基于3D打印人股骨近端模型的DXA骨强度测量研究
发布时间：2021-01-12 22:17
目的:3D打印人股骨近端模型可高程度地还原股骨近端的复杂三维空间结构,而依据双能X线吸收法（Dual-energy X-ray absorptiometry,DXA）扫描的髋部图像进行髋关节强度分析（hip strength analysis,HSA）所获得的系列宏观结构参数可以在一定程度上反映股骨近端的力学强度。本研究通过对离体兔股骨（简称“兔骨”）及石膏3D打印兔股骨模型（简称“兔骨模型”）进行DXA测量和力学破坏实验,在了解3D打印兔骨模型所能代表兔骨力学强度的符合程度的基础上,对石膏制作的3D打印人股骨近端模型（简称“人骨模型”）模拟受试者股骨进行DXA HSA测量及力学破坏实验,为人骨模型作为DXA HSA质控测量体外模型的可行性和其骨强度测量结果所能模拟的人股骨力学强度的程度提供客观依据。方法:（1）以石膏为原材料,根据5只新西兰兔CT扫描数据,利用3D打印技术制作出10根兔骨模型并与兔骨进行DXA HSA测量和力学破坏实验。（2）根据6名进行了DXA髋部扫描的成年受试者股骨近端CT扫描数据,制作出13根人骨模型。其中5根人骨模型基于同一受试者左侧髋部CT扫描数据制作,用于...
【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载荷-形变曲线示意图
（A） （B）图2-2 3D打印人股骨近端模型（A）、及新西兰3D打印兔股骨模型（B）2.3 DXA BMD、HSA参数测量2.3.1 DXA测量仪器及质量控制受试者股骨近端、3D打印人股骨近端模型DXA HSA扫描采用美国通用电气公司（GE）生产的Lunar Prodigy骨密度仪（图2-3），并应用随机配备的enCore10.5软件包分析计算其BMD及HSA参数。离体兔股骨及3D打印兔股骨模型HSA扫描测量采用美国通用电气公司（GE）生产的Lunar iDXA骨密度仪（图2-3），并应用随机配备的enCore16.0软件包分析并计算其BMD及HSA参数。
14（A） （B）图2-3 美国GE Lunar Prodigy骨密度仪（A）、美国GE Lunar iDXA骨密度仪（B）骨密度仪质量控制：每日测量前均进行质量控制，开机后用仪器配备的体模校正，体模扫描测量值与体模标准值相一致(±1%)视为质控通过。2.3.2 DXA扫描方法及步骤（1）3D打印兔股骨模型/离体兔股骨DXA扫描（图2-4、图2-5）：在扫描前确保测量区域中没有影响测量区的异物。用水深15cm水箱模拟软组织衰减。应用髋部扫描模式，扫描开始定位时，将定位激光标志点定位在股骨远端。扫描后影像应包括整根3D打印兔股骨模型/离体兔股骨。扫描完成后，检查影像是否符合上述要求。将DXA扫描臂回静泊位，将测试标本撤离检查床，结束扫描。应用随机配备的enCore16.0软件包，进入髋部测量分析模式，将股骨颈盒感兴趣区拖至破坏实验的受力点位置，分析并计算兔股骨或3D打印模型的HSA参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印石膏试件力学性质实验[J]. 刘华博,赵毅鑫,姜耀东,王振华. 力学与实践. 2017(05)
[2]3D打印材料的研究及发展现状[J]. 张胜,徐艳松,孙姗姗,臧文慧,孙军,谷晓昱. 中国塑料. 2016(01)
[3]硫酸钙（石膏）在3D打印材料中的应用综述[J]. 黄明杰,张杰. 硅谷. 2014(12)
[4]3D打印:一种新兴的学习技术[J]. 李青,王青. 远程教育杂志. 2013(04)
[5]骨的微结构与骨强度关系的研究进展[J]. 孟瑶,雷涛. 中国骨质疏松杂志. 2011(09)
[6]X射线相干散射成像在医学中的应用进展[J]. 刘太辉,宋建中,刘景鑫,王忠厚,韩广良. 北京生物医学工程. 2006(02)
[7]大鼠股骨生物力学实验研究[J]. 史念珂,富东慧,蔡霞. 天津大学学报. 2006(04)
[8]109Cd源激发的X射线荧光法无创伤测定人体骨铅含量[J]. 黄士斌,田琳,承焕生,裴鹏. 光谱学与光谱分析. 2004(11)
[9]股骨近端骨折的治疗[J]. 姜保国,张殿英,付中国. 中华创伤骨科杂志. 2004(05)
[10]骨质疏松症动物模型[J]. 廖慧娟. 国外医学(内分泌学分册). 2004(01)
博士论文
[1]股骨近端骨密度及骨结构几何参数的DXA测量评估[D]. 林强.北京协和医学院 2011
硕士论文
[1]基于Ilizarov技术的足踝系统骨外固定器的设计与分析[D]. 孙梦茜.哈尔滨工业大学 2016
[2]唑来膦酸联合rhBMP-2局部注射对兔骨质疏松模型髋部骨强度的作用研究[D]. 郝旭光.第四军医大学 2015
本文编号：2973640
【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载荷-形变曲线示意图
（A） （B）图2-2 3D打印人股骨近端模型（A）、及新西兰3D打印兔股骨模型（B）2.3 DXA BMD、HSA参数测量2.3.1 DXA测量仪器及质量控制受试者股骨近端、3D打印人股骨近端模型DXA HSA扫描采用美国通用电气公司（GE）生产的Lunar Prodigy骨密度仪（图2-3），并应用随机配备的enCore10.5软件包分析计算其BMD及HSA参数。离体兔股骨及3D打印兔股骨模型HSA扫描测量采用美国通用电气公司（GE）生产的Lunar iDXA骨密度仪（图2-3），并应用随机配备的enCore16.0软件包分析并计算其BMD及HSA参数。
14（A） （B）图2-3 美国GE Lunar Prodigy骨密度仪（A）、美国GE Lunar iDXA骨密度仪（B）骨密度仪质量控制：每日测量前均进行质量控制，开机后用仪器配备的体模校正，体模扫描测量值与体模标准值相一致(±1%)视为质控通过。2.3.2 DXA扫描方法及步骤（1）3D打印兔股骨模型/离体兔股骨DXA扫描（图2-4、图2-5）：在扫描前确保测量区域中没有影响测量区的异物。用水深15cm水箱模拟软组织衰减。应用髋部扫描模式，扫描开始定位时，将定位激光标志点定位在股骨远端。扫描后影像应包括整根3D打印兔股骨模型/离体兔股骨。扫描完成后，检查影像是否符合上述要求。将DXA扫描臂回静泊位，将测试标本撤离检查床，结束扫描。应用随机配备的enCore16.0软件包，进入髋部测量分析模式，将股骨颈盒感兴趣区拖至破坏实验的受力点位置，分析并计算兔股骨或3D打印模型的HSA参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印石膏试件力学性质实验[J]. 刘华博,赵毅鑫,姜耀东,王振华. 力学与实践. 2017(05)
[2]3D打印材料的研究及发展现状[J]. 张胜,徐艳松,孙姗姗,臧文慧,孙军,谷晓昱. 中国塑料. 2016(01)
[3]硫酸钙（石膏）在3D打印材料中的应用综述[J]. 黄明杰,张杰. 硅谷. 2014(12)
[4]3D打印:一种新兴的学习技术[J]. 李青,王青. 远程教育杂志. 2013(04)
[5]骨的微结构与骨强度关系的研究进展[J]. 孟瑶,雷涛. 中国骨质疏松杂志. 2011(09)
[6]X射线相干散射成像在医学中的应用进展[J]. 刘太辉,宋建中,刘景鑫,王忠厚,韩广良. 北京生物医学工程. 2006(02)
[7]大鼠股骨生物力学实验研究[J]. 史念珂,富东慧,蔡霞. 天津大学学报. 2006(04)
[8]109Cd源激发的X射线荧光法无创伤测定人体骨铅含量[J]. 黄士斌,田琳,承焕生,裴鹏. 光谱学与光谱分析. 2004(11)
[9]股骨近端骨折的治疗[J]. 姜保国,张殿英,付中国. 中华创伤骨科杂志. 2004(05)
[10]骨质疏松症动物模型[J]. 廖慧娟. 国外医学(内分泌学分册). 2004(01)
博士论文
[1]股骨近端骨密度及骨结构几何参数的DXA测量评估[D]. 林强.北京协和医学院 2011
硕士论文
[1]基于Ilizarov技术的足踝系统骨外固定器的设计与分析[D]. 孙梦茜.哈尔滨工业大学 2016
[2]唑来膦酸联合rhBMP-2局部注射对兔骨质疏松模型髋部骨强度的作用研究[D]. 郝旭光.第四军医大学 2015
本文编号：2973640
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