傅栋 作品数:13 被引量:124 H指数:6 供职机构: 南方医科大学珠江医院 更多>> 发文基金: 广东省科技计划工业攻关项目 南方医科大学珠江医院院长基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 医药卫生 自动化与计算机技术 更多>>
应用CT断层图像快速构建人体骨骼有限元几何模型的方法 被引量:54 2007年 目的:寻求更为快捷、精确的基于CT断层图像重建人体骨骼结构有限元几何模型建立方法。方法:利用Philips/Brilliance64排螺旋CT各向同性分辨率0.625mm的薄层扫描技术,基于0.4mm层厚118层人体寰枢椎的连续断层图像,Mimics直接读入Dicom格式原始图像,界定骨组织阈值后软件自动提取各层面轮廓线,每层图像经边缘分割、选择性编辑及补洞处理,去除冗余数据,三维化处理后获得寰枢椎骨骼三维几何模型,面网格可保存为后缀名.lis的ANSYS文件,能直接导入Ansys有限元分析软件生成三维有限元模型。结果:建立了更为精确、快捷的寰枢椎骨骼三维有限元几何模型,面网格可直接导入Ansys有限元软件,进一步行模型求解。结论:薄层CT扫描技术,Dicom标准的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立人体骨骼结构的有限元几何模型,极大程度提高了建模效率。 傅栋 靳安民关键词:CT图像 骨骼 有限元模型 MIMICS 新型多孔型磷酸钙骨水泥骨内移植的生物学特点:生物相容性、骨传导性及可降解性 被引量:8 2007年 目的:观察新型多孔型磷酸钙骨水泥骨内移植的生物学特点,为其临床运用提供实验依据。方法:实验于2006-09/2007-02在南方医科大学珠江医院神经外科实验室完成。①选用健康成熟新西兰大白兔20只,在双侧股骨外侧髁部建立骨缺损模式,钻取直径5mm,孔深6mm的柱状圆洞。其中左侧为多孔型磷酸钙骨水泥组,右侧为对照组。②多孔型磷酸钙骨水泥组将多孔型磷酸钙骨水泥(液粉比为0.4)用专用注射器注入骨孔内并使磷酸钙骨水泥外溢,同时指压2min至骨水泥凝固;对照组造成骨缺损后充分止血缝合伤口。③于术后4,8,12和16周分别处死新西兰兔(n=5),通过光镜及电镜观察多孔型磷酸钙骨水泥在骨组织内的生物相容性和成骨方式。结果:①所有实验动物无一死亡,仅有1只兔术后术区骨折(对照侧)。②光镜观察结果:在多孔型磷酸钙骨水泥组,术后4周时可见材料外缘出现活细胞网状结构;8周时材料边缘可见钉突状或伪足状新生骨小梁伸入其内,同时其表面可见部分软骨内化骨;12周时,边界可见新生骨小梁明显增多、增粗、增长,向材料内部生长,骨小梁边缘可见足量破骨和成骨细胞;16周时清晰可见材料部分降解后形成的空隙,沿孔隙或空隙伸入材料的新生骨小梁与材料交织在一起,骨小梁边缘和部分材料孔隙内可见大量成骨细胞和破骨细胞分布。而对照组术后早期在骨洞内由机化后的血肿组织填充,炎症反应明显,8~12周时纤维瘢痕形成,16周时未见有新骨形成。③电镜观察结果:在低倍扫描电镜下发现,新型多孔型磷酸钙骨水泥的孔径在200~400μm之间分布,大部分孔隙与孔隙之间有90μm左右的小孔道贯通,类似松质骨结构。在骨内植入8周时高倍扫描电镜下观察,在骨-骨水泥交接面可见新生骨小梁沿着磷酸钙骨水泥的孔隙伸长入其内部,两者之间紧密结合。16周时,磷酸钙骨水泥密 罗毅 李奇 林荔军 张力 于博 傅栋 叶建东 王秀鹏关键词:骨粘合剂 磷酸钙类 生物相容性材料 医用植入体 壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯丝裂霉素C释药系统的研制与体外释放实验 2008年 目的研制壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯(chitosan/polyethylene glycols-succinate,CH/PEG-SA)丝裂霉素C(mitomycinC,MMC)局部药物释放系统,观察其体外释药效果。方法将透析后的CH/PEG-SA及MMC共混后置入冻干机,冻干制得CH/PEG-SA/MMC膜片,将膜片置于10mL37℃生理盐水中浸泡,静置3个月观察其脆性。绘制100、50、25、12.5、6.25、1μg/mL MMC液与吸光度(A)值的标准曲线。将CH/PEG-SA/MMC膜片20mg浸泡于PBS液中,第1、3、5、8、12、16、18、22、26、30、32、39、60和88天取浸出液,测定药物释放浓度与时间的变化曲线,探讨膜片结构与释药的关联性。结果脆性观察:膜片浸泡3个月后不脆裂。MMC液标准曲线回归方程为:y=0.593x3-2.563x2+25.944x-0.236(R2=1.000)。药物缓释膜片中MMC均能从膜片向PBS液扩散,释放量逐渐增加,第12天释放量达最大,为14.9616μg/mL,第18、32天又出现两次释放高峰,分别为14.4824μg/mL和11.4092μg/mL,明显高于成纤维细胞50%抑制率质量浓度(ID50,10.4713μg/L);其余时间以较低浓度间断释放,且释放量逐渐减少,第60天累积释放量为0.1793μg/mL,直至药物释放完全。不同时间点浓度差异均有统计学意义(P<0.05)。结论CH-PEG-SA/MMC膜片柔韧性提高,又改善复合材料的力学性能,且成膜性更好,能更有效地避免药物突释,保持一定时间药物释放。 张宇 周初松 蒋刚彪 于博 高飞 傅栋关键词:壳聚糖 琥珀酸酯 丝裂霉素C 药物释放系统 三维医学影像交互式控制系统在骨科数字仿真与有限元建模的应用 Mimics即Materialise'sinteractivemedicalimagecontrolsystem,全名是数字化三维医学影像交互式控制系统。是比利时Materialise公司的3D图像生成及编辑处理软件。M... 傅栋关键词:MIMICS 数字仿真 CT图像 DICOM 虚拟中国人 文献传递 壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯薄膜的制备及其与肌成纤维细胞的相容性 被引量:3 2007年 目的:制备防粘连壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯薄膜并观察其与肌成纤维细胞的相容性。方法:实验于2006-05/11在南方医科大学附属珠江医院中心实验室完成。实验材料:在透析后的壳聚糖与聚乙二醇琥珀酸酯或聚乙二醇共混后置入冻干机冻干制得壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯薄膜或壳聚糖/聚乙二醇膜,并将新生2~5d的SD大鼠骨骼肌成纤维细胞种植于膜片上。实验评估:①MTT法测定肌成纤维细胞接种在不同膜片上的吸光度值,计算相对贴附率。相对贴附率=不同膜的A490nm/培养板的A490nm×100%。②MTT法测定肌成纤维细胞在不同膜片上的生长1,5d后的吸光度值。③相差显微镜下观察肌成纤维细胞的生长形貌。结果:①肌成纤维细胞在不同膜片上的贴附率:肌成纤维细胞在壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯薄膜上能良好黏附、增殖,而在壳聚糖/聚乙二醇膜、壳聚糖膜上黏附性差。联合培养12h,5d后MTT法结果显示,壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯组的A值分别为0.074±0.009,0.141±0.031,分别为壳聚糖组的6.17倍和6.13倍(P<0.05)。②肌成纤维细胞的生长特性:肌成纤维细胞在壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯膜上的活性最高,增殖能力最强,增长速度最快,其次为壳聚糖/聚乙二醇膜,但两者差异无显著性意义(P>0.05),而细胞在壳聚糖膜上的增殖能力较低,膜上细胞数目较少,与其他组比较差异有显著性意义(P<0.05)。③肌成纤维细胞与不同膜片联合培养1,5d时的生长形貌:壳聚糖膜上细胞未贴壁生长,为透明的圆球形,呈游离状态,未能很好舒展,且有些皱缩,生长活力也不旺盛;细胞与壳聚糖/聚乙二醇膜、壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯膜片联合培养的生长情况要明显好于壳聚糖膜,细胞相互融合成片,多呈长梭形,细胞间隙狭窄,紧密排列成束,成指纹状结构且聚集生长的趋势也更明显。结论:将接支琥珀酰基的聚乙二醇与壳聚糖共 张宇 周初松 蒋刚彪 靳安民 傅栋 杜学军关键词:壳聚糖 琥珀酸酯 成纤维细胞 生物材料 颈丛及周围结构三维模型的构建与可视化研究 被引量:7 2010年 目的寻求建立颈丛及周围结构数字模型及三维可视化的方法。方法取健康志愿者头顶至第3胸椎下缘连续CT血管成像(CTA)动脉造影及MR脊髓造影(MRM)断面图像,经内插值处理达到亚体素精度,调整窗位、窗宽及对比度使其达到最佳视度。在CTA血管造影断层数据集中,基于骨骼CT阈值,采用Mimics软件,以Thresholding和Region Growing工具进行半自动分割,重建骨骼结构的三维数字模型,基于动脉、静脉、甲状腺、喉软骨在血管造影不同时期CT阈值的差异,以Thresholding和Dynamic Region Growing工具进行分割,重建升主动脉、主动脉弓、锁骨下动脉、颈总动脉、椎动脉、颈外静脉、颈内静脉、锁骨下静脉、胸锁乳突肌、甲状腺、舌骨和喉软骨(甲状软骨)的三维数字模型。以医学计算机辅助设计(MedCAD)模块对肌肉、颈丛等细小解剖结构重建,三维化显示颈丛及周围相关解剖结构。结果建立了颈丛及周围结构的三维可视化模型,可清晰显示骨性结构、主动脉、上腔静脉、胸锁乳突肌、中斜角肌、肩胛提肌、脊髓、颈丛皮支(枕小神经、耳大神经、颈横神经、锁骨上神经)和膈神经等解剖结构的位置关系。结论颈丛及周围结构三维可视化模型可以为骨科和颈丛麻醉提供解剖形态学参考。 傅栋 靳安民 曹加明 罗毅 田京 张宇关键词:颈丛 颈段脊柱前路手术相关结构的三维可视化 被引量:6 2010年 目的寻求建立颈段脊柱前路手术相关结构的数字模型及三维可视化方法。方法选取健康志愿者头颅中部至第3胸椎下缘连续CTA动脉造影,MR脊髓造影(MRM)及臂丛神经薄层MRI连续扫描断层图像,Mimics软件基于不同组织阈值对骨骼,动脉,静脉,脊髓等组织用半自动方法进行分割和重建,神经管道编辑器和MedCAD(医学计算机辅助设计)模块对颈丛,臂丛神经,颈肌进行重建,三维化显示颈段脊柱前路手术相关解剖结构。结果建立颈段脊柱前路手术相关结构的三维可视化模型,显示骨性结构、主动脉、上腔静脉、甲状腺、舌骨、喉软骨、气管、肺、12组颈肌和脊髓、脊神经、颈丛、臂丛神经、颈椎间盘等解剖结构的位置关系。结论在颈前部解剖结构三维模型基础上,参照解剖学层次逐层显示该手术相关重要结构,为解剖教学、手术培训提供医疗教学平台。 傅栋 靳安民 田京 宋志会 于博 钟世镇关键词:颈段脊柱 前路手术 计算机辅助图像处理 解剖学模型 基于CTA断层图像直肠及周围结构数字模型的重建及三维可视化研究 被引量:15 2008年 目的寻求基于CTA断层图像重建直肠及周围结构数字模型及三维可视化的方法。方法基于空气灌肠造影及CTA血管造影技术,64排螺旋CT对胸12至股骨中上部分沿横断面在动脉期及静脉期连续跟踪扫描。Mimics软件基于856层Dicom3.0标准CT连续断层二维图像,分别对直肠及周围结构等各种组织进行三维重建。结果建立直肠及周围结构三维数字模型。结论薄层CT扫描技术和Dicom3.0标准的应用使数字模型的建立更为精确,空气灌肠造影及CTA血管造影技术方便建立肠管及血管结构,Mimics软件基于CT扫描图像建立人体各种结构更为方便,获得数字模型可为解剖教学、手术培训提供医疗教学平台。 俞金龙 黄宗海 傅栋关键词:CT图像 直肠 数字模型 MIMICS “中国数字人女1号”骨骼系统数字仿真及全身骨骼数据库初步建立 被引量:7 2008年 傅栋 靳安民 唐海亮 田京 于博 钟世镇关键词:CT图像 中国数字人 骨骼 数字模型 壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯/丝裂霉素C释药系统预防椎板切除术后硬脊膜外瘢痕粘连的实验研究 被引量:19 2008年 目的研究壳聚糖/聚乙二醇琥珀酸酯(chitosan/polyethylene glycols-succinate,CH/PEG-SA)/丝裂霉素C(mitomycin C,MMC)薄膜局部释药系统对硬脊膜外瘢痕粘连的治疗作用。方法按摩尔比3︰1制得PEG-SA后,将其与CH及MMC(质量比为1︰1.5)在一定条件下制成CH/PEG-SA/MMC薄膜。取成年雄性SD大鼠30只,制作L1椎板切除模型。将大鼠按体重编号,随机分为Ⅰ~Ⅵ组,每组5只。Ⅰ组硬脊膜后方植入20mgCH膜片,Ⅱ组植入20mgCH/PEG膜片,Ⅲ组植入20mgCH/PEG-SA膜片,Ⅳ组用0.05mg/mLMMC溶液浸润硬脊膜5min,Ⅴ组植入20mgCH/PEG-SA/MMC膜片,Ⅵ组不作处理。术后4周取材,通过大体观察(Rydell评分)比较硬脊膜外瘢痕的增生情况;行免疫组织化学观察,计算羟脯氨酸(hydroxyproline,Hyp)含量;HE染色行组织学观察。结果所有动物术后情况良好,无步态异常、躁动、感染、死亡,各组间Rydell评分比较差异均有统计学意义(P<0.05)。Ⅰ~Ⅵ组硬膜外瘢痕组织中Hyp含量分别为(0.5708±0.3450)、(0.7286±0.1506)、(0.5534±0.1223)、(0.3133±0.1064)、(0.2619±0.1021)及(1.0201±0.1206)μg/mg;Ⅰ~Ⅴ组Hyp含量均低于Ⅵ组,差异有统计学意义(P<0.05);Ⅳ、Ⅴ组与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。组织学观察见Ⅴ组胶原纤维少且与硬脊膜平行排列,走向清晰、规则,有少量炎性细胞浸润及毛细血管,无巨噬细胞反应。结论CH/PEG-SA/MMC膜片能有效减少硬脊膜外瘢痕中Hyp含量,抑制椎板切除术后硬脊膜外瘢痕粘连,是一种预防瘢痕粘连的良好辅助治疗手段。 张宇 周初松 蒋刚彪 高飞 傅栋关键词:壳聚糖 丝裂霉素C 瘢痕粘连