摘要：目的研究果蝇卵室发育过程中卵上皮细胞的形态与排列行为。方法建立模拟果蝇卵室发育过程的有限元模型,并开发描述材料生长的ABAQUS UMAT用户子程序。基于有限元方法模拟果蝇卵室第8阶段（S8）到第10阶段初始阶段（S10）的发育过程,通过分析上皮细胞层在卵剖面上主应力的方向和面内最大剪应力的分布,预测上皮细胞的极化和排列行为。结果上皮细胞的排列方向与最大主应力的方向一致,而细胞的长细比与其最大剪应力成正比。结论果蝇卵上皮细胞的极化和排列行为由组织内的应力控制。

摘要：目的研究正常C2～7颈椎有限元模型的振动特性和颈椎小关节不同程度受损及切除的振动特性变化。方法基于颈椎CT扫描影像,建立正常C2～7颈椎有限元模型并验证有效性,提取前10阶固有频率和振型。颈椎小关节分别为无约束、有约束且摩擦系数分别为0.01、0.1和0.2,模拟颈椎小关节切除以及小关节轻度、中度、重度受损,研究颈椎受损程度不同对固有频率的影响。结果正常C2～7颈椎模型最低固有频率出现在后伸、侧弯振型,约为12Hz,大位移主要出现在寰椎齿凸。小关节有约束模型的固有频率高于无约束模型,小关节摩擦系数不同对颈椎固有频率无影响。结论研究颈椎的固有频率、振型和振幅等参数,是进一步研究颈椎动态特性的基础,对颈椎护理和治疗有重要意义。在生活和颈椎治疗中,应尽量避开12Hz环境,防止共振对颈椎造成大的损伤。

摘要：目的依据脊柱侧弯矫形受力原理,推导出脊柱侧弯矫形角与矫形力的函数关系式,能够快速计算得到脊柱矫形效果最佳的矫形力位置和大小,为脊柱侧弯矫形力的施加提供理论计算方法。方法以脊柱侧弯CT断层扫面数据为基础,采集侧弯脊柱中轴线坐标点,借助MATLAB软件拟合出脊柱侧弯样条曲线,得到脊柱侧弯本构多项式,通过编程求出脊柱侧弯Cobb角的大小。根据脊柱生物力学实验数据及临床骨科医学资料,以弯曲梁模型等效脊柱侧弯主侧弯进行矫形受力分析计算研究。结果推导出了在不同矫形力作用下,脊柱侧弯任意位置矫形力与矫形角度之间的函数关系式。利用函数关系式计算出脊柱的综合弹性模量为0.29MPa。结论通过计算分析为脊柱侧弯矫形过程中矫形力的加载位置、大小与矫形恢复角之间的关系提供可靠的力学理论依据。并可以根据不同的脊柱侧弯类型患者,对矫形角与矫形力函数关系式进行优化,得到优化的矫形力及加载位置。

摘要：目的基于人体脊柱侧凸CT图像建立胸椎至骶椎T1～S三维有限元模型,并研究模型的动力学特性。方法采用轴向压缩和剪切加载方式验证所建立的侧凸脊柱模型,验证结果与前人实验数据非常吻合。利用有限元软件ABAQUS对侧凸脊柱进行模态和稳态分析,并提取稳态分析在5、10Hz振动频率下模型的动态响应。结果模态分析提取前4阶模态,前2阶模态的固有频率分别为1.097、1.384Hz,振型分别为屈伸和侧弯。第3、4阶模态固有频率分别为5.688、28.090Hz,振型分别为垂直振动和绕竖直轴扭转。稳态分析中在模态固有频率附近出现振幅峰值,而且脊柱侧凸段椎体的平均振幅要明显大于其他节段椎体的平均振幅。在5、10Hz振动频率下,应力主要集中在脊柱侧凸节段的凹侧和凸侧以及侧凸节段的椎间盘上,且分布不均匀。结论脊柱侧凸患者的侧凸节段是脊柱的薄弱环节,在振动环境中更容易受到损伤,应尽量避免处于振动的环境中,特别是对自身较为敏感的频率范围。研究结果为侧凸患者的康复治疗、防护、临床病理研究提供方法性辅助和力学分析依据。

摘要：目的研究日常生活中振动环境对后路椎间融合术患者的影响。方法建立正常全腰椎和固定L4～5节段全腰椎有限元模型,在L1上终板添加40 kg质量点,并进行模态分析。结果与正常全腰椎相比,后路椎间融合术后全腰椎的各阶共振频率均降低,对应振型的主运动也发生改变;术后模型第1、2阶固有频率分别为2.94、3.81Hz,均接近日常生活中的振动频段;在前3阶振型中,术后模型L2和L3节段后部单元振幅均增大,增大了该部位术后退变的风险,L3～4节段椎间盘振幅明显增大,特别是该椎间盘靠近L3节段的部分,可能会增大其应力和应变,进而加速其退变。结论基于后路椎间融合术后腰椎的模态分析,研究融合术后腰椎振动特性的变化,为术后患者恢复和健康生活提供一定理论指导。