基于3D打印人股骨近端模型的DXA骨強度測量研究
發(fā)布時間:2021-01-12 22:17
目的:3D打印人股骨近端模型可高程度地還原股骨近端的復雜三維空間結(jié)構(gòu),而依據(jù)雙能X線吸收法(Dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)掃描的髖部圖像進行髖關節(jié)強度分析(hip strength analysis,HSA)所獲得的系列宏觀結(jié)構(gòu)參數(shù)可以在一定程度上反映股骨近端的力學強度。本研究通過對離體兔股骨(簡稱“兔骨”)及石膏3D打印兔股骨模型(簡稱“兔骨模型”)進行DXA測量和力學破壞實驗,在了解3D打印兔骨模型所能代表兔骨力學強度的符合程度的基礎上,對石膏制作的3D打印人股骨近端模型(簡稱“人骨模型”)模擬受試者股骨進行DXA HSA測量及力學破壞實驗,為人骨模型作為DXA HSA質(zhì)控測量體外模型的可行性和其骨強度測量結(jié)果所能模擬的人股骨力學強度的程度提供客觀依據(jù)。方法:(1)以石膏為原材料,根據(jù)5只新西蘭兔CT掃描數(shù)據(jù),利用3D打印技術制作出10根兔骨模型并與兔骨進行DXA HSA測量和力學破壞實驗。(2)根據(jù)6名進行了DXA髖部掃描的成年受試者股骨近端CT掃描數(shù)據(jù),制作出13根人骨模型。其中5根人骨模型基于同一受試者左側(cè)髖部CT掃描數(shù)據(jù)制作,用于...
【文章來源】:暨南大學廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
載荷-形變曲線示意圖
(A) (B)圖2-2 3D打印人股骨近端模型(A)、及新西蘭3D打印兔股骨模型(B)2.3 DXA BMD、HSA參數(shù)測量2.3.1 DXA測量儀器及質(zhì)量控制受試者股骨近端、3D打印人股骨近端模型DXA HSA掃描采用美國通用電氣公司(GE)生產(chǎn)的Lunar Prodigy骨密度儀(圖2-3),并應用隨機配備的enCore10.5軟件包分析計算其BMD及HSA參數(shù)。離體兔股骨及3D打印兔股骨模型HSA掃描測量采用美國通用電氣公司(GE)生產(chǎn)的Lunar iDXA骨密度儀(圖2-3),并應用隨機配備的enCore16.0軟件包分析并計算其BMD及HSA參數(shù)。
14(A) (B)圖2-3 美國GE Lunar Prodigy骨密度儀(A)、美國GE Lunar iDXA骨密度儀(B)骨密度儀質(zhì)量控制:每日測量前均進行質(zhì)量控制,開機后用儀器配備的體模校正,體模掃描測量值與體模標準值相一致(±1%)視為質(zhì)控通過。2.3.2 DXA掃描方法及步驟(1)3D打印兔股骨模型/離體兔股骨DXA掃描(圖2-4、圖2-5):在掃描前確保測量區(qū)域中沒有影響測量區(qū)的異物。用水深15cm水箱模擬軟組織衰減。應用髖部掃描模式,掃描開始定位時,將定位激光標志點定位在股骨遠端。掃描后影像應包括整根3D打印兔股骨模型/離體兔股骨。掃描完成后,檢查影像是否符合上述要求。將DXA掃描臂回靜泊位,將測試標本撤離檢查床,結(jié)束掃描。應用隨機配備的enCore16.0軟件包,進入髖部測量分析模式,將股骨頸盒感興趣區(qū)拖至破壞實驗的受力點位置,分析并計算兔股骨或3D打印模型的HSA參數(shù)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3D打印石膏試件力學性質(zhì)實驗[J]. 劉華博,趙毅鑫,姜耀東,王振華. 力學與實踐. 2017(05)
[2]3D打印材料的研究及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張勝,徐艷松,孫姍姍,臧文慧,孫軍,谷曉昱. 中國塑料. 2016(01)
[3]硫酸鈣(石膏)在3D打印材料中的應用綜述[J]. 黃明杰,張杰. 硅谷. 2014(12)
[4]3D打印:一種新興的學習技術[J]. 李青,王青. 遠程教育雜志. 2013(04)
[5]骨的微結(jié)構(gòu)與骨強度關系的研究進展[J]. 孟瑤,雷濤. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2011(09)
[6]X射線相干散射成像在醫(yī)學中的應用進展[J]. 劉太輝,宋建中,劉景鑫,王忠厚,韓廣良. 北京生物醫(yī)學工程. 2006(02)
[7]大鼠股骨生物力學實驗研究[J]. 史念珂,富東慧,蔡霞. 天津大學學報. 2006(04)
[8]109Cd源激發(fā)的X射線熒光法無創(chuàng)傷測定人體骨鉛含量[J]. 黃士斌,田琳,承煥生,裴鵬. 光譜學與光譜分析. 2004(11)
[9]股骨近端骨折的治療[J]. 姜保國,張殿英,付中國. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2004(05)
[10]骨質(zhì)疏松癥動物模型[J]. 廖慧娟. 國外醫(yī)學(內(nèi)分泌學分冊). 2004(01)
博士論文
[1]股骨近端骨密度及骨結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的DXA測量評估[D]. 林強.北京協(xié)和醫(yī)學院 2011
碩士論文
[1]基于Ilizarov技術的足踝系統(tǒng)骨外固定器的設計與分析[D]. 孫夢茜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]唑來膦酸聯(lián)合rhBMP-2局部注射對兔骨質(zhì)疏松模型髖部骨強度的作用研究[D]. 郝旭光.第四軍醫(yī)大學 2015
本文編號:2973640
【文章來源】:暨南大學廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
載荷-形變曲線示意圖
(A) (B)圖2-2 3D打印人股骨近端模型(A)、及新西蘭3D打印兔股骨模型(B)2.3 DXA BMD、HSA參數(shù)測量2.3.1 DXA測量儀器及質(zhì)量控制受試者股骨近端、3D打印人股骨近端模型DXA HSA掃描采用美國通用電氣公司(GE)生產(chǎn)的Lunar Prodigy骨密度儀(圖2-3),并應用隨機配備的enCore10.5軟件包分析計算其BMD及HSA參數(shù)。離體兔股骨及3D打印兔股骨模型HSA掃描測量采用美國通用電氣公司(GE)生產(chǎn)的Lunar iDXA骨密度儀(圖2-3),并應用隨機配備的enCore16.0軟件包分析并計算其BMD及HSA參數(shù)。
14(A) (B)圖2-3 美國GE Lunar Prodigy骨密度儀(A)、美國GE Lunar iDXA骨密度儀(B)骨密度儀質(zhì)量控制:每日測量前均進行質(zhì)量控制,開機后用儀器配備的體模校正,體模掃描測量值與體模標準值相一致(±1%)視為質(zhì)控通過。2.3.2 DXA掃描方法及步驟(1)3D打印兔股骨模型/離體兔股骨DXA掃描(圖2-4、圖2-5):在掃描前確保測量區(qū)域中沒有影響測量區(qū)的異物。用水深15cm水箱模擬軟組織衰減。應用髖部掃描模式,掃描開始定位時,將定位激光標志點定位在股骨遠端。掃描后影像應包括整根3D打印兔股骨模型/離體兔股骨。掃描完成后,檢查影像是否符合上述要求。將DXA掃描臂回靜泊位,將測試標本撤離檢查床,結(jié)束掃描。應用隨機配備的enCore16.0軟件包,進入髖部測量分析模式,將股骨頸盒感興趣區(qū)拖至破壞實驗的受力點位置,分析并計算兔股骨或3D打印模型的HSA參數(shù)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3D打印石膏試件力學性質(zhì)實驗[J]. 劉華博,趙毅鑫,姜耀東,王振華. 力學與實踐. 2017(05)
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[3]硫酸鈣(石膏)在3D打印材料中的應用綜述[J]. 黃明杰,張杰. 硅谷. 2014(12)
[4]3D打印:一種新興的學習技術[J]. 李青,王青. 遠程教育雜志. 2013(04)
[5]骨的微結(jié)構(gòu)與骨強度關系的研究進展[J]. 孟瑤,雷濤. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2011(09)
[6]X射線相干散射成像在醫(yī)學中的應用進展[J]. 劉太輝,宋建中,劉景鑫,王忠厚,韓廣良. 北京生物醫(yī)學工程. 2006(02)
[7]大鼠股骨生物力學實驗研究[J]. 史念珂,富東慧,蔡霞. 天津大學學報. 2006(04)
[8]109Cd源激發(fā)的X射線熒光法無創(chuàng)傷測定人體骨鉛含量[J]. 黃士斌,田琳,承煥生,裴鵬. 光譜學與光譜分析. 2004(11)
[9]股骨近端骨折的治療[J]. 姜保國,張殿英,付中國. 中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2004(05)
[10]骨質(zhì)疏松癥動物模型[J]. 廖慧娟. 國外醫(yī)學(內(nèi)分泌學分冊). 2004(01)
博士論文
[1]股骨近端骨密度及骨結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的DXA測量評估[D]. 林強.北京協(xié)和醫(yī)學院 2011
碩士論文
[1]基于Ilizarov技術的足踝系統(tǒng)骨外固定器的設計與分析[D]. 孫夢茜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]唑來膦酸聯(lián)合rhBMP-2局部注射對兔骨質(zhì)疏松模型髖部骨強度的作用研究[D]. 郝旭光.第四軍醫(yī)大學 2015
本文編號:2973640
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