张紫机；康焱；翟齐毅；张浩；张阳春；侯昌禾；李子卿；盛璞义；廖威明
背景:环形伪影严重影响了CT图像质量,对图像后处理造成困难以及容易造成误诊断.目前去除环形伪影必不可少.目的:去除CT重建图像中的环形伪影,提高CT图像质量以及后续处理和量化分析的精度,便于诊断.方法:首先把含环形伪影的CT图像进行线性变换,将灰度图像转换成浮点类型的图像.接着由直角坐标变换到极坐标,这样原来的环形伪影就被变换成线形伪影.设计多维滤波器,计算每个象素滤波后均值以及方差,通过与阈值比较确定伪影范围.后通过对伪影范围进行修正以及对图像进行坐标变换,变为灰度图像.结果与结论:通过Matlab 7.0软件设计程序,处理含环形伪影的CT图像.实验表明,此方法能有效快速地校正CT环形伪影,是一种属于图像后处理的校正方法.
作者：赖胜圣；彭胜华；余晓锷 刊期： 2011年第13期
背景:侯录等研发的颊侧多曲簧矫治器是一种新型的可全天戴用的矫治器,主要用于乳、替牙期安氏Ⅲ类错牙合畸形,利用颊侧多曲簧柔和的弹力在推上颌骨向前促进其发育的同时,抑制下颌的过度向前发育,形成颌间Ⅲ类矫形力,引起颞下颌关节产生适应性改建,并使下颌功能性后退,解除反牙合.目的:观察颊侧多曲簧活动矫治器矫治早期安氏Ⅲ类错牙合前后颞下颌关节间隙测量值的变化.方法:选择功能性或骨性下颌前突的安氏Ⅲ类错牙合患者20例,其中男7例,女13例.初诊年龄5～13岁,平均年龄8.5岁.拍摄颊侧多曲簧活动矫治器矫治前后的颞下颌关节闭口位X射线片,测量颞下颌关节间隙.结果与结论:矫治后患儿颞下颌关节间隙发生改变,关节前间隙增大、后间隙减小,髁突明显后移位,髁突位置基本正常.说明颊侧多曲簧矫治器适当的持续加力作用,能引起颞下颌关节适应性改建,髁突前移,不会对颞下颌关节产生不利的影响.
作者：王阿娜；侯录；隋长德 刊期： 2011年第13期
背景:提高正畸支抗系统微螺钉种植体稳定性的关键在于种植前对局部骨质、骨量进行精确评估,但常规二维影像学检查,如根尖片、曲面断层摄影片、侧位头影测量片等均存在不同程度的局限性.目的:分析总结多层螺旋CT多种图像重建技术在辅助微螺钉种植支抗植入中的不同特点及优势,以便精确指导微螺钉的种植,提高其稳定性.方法:种植前以多层螺旋CT对猪颅骨进行定位扫描及多种图像重建,通过多种图像联合应用初步观测种植区骨质骨量及解剖情况,然后利用计算机在影像上精确设计三维种植角度,根据影像信息制作隧道式手术模板指导种植32枚微螺钉支抗,种植后多层螺旋CT再次扫描重建,将种植前后多层螺旋CT设计及测量角度与术后解剖组织块实物测量角度作对比分析.结果与结论:32枚微螺钉种植情况满意,无伤及邻近牙根及周围重要组织结构的情况.种植前设计与种植后多层螺旋CT测量角度比较,以及种植后多层螺旋CT测量与实物测量角度比较,在轴位面及侧断面上其差异均无显著性意义(P > 0.05),且一致性极好.说明多层螺旋CT能够提供精确而丰富的影像信息,恰当选择合理应用能充分实现微螺钉种植影像学检查目的,从而为提高种植的成功率提供可靠保障.
作者：陈京奕；吴晓伟；张洪刚；焦建军；张学强；姚传臣 刊期： 2011年第13期
背景:目前有关髌骨骨折内固定的生物力学研究大多集中在尸体标本上,应用现代有限元法进行分析的报道较少.目的:建立髌骨骨折AO张力带内固定的三维有限元模型,并对所建模型进行有限元力学分析.方法:选择1名成年女性志愿者,行下肢薄层CT扫描,将图像数据导入Mimics 10.01 软件通过Region growing提取右侧髌骨polylines,导入Geomagic studio 10.0建立髌骨几何模型.将髌骨几何模型导入PRO/E 2.0软件中,利用软件中的分割功能模拟髌骨骨折,利用软件中的扫描功能,生成两根折弯的克氏针和环形钢丝,建立三维髌骨骨折AO张力带内固定模型,导入ANSYS中建立三维有限元模型,模拟屈膝90°髌股关节作用力600 N进行有限元分析,分析其位移及变形特点.结果与结论:AO张力带有多向加压作用,及明显对抗股四头肌向上拉应力的作用.提示有限元分析结果与生物力学结果相符,建立的髌骨骨折AO张力带内固定有限元模型有效,有助于更全面了解张力带内固定髌骨骨折的生物力学原理,为临床治疗提供借鉴.
作者：徐洪璋；余斌 刊期： 2011年第13期
背景:目前国外已经对医学虚拟现实,尤其是在虚拟医学手术仿真训练等方面都进行了一定的研究和实践,但并不能完全适应骨科手术的临床需要.而髋臼骨折因其复杂性治疗困难,临床医师选择适当治疗方案和手术入路的主要依据来源于影像学检查,常难以准确判断空间立体关系.目的:综合分析虚拟现实技术在髋臼手术中的应用情况.方法:作者于2010-10通过互联网计算机检索了中国期刊全文数据库(CNKI)、PubMed数据库、万方数据库及维普数据库1980-01/2010-10以中文或英文公开发表的有关髋臼虚拟手术系统研究方面的论文,以有限元模型(Finite element model)、髋臼骨折(Acetabular fracture)、虚拟手术(Virtual Surgery)为检索词,排除方法重复、相关参数未做详细介绍的论文.结果与结论:初检得到115篇文献,保留其中32篇文献进一步分析.结果显示,髋臼虚拟手术系统可对髋臼的复杂特性进行分析,并提供在三维虚拟空间进行交互操作,以方便医生对患者的病患部位进行观察和虚拟的手术模拟,从而做出及时、准确的诊断并确定手术方案.建立可供骨科手术和手术前规划使用的虚拟平台,在医学骨科手术教学和仿真训练等方面都有良好的应用前景.
作者：王玫；张月东；张兰华 刊期： 2011年第13期
背景:随着人工心脏研究和应用的不断发展,在装置的性能上,人们希望它能符合自然心脏的生理机制,满足受者的生理需求.目的:针对主动脉血泵的控制,提出了基于心率的血泵流量控制算法.方法:通过分析心率与流量之间的关系,建立了心率与流量的关系模型,并根据人体心率流量关系验证血泵流量模型的准确性.运用PID控制算法对血泵流量进行控制.结果与结论:仿真结果表明血泵可以实现快速稳定的输出.当心率为75次/min时,流量能达到5.01 L/min;在50～120次/min心率范围内,流量会随着心率的提高而增大;当心率大小于50次/min或于120次/min时,血泵工作在恒流量状态下.通过PID控制,可使流量在0.1 s内跟踪上参考流量.基于心率的血泵流量模型能反映人体血流量需求,通过控制血泵可实现满足人体需求的流量输出.
作者：谷凯云；高斌；常宇 刊期： 2011年第13期
背景:脊柱术前三维影像有助于诊断和治疗,术中患者体位变化将引起脊柱形态改变,致使术前影像不能反映术中实际情况,无法确保手术的顺利实施.目的:利用脊髓手术中影像校正术前脊柱模型形态.方法:实验提出了一种基于2D/3D配准的脊柱术中校正方法,借助数字影像重建技术完成术前X射线图像与CT体数据的2D/3D配准,进一步完成术中、术前X射线图像中独立椎段的特征匹配,利用上述配准结果实现术前脊柱CT模型的术中快速校正.结果与结论:采用附有标记的颈椎标本进行实验,校正后可基本消除术前脊柱模型与术中形态的偏差,其误差可控制在1mm以内,能够满足医学临床要求.
作者：曾玲；余伟巍；席平 刊期： 2011年第13期
背景:对于复杂性胫骨平台骨折,单块接骨板只提供胫骨平台一侧的稳定,容易形成偏心支撑,存在成角畸形倾向;另一方面,仅使用外侧支持钢板而忽视后内侧骨皮质的完整性,置入后易出现膝关节内翻畸形.采取双侧钢板置入内固定可有效增加固定强度,防范胫骨平台内外髁塌陷,避免置入后膝关节内外翻畸形.目的:观察双切口双侧钢板置入内固定治疗复杂胫骨平台骨折的临床疗效.方法:选择2004-02/2010-05武汉市中心医院骨科收治的复杂胫骨平台骨折患者17例,男11例,女6例;年龄19～54岁,平均33.6岁;左膝9例,右膝8例.按照AO分型:B型5例,C型12例;按照Schatzker分型:Ⅳ型3例,Ⅴ型9例,Ⅵ型5例.在受伤后6～10 d水肿及软组织反应消退后采用双切口双侧钢板置入内固定治疗,同一患者使用同一家公司的双钢板,置入后第1天起即开始行CPM机功能锻炼并扶拐非负重行走.结果与结论:17例患者均获得随访,随访时间8～72个月.1例陈旧性胫骨平台骨折钢板置入后膝关节僵硬,1例开放性骨折钢板置入后出现伤口感染经治疗后愈合,其余患膝胫骨关节面均终生长平整,下肢力线恢复正常.根据Merchant评分标准进行综合评定,优9例,良6例,中1例,差1例,优良率为88.2%.所有病例中未见与材料有关的不良反应,显示双钢板与宿主之间具有良好的生物相容性.
作者：李舰；蒋林；周忠；邓必权 刊期： 2011年第13期
背景:人工关节置换后感染是人工关节置换严重的并发症之一,但有关感染发生相关危险因素的研究报道较少.目的:分析影响全膝关节置换后感染的危险因素.方法:对122例全膝关节置换后感染发生情况进行分析.其中男25例,女97例,平均年龄63.1岁(27～82岁),平均随访3.6年.采用Logistic多因素回归分析方法对性别、年龄、肥胖程度、关节原发病(是否为免疫相关性疾病)、糖尿病/高血压、肿瘤、关节内注射类固醇类消炎药史、假体类型、术中失血量、手术持续时间、术后伤口引流量、术后发热(> 38 ℃)持续时间、术后1 d血色素13项临床因素与全膝关节置换后感染的相关性进行分析.结果与结论:置换后发生感染9例,发生率为7.4%.Logistic多因素回归分析表明,与感染相关的因素中手术持续时间长、术后伤口引流量多及术后发热持续状态长者,置换后发生感染的风险分别增加到5.823,10.561,7.757倍(P < 0.05).提示手术持续时间、术后伤口引流量及术后发热持续状态是预测全膝关节置换后感染发生的危险因素.
作者：许杰；马若凡；丁悦；Prakash-Raj Bhandari；李卫平；杨睿 刊期： 2011年第13期
背景:由于全膝关节的结构形态具有运动复杂、受力复杂等特性,造成了数据采集,模型建立困难,影响了三维实体模型的准确性.目的:建立全膝关节假体三维有限元模型.方法:通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立全膝关节假体三维有限元模型,对如何提高三维有限元模型的精确性,扩大模型的开放性以及提高建模效率,增加关节外科医师在建模过程中的参与性进行探讨.结果与结论:通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立了全膝关节假体三维有限元模型.与以往建模方法比较,该模块设计使模型更加精准,使用更灵活,简化了有限元前期处理过程,明显降低了建模难度,提高了建模效率,增加了模型的扩展形,并获得了更高的精度.
作者：李晓淼；沈奕；王伟力 刊期： 2011年第13期
背景:全髋关节置换后假体的使用寿命与假体周围有效的骨生成密切相关,这包括骨髓间充质干细胞的募集.碱性磷酸酶、Runx2、MSX2、骨形态发生蛋白2及骨形态发生蛋白受体1a,b的基因表达可反映出骨髓间充质干细胞的成骨潜能.目的:分析全髋关节置换患者骨髓间充质干细胞相关成骨基因的表达水平与性别、年龄及体质量指数的关系.方法:选取12例接受全髋关节置换的患者,术中取患者股骨近端的骨髓组织于体外在α-MEM与体积分数20%胎牛血清培养基中扩增至子一代(Passage 1),取出细胞进行流式细胞学或RNA检测,应用反转录-聚合酶链反应用检测成骨相关信号因子SOST、碱性磷酸酶、Runx2,MSX2、骨形态发生蛋白2及骨形态发生蛋白受体1a,b的RNA表达水平.骨形态发生蛋白2与骨形态发生蛋白1a,b的关系应用线性回归分析;成骨相关因子与SOST的关联性应用Pearson分析.结果与结论:骨髓间充质干细胞成骨相关信号因子与患者的性别、年龄及体质量指数无明显相关性.线性回归分析表明,骨形态发生蛋白2与骨形态发生蛋白受体1a存在显著相关性(P < 0.01),但与骨形态发生蛋白受体1b无相关性.SOST与碱性磷酸酶、MSX2及骨形态发生蛋白受体1a有相关性(P < 0.05).提示全髋关节置换后假体的稳定性可能与患者的成骨能力相关.尽管性别、年龄及体质量指数等与成骨潜能无明显联系,但这些因素仍然可能影响假体的稳定性.
作者：沈奕；王伟力；李晓淼；张炜；傅晓东 刊期： 2011年第13期
背景:利用计算机技术和有限元法分析法研究中医传统的脊柱推拿手法,来解释手法的作用机制、适应证和禁忌证,可为临床上常用的腰椎斜扳手法提供了客观的、科学的理论依据.目的:应用有限元法了解进行斜扳手法时腰椎间盘的内在应力及位移分布的特点.方法:使用正常腰椎CT片,以Mimics软件系统逐层重建,建立L4～5三维有限元模型.根据手法原理,将腰椎斜扳手法进行分解,把各项力学参数代入三维有限元模型进行计算分析.即时显示手法作用时腰椎间盘的位移和内在应力的变化.结果与结论:椎间盘的应力远小于后部结构;从椎间盘中心到右侧有一个向后的扭转矢量,使椎间盘产生变形.结果证明腰椎斜扳手法对椎间盘是安全的,并且在椎间盘突出的对侧进行手法操作更为合理;腰椎椎管狭窄的患者不宜使用腰椎斜扳手法.
作者：徐海涛；李松；刘澜；赖秋练；罗筱伟；徐达传；李义凯 刊期： 2011年第13期
背景:双侧升支矢状劈开截骨术是正颌外科常见的治疗方法之一,有限元法成为研究双侧升支矢状劈开内固定后生物力学的重要方法.目的:快速建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后有限元模型,寻求一种更为快捷、精确的矢装劈开内固定的三维有限元模型,为研究下颌骨矢装劈开内固定后生物力学打下基础.方法:应用薄层CT,Dicom 标准和Mimics 软件,结合MSC.Patran 三维有限元专用软件对CT 断层影像进行分析处理.结果与结论:建立了精确的下颌骨双侧矢装劈开内固定后三维有限元模型.使用Dicom 标准和Mimics 软件获取三维模型,直接写入MSC.Patran 三维有限元软件,提高了建模效率.提示薄层CT、Dicom 标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,同时Mimics 软件直接建立矢装劈开内固定三维模型,极大程度提高了建模效率,为生物力学分析打下基础.
作者：王瑞春；关振群；刘峰；黄迪炎 刊期： 2011年第13期
背景:脑部MR图像是一种无纹理的图像,未被噪声污染的脑部MR图像的灰度值具有分片为常数的特点.因此,在聚类过程中灰度值有趋向于在同一个分割区域中相对接近的性质.目的:寻找一个能够自动分割多发性硬化症病灶的模糊C-均值改进方法,为临床对于多发性硬化症的判断提供更方便的工具.方法:考虑到脑部MR图像相邻象素属于同一分类的概率相近的特性,在迭代过程中对8邻域数据集进行滤波以降低噪声对聚类精度的影响,提出了一种改进的模糊C-均值聚类算法.就是将模糊C-均值聚类算法迭代过程中得到的灰度值看作一个数据集,用每个象素邻域象素的灰度值修正该象素的模糊隶属度取值,从而达到利用空间信息抑制噪声的目的.结果与结论:选取了10个多发性硬化症患者的脑部MRI图像进行试验.通过对多发性硬化症患者MR T1脑部图像和T2液体衰减反转回复脑部图像的分割实验,结果显示该算法能够有效分割多发性硬化症病灶,与其他方法所做的多发性硬化症病灶分割相比,本算法更易于实现,运算时间短,同时结果与临床医生的勾画比较重叠率较高,对其临床辅助诊断具有重要作用.
作者：黄骁；李彬；冯前进 刊期： 2011年第13期
背景:目前国内所建的足部模型大部分是采用自动划分网格的四面体有限元模型,虽然四面体网格自动剖分技术给三维实体的有限元网格自动剖分带来了极大的方便,但力学性能较差.目的:基于CT图片构建六面体网格足部有限元模型.方法:选取中国正常男性人体足部的CT数据,利用Mimics软件对足部几何模型进行重构,运用NURBS 曲面的节点插入算法,对足部几何模型进行了细化,构建了具有较高生物仿真度的人体足部有限元模型,利用Pam-crash软件对模型进行了碰撞仿真分析.结果与结论:仿真结果与尸体实验结果基本一致,证明模型可信.实验基于CT图片构建的六面体网格足部有限元模型,添加了足底肌肉、肌腱、皮肤等结构,更真实的反映了足部解剖学结构特征,进而提高了有限元模型的质量,更能有效地研究足部损伤机制,从而为提高汽车安全性设计提供参考依据.
作者：李海岩；丁成；阮世捷；贺丽娟 刊期： 2011年第13期
背景:髋关节表面置换过程中二维图谱只能观察到三维解剖结构的某一个侧面,不能全面地把握整体的三维结构.目的:利用个人计算机结合图像处理软件Amira 4.1对髋关节表面置换进行三维重建,建立髋关节表面置换的可视化数字模型.方法:对1例髋关节表面置换后患者骨盆进行多排螺旋CT扫描,观测内置物的位置形态,将原始数据以.dicom格式输入个人PC,利用Amira软件,经剪切、分割、表面重建及体绘制等步骤,根据解剖结构特点,对骨盆及髋关节进行三维重建,获得立体形态的髋关节及内置物位置结构.结果与结论:重建了骨盆、髋关节及内置物的形态构成,重建的三维结构可以多彩色、透明或任意组合显示,经不同角度观察,整体显示清晰、实体感强.在三维表面重建的图像中可清楚观察表面假体的位置形态,特别是可以立体直观显示全髋关节表面置换假体的大小、倾角、稳定性以及磋磨股骨头形态,并可精确测量.提示髋关节表面置换三维重建对基础研究、临床试验及手术规划具有重要价值,应用Amira软件可为三维建模提供基础.
作者：徐凯；陈春；黄山东；章莹；尹庆水 刊期： 2011年第13期
背景:传统钢板置入内固定治疗胫骨远端骨折过程中为保证骨折解剖复位,需广泛剥离骨膜直接暴露骨折端,常造成伤口愈合不良、感染和骨延迟愈合等不良后果.目的:观察经皮微创锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨远端骨折的效果.方法:选择新鲜胫骨远端骨折患者32例,男26 例,女6 例,年龄18～76 岁,均采取闭合复位,小切口手术入路置入胫骨远端锁定加压钢板置入内固定治疗.置入后随访行X射线检查,采用Johner-Wruhs评分评估治疗效果.结果与结论:30例平均随访16个月,骨折均获愈合,临床平均愈合时间14周;其中外踝手术切口浅表感染2例,皮肤刺激症状4例,螺钉断裂1例(术前X射线片无法诊断断裂),钢板远端断裂1例,腓浅神经损伤1例.按Johner-Wruhs评分法,功能优22例,良6例,中2例,优良率为93%.说明经皮微创锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨远端骨折创伤小、不良反应少、固定牢固、骨折愈合率高、符合生物学固定原则.
作者：李国胜；胡永成 刊期： 2011年第13期
背景:现有解剖型接骨板在个性化方面存在缺点及不足.目的:用CT原始数据建立股骨远端骨折模拟复位后的三维实体模型,并设计个性化解剖型接骨板的三维实体模型.方法:选取1例左股骨远端骨折患者的CT扫描原始数据.导入Mimics软件,得到股骨远端骨折模拟复位的三维实体模型;用Geomagic软件转换为符合要求的NURBS封闭曲面模型;接着用UG软件设计出接骨板的内外表面,得到模型数据,确定螺钉孔的位置并设计螺钉孔,并对设计好的接骨板进行数控编程.将生成的NC代码输入数控机床,加工出股骨远端个性化解剖型接骨板.结果与结论:①建立了股骨远端复杂骨折模拟复位后的三维实体模型.②建立了股骨远端个性化解剖型接骨板的三维实体模型及股骨远端个性化解剖型接骨板螺钉系统装配的三维实体模型.③加工出了股骨远端个性化解剖型接骨板模型及股骨远端骨骼模型.模型外形逼真,接近真实情况,具有良好的骨面贴合性和特殊的螺钉孔设计.
作者：任龙韬；张云鹏；郭志坚；卜祥坤；林树忠 刊期： 2011年第13期
背景:研究证实全髋关节置换后松动假体表面生物膜中表达Toll样受体,但其变化规律尚不清楚.目的:观察关节假体置入患者外周血白细胞Toll样受体2,4的表达.方法:选择关节置换患者和同期10例行关节镜检查患者,于入院次日和假体置入后第3天早晨空腹抽取肘静脉血,流式细胞术分析外周血白细胞中Toll样受体2和Toll样受体4的阳性表达,同时送血样至检验科检查白细胞、血沉、C-反应蛋白水平.结果与结论:两组白细胞、血沉、C-反应蛋白均在正常范围内.Toll样受体2,4均主要表达于外周血单核细胞,而在外周血淋巴细胞和中性粒细胞的表达率较低;关节置换组术后外周血单核细胞Toll样受体2阳性表达率明显低于术前(P < 0.05);关节置换组Toll样受体4、关节镜组Toll样受体2,4手术前后阳性表达率差异无显著性意义(P > 0.05).关节置换组手术前后外周血单核细胞Toll样受体2阳性表达率低于关节镜组(P < 0.05),两组Toll样受体4表达率无差异.提示在无感染的情况下,手术本身应激和局部损伤不影响Toll样受体2,4的表达,假体的置入下调了外周血Toll样受体2的表达.
作者：张紫机；康焱；翟齐毅；张浩；张阳春；侯昌禾；李子卿；盛璞义；廖威明 刊期： 2011年第13期
背景:坚强内固定和良好融合存在严重缺陷和不足.目前还未见临床应用单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗腰椎退变性疾病对邻近节段退变影响的相关报道.目的:回顾分析单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗部分腰椎退变性疾病后对固定融合邻近上下节段退变的影响.方法:2006-03/2009-12对收治的部分腰椎管狭窄症、腰椎失稳及腰椎间盘脱出症患者22例,进行了单侧椎弓根螺钉固定加椎间cage植骨融合,术中不显露对侧.在固定融合后3,6,12,20个月及取出内固定钉棒后3,6个月,随访X射线片及MRI.针对X射线片运用角平分线法测量固定融合邻近上位椎间隙高度变化,MRI测量椎间盘髓核退变情况.结果与结论:所有病例获得随访,患者椎管狭窄症状及神经根性症状消失,并且在随访期间内没有新的临床症状出现.固定融合前、固定融合后3,6,12,20个月邻近节段上位椎间隙高度分别为(7.420±0.035 4),(7.426 6±0.036 9),(7.453 3±0.036 9),(7.516 6±0.036 9),(7.430 8±0.036 9) mm,结果表明,腰椎单侧固定融合后邻近节段椎间隙高度无明显变化(P > 0.05).MRI测量结果显示,固定融合邻近上位椎间盘髓核信号在T2加权像无明显退变.提示单侧椎弓根螺钉固定结合椎间融合治疗部分腰椎退变性疾病能有效预防固定融合邻近上下节段退变.
作者：邵高海；焦春燕；余雨；钟斌；李波 刊期： 2011年第13期
中国组织工程研究杂志
主管:中华人民共和国卫生部
主办：中国康复医学会,《中国组织工程研究与临床康复》杂志社
