国家自然科学基金(61073144)
- 作品数：4 被引量：13H指数：2
- 相关作者：王沫楠郭鸿书王红晶杜志江安贤俊更多>>
- 相关机构：哈尔滨理工大学哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金机器人技术与系统国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术更多>>
- 虚拟骨科手术系统人体组织建模方法综述被引量：5
- 2011年
- 虚拟手术是集医学、生物力学、机械学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机械力学、材料学、机器人等诸多学科为一体的新兴交叉研究领域.虚拟手术可以帮助医生进行外科诊断,能够利用图像数据,帮助医生合理、定量地制定手术方案,这对于选择最佳手术路径执行复杂外科手术和提高手术成功率具有十分重要的意义.建立生物组织仿真模型是决定虚拟手术系统临床应用价值的关键环节.通过对人体组织建模面临的技术难点和国内外研究现状分析,提出了建立虚拟手术系统人体组织模型需要解决的关键问题、未来发展趋势.
- 王沫楠
- 关键词：虚拟手术生物力学有限元分析
- 基于非线性材料股骨颈骨折固定方式被引量：7
- 2012年
- 目的对股骨颈骨折内固定治疗方法中的螺钉固定角度、螺钉数量和螺钉组合方式进行合理选择,以达到最佳的复位稳定性。方法以DICOM数据为基础,建立基于Lindon分型方式的包含不同角度、数量和组合方式的股骨颈骨折内固定三维有限元模型,并依据材料属性参数与CT图片灰度值之间的关系为模型赋予非线性的材料性质,模拟生理载荷条件对模型进行加载。结果临床常见骨折面角度所对应的最佳单钉固定角度为65°和70°;在手术条件允许的情况下,螺钉数量越多,固定效果越好;3钉呈倒三角放置略优于3钉呈正三角放置,3钉呈正三角放置优于2钉,而2钉平放与2钉斜放的优劣取决于骨折面角度。结论骨折面角度对固定的效果有重要影响,股骨颈骨折内固定三维模型的加载仿真过程能够为股骨颈骨折内固定方式的研究提供一种可行途径。
- 王沫楠郭鸿书
- 关键词：股骨颈骨折有限元分析载荷生物力学
- 基于生物力学信息数字化机器人辅助手术系统
- 2013年
- 目的建立一套数字化机器人辅助手术系统再现真实手术过程,并通过仿真系统与外部力反馈设备的结合实现对虚拟环境中机器人的控制和力觉反馈。方法系统的设计包括:基于生物力学理论的人体组织建模、基于有限元方法人体组织生物力学模型的计算、外部力反馈设备的设计、控制算法设计等。通过多层次模型、系统集成等方法,实现基于生物力学信息并具有交互特性的虚拟机器人辅助骨折牵引复位手术平台。结果当主手控制系统和虚拟环境生成机通过局域网连接成功后,该系统完成了闭环信息传递过程。结论该系统可以实现对虚拟环境中手术机器人的主从控制、视觉反馈和力觉反馈。该项研究为数字化模拟外科手术相关技术的发展起到推进作用,模拟手术在提高手术成功率、新医生的培训方面具有很强的优势。
- 王沫楠安贤俊
- 关键词：力反馈机器人辅助手术虚拟手术系统生物力学
- 股骨假体热应力有限元分析被引量：2
- 2012年
- 为定量研究材料热物性对股骨-假体系统应力的影响,以热弹性力学为基础,利用有限元方法对髋关节置换后股骨-假体系统的应力进行分析.假设假体、骨水泥、股骨为线弹性和各向同性材料且完全结合的同心圆柱体,经力学分析和有限元仿真,分别求得钛合金和钴铬合金作为假体材料时考虑热效应前后的假体/骨水泥、骨水泥/股骨随轴向位置分布的界面剪切应力以及假体、骨水泥、股骨的轴向应力.结果表明:界面失效是股骨-假体系统的主要失效形式,热效应使界面产生了混合而不是纯剪切的失效形式,加快了股骨-假体系统的界面失效,加速了假体柄的松动;由于钴铬合金的热膨胀系数大于钛合金,钴铬合金作为假体材料时更易引起界面失效,导致手术失败.选择热膨胀系数小的假体材料,可以减小界面失效的可能性,提高手术成功率.
- 王沫楠王红晶杜志江
- 关键词：股骨假体热应力有限元分析
