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不同前路内固定方式治疗枢椎椎体横行骨折合并Hangman骨折稳定性的有限元分析被引量：16: 2014年; 目的：应用有限元分析评价三种C2~C3前路内固定方式治疗枢椎椎体横行骨折合并Hangman骨折的生物力学稳定性，为临床手术方式选择提供理论参考。方法：选择1位35岁健康男性志愿者，采用16排螺旋CT对枕骨底（C0）~C3节段进行层厚0.5mm的薄层扫描，利用Mimics 10.01、Hypermesh V 10.0及ABAQUS 6.11软件，建立正常颈椎C0~C3节段三维六面体网格有限元模型（FE/Intact）并进行有效性验证。在已验证的C0~C3节段模型上通过弱化网格单元强度的方法模拟建立枢椎椎体横行骨折合并Hangman骨折模型（FE/Fracture）并进行验证；在FE/Fracture上分别建立三种C2~C3前路内固定模型：前路C2/3椎间盘切除、cage植骨融合＋长钢板螺钉内固定模型（FE/cage＋ACFLP）；前路齿状突螺钉固定＋C2/3椎间盘切除、cage植骨融合＋短钢板螺钉内固定模型（FE/AOSF＋cage＋ACFSP）；前路齿状突螺钉固定＋C2/3椎间盘切除、cage植骨融合＋长钢板螺钉内固定模型（FE/AOSF＋cage＋ACFLP），对FE/Intact、FE/Fracture和三种内固定模型进行边界约束后分别施加前屈、后伸、侧屈、旋转四种生理载荷，比较各模型在不同工况下三维活动的角位移（ROM）及骨折端节点位移变化。结果：建立的FE/Intact外观逼真，几何相似性好，经验证有效。在相同条件下FE/Fracture模型三维活动度较FE/Intact模型明显增大，在前屈、后伸、侧屈及旋转方向上的ROM分别增加至FE/Fracture模型的244.7％、203.3％、188.9％、200％；FE/AOSF＋cage＋ACFLP在前屈、后伸、侧屈、旋转方向上的ROM分别为FE/Intact的60.5％、70％、66.7％、62.5％；FE/AOSF＋cage＋ACFSP在各方向的ROM分别为FE/Intact的118.4％、123.3％、148.1％、175％；FE/cage＋ACFLP在各方向上的ROM分别为FE/Intact的123.7％、143.3％、122.2％、137.5％。FE/AOSF＋cage＋ACFLP稳定性最强，骨折端位移最小；FE/AOSF＋cage＋ACFSP稳定性; 蔡贤华王威王志华刘海波徐峰刘曦明黄勇赵继; 关键词：HANGMAN骨折内固定有限元分析

前后路内固定治疗Ⅱ型不稳定Hangman骨折的有限元分析被引量：4: 2015年; 目的应用有限元方法分析评价前路钛板内固定和后路钉棒系统内固定两种术式治疗Ⅱ型不稳定Hangman骨折的生物力学差异。方法建立完整上颈椎（CO～3）有限元模型并进行有效性验证。在此基础上建立失稳模型，并在失稳模型上分别建立装配前路钛板（titaniumplate）和Cage植骨内固定模型（Plate＋Cage模型）、后路c2椎弓根螺钉（C2pediclescrews，C2PS）和c3侧块螺钉（C3lateralmassscrews，C3LMS）组成的钉棒系统内固定模型（C2PS＋C3LMS模型）。在枕骨髁上施加40N轴向压力模拟头颅重力，同时在枕骨上施加1．5N·m力矩使模型产生前屈、后伸、侧弯、旋转运动，计算分析c2～3活动度（rangeofmotion，ROM）、力的传导路径以及骨折线处的应变。结果Plate＋Cage模型在前屈、后伸、侧屈（单侧）和旋转（单侧）方向上c2—3的ROM比失稳模型分别减少了92．4％、97．1％、96．5％、90．0％，C2PS＋C3LMS模型在各方向上比失稳模型分别减少了88．6％、90．2％、95．7％、90．3％。Plate＋Cage模型在任何工况下的应力峰值均小于C2PS＋C3LMS模型。结论前路Plate＋Cage内固定在前屈和后伸工况下比后路C2PS＋C3LMS内固定具有更好的稳定性，而在侧屈和旋转工况下两者稳定性相当。前路Plate＋Cage内固定在结构和应力分布上更加合理，可以实现复位、减压、固定、融合一步完成，是治疗Ⅱ型Hangman骨折的有效方法。; 刘海波雷建银张宝成李志强蔡贤华王志华; 关键词：HANGMAN骨折内固定有限元分析生物力学

两种改良Goel技术治疗颅底凹陷症稳定性的有限元分析被引量：2: 2019年; 目的应用有限元分析评价C2双皮质椎板螺钉和C2椎弓根螺钉联合关节内Cage在寰枢固定中的生物力学差异。方法采集1名35岁正常男性上颈椎(C0~2)CT数据,通过Mimics10.01和Abaqus6.11软件建立C0~2节段三维有限元完整模型并进行有效性验证。在失稳模型上分别建立后路C1侧块螺钉+Cage+C2双皮质椎板螺钉组成的钉棒系统模型(C1 lateral mass screw+Cage+bicortical C2laminar screw, C1L+Cage+BC2L)、后路C1侧块螺钉+Cage+C2椎弓根螺钉组成的钉棒系统模型(C1 lateral mass screw+Cage+C2pedicle screw, C1L+Cage+C2P)。在枕骨髁上施加40 N轴向压力模拟头颅重力,同时在枕骨上施加1.5 Nm力矩使模型产生前屈、后伸、侧弯、旋转运动,记录C1L+Cage+BC2L组及C1L+Cage+C2P组的应力云图及应力峰值,计算C1~2节段活动度(range of motion,ROM)。结果在任何工况下C1L+Cage+BC2L组和C1L+Cage+C2P组的C1~2节段ROM差异均小于0.1°,且两组内固定所有螺钉的应力分布和应力峰值无明显差异。在后伸工况下两组内固定Cage内植骨应力最小,存在明显应力遮挡,尤其是C1L+Cage+C2P组。结论对于BI的治疗,C1L+Cage+BC2L内固定系统的稳定性与C1L+Cage+C2P相当,与C2P技术相比,BC2L技术简单、易行,同时能有效避免椎动脉和脊髓的损伤。为了避免内固定失效和应力遮挡,术后患者应避免颈部后伸运动。; 张宝成蔡贤华蔡贤华刘海波王志华康辉徐峰; 关键词：颅底凹陷症有限元分析

基于不同材料属性赋值方法的股骨有限元模型的建立及损伤预测: 依据不同的材料赋值方法构建了两种股骨模型,模拟股骨动态载荷下的力学响应,并对两种模型的模拟结果进行分析、比较,为股骨损伤预测提供力学依据.; 董鹏飞雷建银刘海波王志华

枢椎体横行骨折合并Hangman骨折生物力学稳定性的有限元分析被引量：2: 2014年; 目的利用有限元法分析枢椎体横行骨折合并Hangman骨折的生物力学稳定性. 方法选择1名35岁男性健康志愿者枕骨底C0-3椎体的CT扫描图像,利用Mimics10.01、HypermeshV10.0及ABAQUS 6.11软件初步建立正常颈椎C0-3节段三维六面体网格有限元模型并进行有效性验证.基于已验证的C0-3节段六面体有限元模型,采用弱化网格单元强度的方法分别建立枢椎体横行骨折合并Hangman骨折、枢椎体横行骨折、Hangman骨折3种模型,对3种模型进行边界约束后分别施加前屈、后伸、侧屈、旋转的生理载荷,比较3种骨折模型在不同工况下的三维活动范围（ROM）及骨折断端节点位移,分析枢椎体横行骨折合并Hangman骨折所致的C0-3节段生物力学稳定性. 结果枢椎体横行骨折合并Hangman骨折模型ROM及骨折断端节点位移较枢椎体横行骨折或Hangman骨折模型明显增大,ROM增大主要表现在C2-3节段,较枢椎体横行骨折模型在前屈、后伸、侧屈、旋转方向分别增大82.4％、56.4％、63.1％、59.0％,较Hangman骨折模型分别增大69.1％、45.2％、42.3％、47.0％,较正常模型分别增大144.7％、103.3％、88.9％、100.0％,而3种骨折模型在各方向活动时C0-1及C1-2节段ROM与正常模型相比差别不大. 结论枢椎椎体横行骨折合并Hangman骨折具有较高的生物力学不稳定性,主要表现在C2-3及骨折端,采用保守治疗风险较高,应及早采取外科手术干预同时尽量保留上颈椎功能以重建上颈椎的稳定性.; 王威蔡贤华王志华刘海波徐峰康辉赵继; 关键词：枢椎骨折生物力学有限元分析

站立位下骨盆与骨折内固定稳定性分析被引量：15: 2014年; 目的构建骨盆与骨折内固定三维有限元模型并验证其有效性。方法基于骨盆CT扫描图像,利用Mimics、ANSYS ICEM、Hypermesh与ABAQUS软件构建骨盆三维有限元模型,并在S1椎体上垂直向下加载600 N均布载荷,模拟站立位时骨盆受力环境,验证骨盆模型的有效性;同时建立3种不同内固定形式的T型骨折模型,验证3种内固定方式的有效性。结果站立位时,应力与位移分布左右对称,应力主要集中在弓状线起点处、耻骨支以及髋臼后上方。骨盆位移分布类似于以骶骨为中心向外传导并逐渐减弱的波浪形,骶骨背侧的骶正中嵴位移最大,髂骨窝、股骨位移较小,并逐渐减小直至股骨,同时发现3种内固定都可增加骨折稳定性。结论利用六面体网格建立的三维有限元模型,能够准确模拟站立位时骨盆力学特性,为临床研究提供直观准确的依据。; 雷建银刘海波王志华刘曦明赵隆茂; 关键词：骨盆六面体网格骨折力学特性

上颈椎三维六面体网格有限元模型的建立及有效性验证被引量：4: 2014年; 目的改善目前国内上颈椎有限元模型质量,建立具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性六面体网格有限元模型并验证其有效性,以期应用于临床相关生物力学研究.方法对一名健康成年男性志愿者,采用16排螺旋CT机进行0.5 mm薄层扫描,获得枕骨底C0到C3的体层图像数据并以Dicom格式保存.将数据导入Mimics 10.01软件,进行上颈椎三维几何模型重建,利用ICEM软件对C0～ C3三维重建模型进行六面体网格划分,关节软骨面间隙为0.5 mm,终板厚0.2 mm,关节软骨面定义为滑动接触,摩擦系数设为0.1.再运用Hypermesh V10.0调整网格质量,加载韧带,初步建立上颈椎（C0～ C3）三维六面体单元有限元模型.随后进行材料赋值、边界约束,模拟模型产生前屈、后伸、旋转、侧屈运动,将数据导入有限元软件ABAQUS 6.11进行各椎体三维运动的计算分析.最后将模型的三维活动度（ROM）及各工况下的应力云图与体外实验及其他模型文献数据进行有效性对比验证.结果建立了具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性六面体有限元模型,整个模型共30 550个节点和41 909个单元,模型运动范围及应力分布与文献数据相符合.结论建立的上颈椎有限元模型具有较高的真实性,可应用于临床相关生物力学研究.; 王威蔡贤华王志华刘海波徐峰刘曦明康辉赵继; 关键词：上颈椎生物力学有限元分析

上颈椎(C0-C3)有限元模型的建立及损伤内固定的分析: 上颈椎、枕颈部（颅脊与寰枢椎连接部分）解剖结构特殊，亦称枕寰枢复合体(C0-C2)，其稳定性主要依赖于韧带和肌肉等组织，因此灵活性较高，具有较大活动度，文献实验资料表明颈椎40％的屈伸运动和60％的旋转运动集中在枕颈部，...; 刘海波; 关键词：上颈椎 HANGMAN骨折枕颈融合内固定术; 文献传递

站位骨盆有限元模型的建立被引量：2: 2015年; 基于CT扫描切片,利用商业软件构建了包含韧带及软组织等组成的骨盆三维有限元模型;采用非线性六面体单元对其进行了网格划分和优化,以保证计算结果的精度和准确性。通过分析骨盆站位时的受力工况,给出了力的传递路径,验证了所建模型的有效性。研究发现,该模型能够基本反映站位时人的生理状态,可为临床分析研究提供技术指导。; 樊艳平雷建银刘海波李志强陈维毅; 关键词：骨盆有限元模型站位

坐位下骨盆T型骨折的三维有限元分析被引量：2: 2015年; 本文创建了考虑韧带影响的完整三维骨盆模型,按Letournel分型,构建了骨盆T型骨折以及临床复位常用的三种内固定模型:双柱钛板、前路钛板联合后柱螺钉和前路钛板加方形区螺钉。在验证骨盆模型的有效性基础上,发现该模型能够较为准确地反映骨盆在真实状态下的力学行为。三种内固定方式对T型骨折均有较好的复位效果。所有内固定系统均可以增加模型刚度、减弱应力集中以及减弱骨折线位移差。由于四方区螺钉进钉位置均位于皮质骨中,对骨折具有良好的固定效果,因此,第三种内固定(前路钛板加方形区螺钉)对于T型骨折固定效果最好。; 樊艳平雷建银刘海波李志强蔡贤华陈维毅; 关键词：骨盆三维有限元内固定

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刘海波

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