简介:在肿瘤精确放射治疗过程中,减少照射靶区呼吸运动造成相对于静止照射野的照射位移误差量。我们采用步进电机驱动的机电一体化系统,以控制一块叠放在原加速器治疗床上的可移动平台,在治疗过程中的每一时刻,使之能够在二维冠状平面带动患者的体位,实现对肿瘤靶区实施呼吸运动造成位移的实时反向跟踪运动。通过CT扫描和图像重建的算法,可以检测出在使用运动补偿系统前后,患者肿瘤靶区在冠状平面上呼吸运动位移量的大小,经过对比后发现,后者的位移误差量确实小于前者。使用肿瘤靶区呼吸位移误差补偿系统,能够比较有效地缩减靶区的呼吸运动范围,在肿瘤精确放疗计划的设计过程中,对缩小计划靶区(PTV)范围以提高肿瘤治疗增益比(TCP)发挥了重要的作用。
简介:目的通过有限元仿真探究组织工程修复软骨缺损后缺损形状对修复区力学状态的影响。方法运用Abaous6.10软件建立软骨纤维增强的多孔黏弹性模型,包括软骨的两相结构、不同层区胶原纤维的作用、方向及渗透率的特征。在压缩载荷下分析缺损截面形状(矩形、梯形、圆弧形)和缺损深度(浅表层、中间层、深层、全层)对软骨修复区应力的影响。结果对于中间层缺损,矩形截面修复界面处的Mises应力最小,梯形次之,圆弧形最大。对于不同缺损深度,当弹性模量〈0.3MPa时浅表层修复界面处应力最大,其他缺损深度的应力相差不大;当〉0.4MPa时,应力由小到大依次为浅表层、中间层、全层、深层缺损;而在此之间时应力与泊松比大小有关。结论软骨缺损截面形状和深度对修复区应力都有影响,临床上可制作矩形缺损截面和不同的缺损深度,并选择合适的弹性模量和泊松比的软骨植入达到较好的修复效果。
简介:目的探讨棘突间融合装置联合椎体间融合时对下腰椎稳定性的影响。方法在健康成年男性L4-5节段CT扫描图像的基础上,利用软件Simpleware4.2、GeomagicStudi010.0及Abaqusl0.0建立L4-5有限元模型(INTACT)。验证模型有效性后建立单侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合(UPS)、双侧椎弓根螺钉/钛棒固定联合椎间融合(BPS)和棘突间融合装置固定联合椎间融合(ISF)三种手术模型。对各模型实加500N预载荷的同时以2N.m为间隔,自2N.m开始逐级累加至最大10N.m,观测其应力分布、相邻节段的角位移。结果各工况下三种手术组的角位移(ROM)均较INTACT组明显减小,减小的程度BPS最高,而ISF除右侧弯方向上均高于UPS;三种手术组范氏应力云图显示,BPS组与ISF组相似,UPS组存在较高的应力集中,范式应力峰值无论在椎间融合器还是在内固定器械上由大到小依次均为:UPS〉ISF〉BPS。结论ISF联合椎间融合能够为下腰椎脊柱重建提供适度且足够的稳定性,因而可以为下腰椎退行性疾病的治疗提供一种新内固定选择。
简介:目的通过动物实验观察可吸收材料聚-D,L-乳酸﹙PDLLA﹚腰椎间融合器植入椎体后,在降解过程中的变生物力学变化规律。方法将可吸收腰椎间融合器通过手术植入到犬椎体,经过12、24和36周后分别取材,测定不同时间椎体的轴向抗压强度和抗扭转强度。结果轴向压缩载荷实验显示术后12周,实验组抗压强度明显高于对照组﹙〈0.05﹚;术后24周显示,实验组的抗压强度显著下降﹙〈0.05﹚,对照组的抗压强度有所上升,但不显著﹙〉0.05﹚,实验组的抗压强度明显高于对照组﹙〈0.05﹚;术后36周显示实验组抗压强度无显著性下降﹙〉0.05﹚,实验组的抗压强度与对照组相比无显著性差异﹙〉0.05﹚。抗扭转实验显示,术后12周,实验组的抗扭转强度明显高于对照组﹙〈0.01﹚;术后24周显示,实验组的抗扭转强度显著下降﹙〈0.01﹚,对照组的抗扭转强度有所上升,但不显著﹙〉0.05﹚,实验组的抗扭转强度明显高于对照组﹙〈0.01﹚;术后36周显示实验组抗扭转强度无显著性下降﹙〉0.05﹚,实验组的抗扭转强度与对照组相比无显著性差异﹙〉0.05﹚。结论高分子材料PDLLA的椎间融合器在植骨融合过程中,其力学强度逐渐下降,但在植骨融合部位获得牢固融合前,能维持较高的力学强度,保证了植骨融合的顺利实现,同时由于其最终降解吸收,不会对骨的生长产生应力遮挡,具有一定的积极意义。
简介:一个来自澳大利亚和韩国的研究小组最近开发出一种多孔新型海绵状材料,其力学特性与生物软组织非常相似,且包含一个由DNA链和碳纳米管组成的坚固网络。对于现代植入术及人工组织和器官的生长来说,生产出与自然特性密切相仿的材料是很重要的。但是,人体内的组织具有各种性状,这些性状在合成材料中很难再现,因为人体组织既柔软又十分坚韧。软组织,如肌腱、肌肉、血管、皮肤或其他器官,可从细胞外基质获得其力学支持,细胞外基质是一个基于蛋白质的纳米纤维网络。细胞外基质中的不同蛋白质形态生产出带有不同刚度的组织。组织生长用的植入物和棚架需要多孔的软质材料,这些材料通常是非常脆弱的。由于许多生物组织经常受到强烈的力学负荷,因此为了避免炎症,植入材料拥有类似的弹性也很重要。同时,该材料必须非常牢固和有弹性,否则它可能会断裂。此次开发的这项新技术使用DNA链作为基质,这些DNA链将棚架状碳纳米管完全包裹住,并形成了一个胶体。这种胶体在注入特殊容器时可拉成非常细的线,进而编织成纤维。干燥后的这种纤维具有多孔海绵状结构,并包含一个50纳米宽的纳米纤维交织而成的网络。将这些纤维浸泡在氯化钙溶液中可使DNA发生进一步交联,并导致纤维变得更为密集,连接...