枷胸內固定術的臨床療效。 方法 回顧性分析上海市浦東醫院2011年12月至2012年11月93例多發性肋骨骨折和連枷胸患者的臨床資料，其中男78例、女15例；年齡20～80歲。均采用四爪接骨板內固定治療，對固定后的四爪接骨板進行有限元建模分析。 結果 93例患者平均肋骨骨折數（5.9±2.1）根，內固定數（3.8±1.3）根，入院后手術時間（6.3±3.2） d。患者經四爪接骨板內固定治療后，骨折錯位的肋骨及連枷胸胸壁塌陷得到矯正，患者疼痛緩解。術后胸部CT三維重建顯示四爪肋骨接骨板內固定區無松脫移位，肋骨骨折復位好，胸廓恢復正常；通過有限元分析發現四爪接骨板內固定后能承受的最大應力是正常肋骨的兩倍。 結論 四爪肋骨接骨板內固定治療肋骨骨折效果好，并且切口小，胸壁肌肉損傷小，有較高的實用價值。
目的利用有限元研究方法，比較下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統（anterior transpedicular screw-artificial vertebral body， AVB）與傳統頸椎前路釘板系統的生物力學性能。 方法采集1名38歲正常女性志愿者頸椎（C1～T1）CT數據，應用Mimics 14.0、Geomagic Studio 2013、ANSYS 14.0軟件建立下頸椎（C3～7）完整模型、頸椎前路鈦板椎體釘（anterior screw plate system，AP）固定模型、AVB固定模型。在C3上分別施加74 N軸向壓力及1 N·m純力偶矩，使模型產生前屈、后伸、左側彎、右側彎、左旋和右旋運動，記錄AP組及AVB組Von Mises應力云圖及最大應力值，計算并比較3組椎間活動度（range of motion，ROM）。 結果實驗建立了正常人下頸椎（C3～7）有限元模型，模型包括 286 382個單元，414 522個節點，其椎間ROM與Panjabi等及Kallemeyn等實驗數據吻合度較好。AP組在釘板連接部位出現應力集中，AVB組應力分布較均勻。在74 N軸向壓力、前屈、后伸、左旋、右旋工況下，AP組與AVB組最大應力值差異明顯。與AP組相比，AVB組固定節段ROM更小，鄰近節段ROM相對較大；與完整組相比，AP組與AVB組的整體ROM減小約3°，但鄰近C3、4及C6、7節段的ROM代償增加約5°。 結論AVB作為一種新型固定技術，其穩定性優于AP，且固定系統斷裂的風險顯著低于AP。
目的總結膝關節三維數字化模型的應用及相關研究進展。 方法查閱近年國內外膝關節三維數字化模型臨床應用和基礎研究的相關文獻，并進行綜合分析。 結果膝關節三維數字化模型可較好地模擬膝關節復雜解剖結構，并利用此優勢開發出了許多新軟件和新技術，其臨床應用取得了良好效果。 結論隨著計算機技術的發展和相關軟件的開發，傳統膝關節修復重建手術方式不斷改變，手術操作將更簡便，精確性將進一步提高。
目的建立一個包括后外側復合體（posterolateral complex，PLC）的完整膝關節三維有限元模型，并在該模型上進行模擬重建生物力學分析。 方法以1名26歲男性志愿者為實驗對象，MRI掃描膝關節，獲得膝關節冠狀位、矢狀位和橫軸位圖像數據。應用Mimics 10.01、Hyperworks 8.0等軟件在二維圖像數據上提取膝關節各個切片輪廓數據，分別建立骨組織、半月板、關節軟骨和韌帶的三維模型，在此基礎上應用Unigraphics NX 4.0軟件的網格劃分、材料屬性定義、部件連接、接觸定義功能建立包括PLC的膝關節三維有限元模型。對模型進行位移測試并用于PLC模擬重建生物力學分析。 結果成功制備包括PLC的膝關節三維有限元模型。在134 N前向力作用下，脛骨向前位移為4.83 mm。于膝關節三維有限元模型上進行PLC模擬重建生物力學分析，在10 N·m內翻和外旋力矩作用工況下，模擬重建后膝關節內翻和外旋角度均大于PLC完整時，并且都小于PLC缺失時。 結論采用逆向工程學原理可建立包括PLC的膝關節三維有限元模型，且該模型有效，可作為PLC模擬重建生物力學分析的基礎模型。
目的 建立精細人體全骨盆及髖臼周圍腫瘤缺損后重建的三維有限元模型，探討腓骨移植聯合3 種不同內固定重建骨盆環后的應力分布規律。 方法 采集1 例35 歲正常男性L3 至股骨中段、單側腓骨及內固定系統的CT數據集，建立人體全骨盆及髖臼周圍腫瘤切除后腓骨移植聯合鋼板（Plates）、椎弓根棒（pedicle-rods，PR）、骶髂棒（sacraliliac rods，SIR）3 種內固定方式模擬重建的有限元模型。模擬雙腿站立位，L3 椎體表面施加500 N 的垂直載荷，分析重建后的骨盆、移植腓骨及內固定系統的應力分布情況，并進行評價。 結果 建立了髖臼周圍腫瘤切除后腓骨重建的有限元模型。移植腓骨應力集中多發生在與宿主骨接合處附近，不同內固定系統中，Plates 與螺釘或鈦棒與螺釘接合部分易發生應力集中；Plates 重建時，移植腓骨及健側股骨頸應力較少發生應力集中；SIR 重建時，移植腓骨及健側骨盆應力集中最明顯。 結論 游離腓骨移植、Plates 內固定重建骨盆應力分布與完整狀態趨于一致，是修復髖臼周圍腫瘤切除術后骨缺損的較好方法；有限元模型可作為骨盆生物力學研究的工具。
目的 建立精細下頸椎及三柱損傷后重建的三維有限元模型，探討兩種不同內固定系統重建下頸椎穩定性后的應力分布規律。 方法 采集1 例27 歲正常男性志愿者下頸椎（C3 ～ 7）CT 數據集，應用Mimics 10.01、Geomagic Studio10.0、HyperMesh10.0、Abaqus 6.9.1 軟件建立下頸椎（C3 ～ 7）完整模型、三柱損傷模型、側塊螺釘內固定（lateral mass screw fixation，LSF）系統重建模型和經關節突螺釘內固定（transarticular screw fixation，TSF）系統重建模型。模擬施加75 N 頭顱預載荷和1.0 N?m 純力矩，使模型產生前屈、后伸、側屈和旋轉運動，采用Von Mises 應力峰值分析LSF 和TSF 系統重建螺釘應力分布。 結果 實驗成功建立了正常人C3 ～ 7 三維有限元模型，共包括177 944 個單元，35 668 個節點。該模型在前屈、后伸、側屈和旋轉模擬狀態下的椎間運動范圍（角度）與既往文獻實測結果吻合，提示其符合正常人體參數，可用于下一步實驗研究。實驗成功建立了三柱損傷模型和內固定模型，其中LSF 組Von Mises 應力集中于鈦棒與螺釘接合部分，TSF 組應力集中于螺釘中部。在各種工況下TSF 組的Von Mises 應力峰值明顯高于LSF 組。 結 論 作為頸椎后路不同的穩定性重建技術，TSF 系統較LSF 系統有更高斷釘風險。
目的 研究兔股骨三維生物力學模型的建立方法。方法 新西蘭大白兔1只，雌性，兔齡1年。制作兔股骨標本，獲取股骨斷層圖像，輸入計算機后經處理得到邊界輪廓線，再通過自編程序，獲取建模時所用的輪廓線坐標，將坐標數據輸入建模軟件，建立三維實體模型。結果 建立了兔股骨的完整三維模型，真實模擬了股骨的解剖形態。結論 兔股骨三維生物力學模型的建立為下一步通過有限元法確定振動的最佳參數，提高骨密度奠定基礎。
目的 建立正常人L3~5節段有限元模型，研究腰椎椎體間、后外側以及環形融合方式下融合節段的穩定性，融合相鄰節段椎間盤應力的變化。方法 選擇一名32歲正常男性，采用CT掃描，借助CATIAV5和Marc/MSC.Mentat軟件，建立正常人L3~5三維非線性有限元模型。通過模擬手術失穩及在此基礎上的椎體間、后外側及環形融合，建立相應的4種有限元模型。各模型施加載荷，觀察其應力分布、融合節段的角位移變化及鄰近節段椎間盤的最大有效應力。結果 環形融合的穩定性優于椎體間融合與橫突間融合，其中以前屈與后伸加載時尤為明顯。除前屈外，椎體間融合的穩定性總體優于單純橫突間融合。融合鄰近節段椎間盤的最大有效應力均出現于前屈時，然后依次為側彎、扭轉、后伸。椎體間融合時鄰近椎間盤的最大有效應力增加最小，橫突間融合次之，環形融合時最大。結論 下腰椎后路減壓后行融合術時，環形融合的穩定性最好，椎體間融合的穩定性優于橫突間融合。椎體間融合引起鄰近節段退變的可能性最小，環形融合可能性最大，而橫突間融合介于二者之間。
目的 了解1~3跖骨缺損以髂骨重建后對足功能的影響。方法 在足骨骼三維模型上模擬1~3跖骨50%及100%缺損，采用髂骨重建，以有限元法計算得到的最大位移及最大應力為指標，分別評估跖骨缺損和重建后足的位移及應力。分析1996年3月~2003年1月5例跖骨缺損以游離帶血管髂骨串聯皮瓣重建后的療效。結果 1~3跖骨缺損對足功能影響較大，與完整足相比較，缺損100% 最大位移增加2.15倍，最大應力增加2.12倍；缺損50%最大位移增加1.65倍，最大應力增加2.05倍。模擬髂骨塊重建跖骨缺損100%及50%后，最大應力及最大位移與正常數值相近。臨床應用的5例，術后骨瓣及皮瓣均成活，隨訪1~2年。按Maryland足功能評價：優2例，良2例，可1例。結論 1~3 跖骨缺損應修復，游離髂骨串聯皮瓣移植是較為理想的手術方式。
建立了半肩關節置換術后肩關節的三維有限元模型,包括肱骨干、人工肱骨頭、肩胛骨、肩胛骨軟骨和8塊肌肉,其中肌肉用50根彈簧單元模擬,人工肱骨頭、肩胛骨、肩胛骨軟骨用四、六面體混合單元劃分,既減少了單元的數量又提高了有限元分析的精度。用該模型分析了肱骨外旋運動中人工肱骨頭和肩胛盂接觸面上的應力分布情況和關節力大小,其中最大關節力和最大接觸應力均發生在外旋40°時,分別是374.72 N和6.573 MPa,應力集中的部位位于肩胛盂后上部。本研究結果指出了半肩關節置換術后假體磨損和松動的可能原因,為今后肩關節假體的優化設計提供了一定的理論依據。