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脊柱侧凸支具不同的矫形力学机制对单腰弯的矫形效果和患者舒适度影响的有限元研究 被引量:1
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作者 赵心慧 何源 +7 位作者 冯光宇 陈方瑶 范云龙 郎周雨喆 童鑫 孟伟正 刘捷 陈建安 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期38-38,共1页
目的现有脊柱侧凸支具治疗研究模型简单,无法研究矫形力对皮肤、内脏的影响,且尚未明确支具不同的矫形力学机制对矫形结果的影响,无法针对矫形目标选取合适的支具。本研究旨在使用内脏结构完整的人体模型,研究支具不同的矫形力学机制对... 目的现有脊柱侧凸支具治疗研究模型简单,无法研究矫形力对皮肤、内脏的影响,且尚未明确支具不同的矫形力学机制对矫形结果的影响,无法针对矫形目标选取合适的支具。本研究旨在使用内脏结构完整的人体模型,研究支具不同的矫形力学机制对矫形效果和舒适度的影响,从而优化脊柱侧凸支具治疗。方法以丰田公司研发的THUMS人体模型为基础,使用一位女性单腰弯患者的CT数据,对脊柱进行三维调整,从而获得单腰弯模型。基于常见治疗腰弯的全日型支具的矫形力学机制,即(1)三点力;(2)三点力和抗旋转;(3)三点力和拉伸,分别建立3种支具模型,并利用LS-DYNA模拟在患者身上安装支具进行矫形。利用有限元分析计算冠状面、矢状面椎体偏移,水平面椎体旋转,皮肤、内脏和腹壁膜压力,从而评价矫形效果和舒适度。结果仅三点力无法矫正矢状面、水平面畸形。加入抗旋转力或拉伸力后可实现三维矫形,但拉伸力对于水平面的矫正效果劣于抗旋转力,且腋下皮肤受压明显,而抗旋转力的加入使内脏及腹壁膜的压力明显升高。结论本研究使用的仿真模型可用于分析支具矫形力对于皮肤、内脏的影响,仿真结果表明不同矫形力学机制对于矫形效果和舒适度有不同影响,有助于针对患者情况进行个性化支具治疗。 展开更多
关键词 矫形力 脊柱侧凸 支具 冠状面 椎体旋转 拉伸力 丰田公司 矫正效果
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脊髓残余应力的有限元研究
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作者 童鑫 何源 +6 位作者 冯光宇 陈方瑶 范云龙 郎周雨喆 刘捷 田林强 陈建安 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期576-576,共1页
目的残余应力广泛存在于血管,大脑和肠道等生物组织内且残余应力的相关研究对于解释相关组织疾病的发病原因和制定治疗方案具有重要意义。目前有大量关于残余应力计算的研究,但通过有限元软件来计算残余应力的相关研究较少。本文以大鼠... 目的残余应力广泛存在于血管,大脑和肠道等生物组织内且残余应力的相关研究对于解释相关组织疾病的发病原因和制定治疗方案具有重要意义。目前有大量关于残余应力计算的研究,但通过有限元软件来计算残余应力的相关研究较少。本文以大鼠脊髓张角实验采集的数据为基础,重建大鼠脊髓灰质和白质模型,在有限元软件中计算大鼠脊髓灰质和白质的残余应力。方法采集大鼠脊髓灰质和白质的切片图像,利用Photoshop软件处理大鼠脊髓切片图像,在Solid Works软件中重建大鼠脊髓白质和灰质切片模型,导入ANSYS软件中计算大鼠脊髓灰质和白质的残余应力。结果(1)大鼠脊髓灰质和白质的残余应力作用相反,脊髓灰质处于周向拉伸状态,脊髓白质则处于周向压缩状态;(2)大鼠脊髓灰质的残余应力为287.02~813.2 Pa,白质的残余应力为460.51~1713.6 Pa。结论本研究基于大鼠脊髓张角实验数据,使用有限元软件分别计算大鼠脊髓白质和灰质的残余应力,有助于更好地认识脊髓残余应力,也为脊髓残余应力计算的进一步研究和探究脊髓残余应力与相关脊髓疾病发病机制和治疗方案提供了重要的参考。 展开更多
关键词 PHOTOSHOP软件 脊髓灰质 压缩状态 切片图像 残余应力 有限元研究 疾病发病机制 脊髓白质
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脊髓体内应力的存在性研究
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作者 陈方瑶 何源 +6 位作者 冯光宇 范云龙 郎周雨喆 童鑫 刘捷 田林强 陈建安 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期217-217,共1页
目的虽然多数生物组织在体内的应力情况已被广泛研究过,但关于脊髓体内应力的了解尚为空白,导致难以准确分析和解决脊髓的力学相关问题。本研究旨在通过动物实验,了解脊髓体内应力的存在情况。方法解剖显露大鼠的整条脊髓,从轴向、周向... 目的虽然多数生物组织在体内的应力情况已被广泛研究过,但关于脊髓体内应力的了解尚为空白,导致难以准确分析和解决脊髓的力学相关问题。本研究旨在通过动物实验,了解脊髓体内应力的存在情况。方法解剖显露大鼠的整条脊髓,从轴向、周向和径向3个方向探究脊髓体内应力的存在情况。(1)轴向:将脊髓按节段横断,测量每一节段脊髓的长度变化量;(2)周向:使用振动切片机从(1)中脊髓每一节段获取2片500μm厚的切片,1片切片使用刀片从中央管处向脊髓右侧沿径向切出开口,测量切口处的张角;(3)径向:对(2)中的另1片切片使用1.5 mm直径的活检打孔器以中央管为圆心沿周向切割打孔,取出切口内的组织并观察其直径是否改变。结果(1)轴向:在横断前后,每一节段脊髓长度均发生明显变化,且胸脊髓的长度变化量普遍较大,其均值为0.586 mm(胸脊髓平均长度为2.859 mm);(2)周向:在径向切割后,切口处白质均出现张角,其均值为20.9°,而灰质始终保持闭合;(3)径向:脊髓切口形状在打孔前后无明显变化。结论脊髓存在轴向和周向的体内应力,不存在径向体内应力。本研究结果将有助于了解脊髓的力学性质,为准确分析和解决脊髓的力学相关问题提供重要依据。 展开更多
关键词 振动切片机 动物实验 切口形状 胸脊髓 打孔器 长度变化 张角 分析和解决
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脊髓损伤动物模型定制夹具的稳定性有限元分析研究
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作者 范云龙 何源 +6 位作者 冯光宇 陈方瑶 郎周雨喆 童鑫 蒋奕 刘捷 陈建安 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期477-477,共1页
目的动物脊髓损伤模型对脊髓损伤的研究具有重要意义,制作大鼠脊髓挫伤模型时需要对脊髓被打击损伤的精度精准把控,故而对夹具夹持椎骨的稳定性有较高的要求。而根据文献调研以及现有的实验数据,现有使用最多的两款夹具(IH夹具和NYU夹具... 目的动物脊髓损伤模型对脊髓损伤的研究具有重要意义,制作大鼠脊髓挫伤模型时需要对脊髓被打击损伤的精度精准把控,故而对夹具夹持椎骨的稳定性有较高的要求。而根据文献调研以及现有的实验数据,现有使用最多的两款夹具(IH夹具和NYU夹具)均存在使用时稳定性不足的问题。本研究拟通过建立IH夹具和NYU夹具夹持椎骨并打击挫伤脊髓的有限元模型,分析两种夹具夹持不稳的原因。方法本实验建立了IH夹具和NYU夹具夹持大鼠T8~T11胸椎并进行打击挫伤的有限元模型,分别计算了在0.5、1.0、1.5 mm打击深度下椎骨和夹具的位移数据和应力数据,将椎骨和夹具的位移数据与动物实验数据进行相关性分析,确认其有效性,并对所得数据进行横向和纵向对比。结果椎骨在IH和NYU夹具夹持下,使用打击器打击挫伤时均会发生明显位移。结论IH和NYU夹具各自有各自的优缺点:IH夹具支撑梁臂比较稳定,头部小巧灵活便于操作,但夹具钳臂和头部的设计不佳,容易造成椎骨的晃动;NYU夹具头部设计为铲形,能更加稳定地夹持椎骨,同时夹具钳臂不易发生应力集中,稳定性较高,但其支撑梁臂不稳,且头部过大不易夹持。 展开更多
关键词 支撑梁 脊髓损伤 小巧灵活 椎骨 挫伤 位移数据 夹具 相关性分析
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临床相关胸脊髓挫伤大鼠模型的构建方法
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作者 何源 范云龙 +6 位作者 蒋奕 冯光宇 陈方瑶 郎周雨喆 童鑫 刘捷 陈建安 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期150-150,共1页
目的挫伤是临床常见的急性脊髓损伤,构造临床相关的挫伤动物模型对研究其发病机制及开发诊断和治疗方法不可或缺,但目前造模常用的椎骨夹具存在夹持不稳,重复率差的问题。本研究针对本领域现有造模方法的缺陷进行改进,以定量化构建一种... 目的挫伤是临床常见的急性脊髓损伤,构造临床相关的挫伤动物模型对研究其发病机制及开发诊断和治疗方法不可或缺,但目前造模常用的椎骨夹具存在夹持不稳,重复率差的问题。本研究针对本领域现有造模方法的缺陷进行改进,以定量化构建一种成活率高、一致性强和易于监护的胸脊髓挫伤大鼠模型。方法通过Micro CT扫描大鼠T8~T11椎骨,根据获得的外形开发可多点夹持T9~T10椎骨的一体式夹具,并基于龙门架结构开发配套的夹具固定架。造模过程为:解剖暴露椎骨,对T9椎骨进行椎板切除术暴露脊髓,使用夹具夹持椎骨后连接至固定架;使用机械臂移动连接有挫伤打击器的生物力学试验机,打击器对齐脊髓上方后缓慢移动贴近脊髓,通过传感器读取预接触力为0.05 N后调整打击器上移至4 mm高度;设置打击深度,打开高速摄影机,启动程序完成高速挫伤打击。结果打击深度0.3~2.5 mm可调,可完成不同损伤程度的挫伤大鼠模型的构建,且打击过程中夹具夹持稳固无晃动,同参数打击深度误差可控制在±0.1 mm范围内,术后BBB评分具有一致性。结论本研究成功开发了一套可用于构建成活率高、一致性强且损伤程度可控的胸脊髓挫伤大鼠模型的系统。 展开更多
关键词 椎板切除术 脊髓挫伤 高速摄影机 启动程序 龙门架 动物模型 固定架 重复率
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具核梭杆菌诱导CD8^(+)T淋巴细胞表面抑制性受体KIR2DL1高表达在食管鳞癌中的临床意义 被引量:2
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作者 王小朋 刘怡文 +3 位作者 原翔 邢瑶平 王晓军 周福有 《华中科技大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期335-340,共6页
目的分析食管鳞癌患者癌组织中具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)对CD8^(+)T细胞表面抑制性受体KIR2DL1的诱导效应与临床病理特征及5年生存率的相关性,并探讨其临床意义及预后价值。方法选择2014年1月到2014年12月安阳肿瘤医院手... 目的分析食管鳞癌患者癌组织中具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)对CD8^(+)T细胞表面抑制性受体KIR2DL1的诱导效应与临床病理特征及5年生存率的相关性,并探讨其临床意义及预后价值。方法选择2014年1月到2014年12月安阳肿瘤医院手术切除的食管鳞癌患者癌组织及相应癌旁组织石蜡包埋标本为研究对象,采用RNAscope及免疫组织化学方法分别检测癌组织及相应癌旁组织中Fn感染及CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1的表达情况,并分析Fn对CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1的诱导效应,及其与临床病理特征相关性;采用Kaplan-Meier生存分析法绘制生存曲线并利用Log-rank检验方法分析Fn对CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1的诱导效应与生存时间之间相关性。结果食管鳞癌中可见癌细胞胞质出现红色颗粒,为Fn感染阳性,连续切片淋巴细胞胞膜出现棕黄色颗粒,为CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1表达阳性,而癌旁组织中二者多为阴性表达;且癌组织中Fn感染与CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1表达具有显著一致性(P<0.05)。Fn诱导CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1表达阳性与患者性别、吸烟、饮酒、分化程度、浸润深度、淋巴结转移、临床分期及化疗敏感度均相关(均P<0.05),且阳性组5年生存率及中位生存时间均明显低于阴性组(均P<0.05)。结论长期吸烟、饮酒会导致恶劣的口腔环境,Fn更容易在这种环境下感染并定植,从而诱导CD8^(+)T细胞表面KIR2DL1高表达,削弱机体抗肿瘤免疫反应,促进食管鳞癌恶性进展。 展开更多
关键词 食管鳞癌 具核梭杆菌 CD8^(+)T淋巴细胞 KIR2DL1 预后
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