文题释义： 足弓中断(interrupt the foot，ITF)：是此次研究设计的一种判断足弓是否中断的特征，通过对足底压力图像足弓部位的像素点进行扫描，‘是’代表足弓中断，输出特征为‘1’，即判断为高弓足的特征；‘否’代表足弓部连续，输出特征为‘0’，判断为扁平足或正常足的特征之一。 梯度提升决策树(gradient boosted decision tree，GBDT)：是一种迭代的决策树算法，该算法由多棵决策树组成，提升方法是从基学习器出发，反复学习，得到一系列基分类器，对这些基分类器进行组合，得到一个强分类器的过程，并对该文的3种足型进行分类识别。 背景：足弓在人体活动中起着支撑和缓冲的作用，足弓异常会引起运动障碍和下肢疼痛。准确识别病态足型是做出相应的预防、护理矫正措施的前提。 目的：提取常用的四大足型特征，并设计足弓中断特征，联合梯度提升决策树分类器，验证足型识别的准确率。 方法：采集了45人的1 710幅足底压力图像，包括高弓足、扁平足和正常足3种足型。分别提取足底压力图像的足弓指数、脚印系数、足弓宽度以及比值系数等不同特征，同时设计了足弓中断特征，并利用梯度提升决策树(GBDT)算法实现对足底压力图像的不同足型进行识别。 结果与结论：在所构建的45人的1 710幅足底压力图像数据集上，该文章算法的足型平均识别准确率达到了96.43%，高于目前基于足弓指数、脚印系数、足弓宽度以及比值系数等常用的足型判断方法。 缩略语：梯度提升决策树：gradient boosted decision tree，GBDT
https://orcid.org/0000-0002-0536-1556 (鲍文霞)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
文题释义： 有限元模型：是指基于CT扫描获取的数据，通过医学图像处理软件建立的包含骨性结构、软骨、椎间盘、韧带等组织的三维几何模型，此模型可进行相关力学模拟分析，具有高仿真、实验成本低的优点。 生物力学分析：其基本原理是利用数学方法和物理力学理论分析人体在活动过程中的各种力学问题。借助有限元分析方法，将连续的物体划分为有限数量的单元，用简单的问题替代复杂的问题进行求解，其计算结果精度高，适用于各种复杂的形状，是研究人体生物力学的有效方法。
背景：髋腰疾病的发病率不断增加，给临床治疗带来一定的挑战，需要完善的腰椎-骨盆-髋关节模型以分析其生物力学特点。 目的：建立正常成人腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型进行生物力学分析，为研究髋腰疾病和相关手术治疗提供实验依据和参考。 方法：获取正常成人CT数据，利用Mimics、Geomagic、Hypermesh、Abaqus等软件构建正常的腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型，将所得模型进行各个工况分析，得到椎体活动度、椎间盘及股骨头应力分布进行模型有效性验证。之后进一步构建坐位模型，比较分析站立位和坐位2种姿势下的生物力学分布特点和变化趋势。 结果与结论：①成功建立了正常成人腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型；②构建的模型在各工况分析中结果均在既往文献数据的参考范围内，确认模型有效，可进一步用于后续的实验研究；③从站立位到坐位姿势变化后，L4-L5及L5-S1椎间盘的应力呈上升趋势，其中L5-S1应力变化最明显；对于髋关节应力分布而言，在站立位时，应力在髋臼的前、上、后3个方向都有分布，而在坐位时应力则主要集中在髋臼前部。 https://orcid.org/0000-0003-2806-8448 (张育民)
文题释义：
文题释义： 多任务行走：在行走的同时额外完成其他并发任务。多个任务同时执行，并且这些任务可以独立执行，单独衡量，有不同的目标。此次研究主要包括双任务行走和三任务行走，即边计算边行走和携带托盘边计算边行走。 多任务成本：多任务性能的变化(多任务下的运动表现减去单任务下的运动表现)占单任务性能的百分比。尽管执行的任务或条件不同，也可用多任务成本来比较与正常行走的变化，此次研究主要涉及双任务成本和三任务成本。 背景：跌倒是儿童最常见的意外事件之一，其导致的伤害已成为全球性的公共卫生问题。多任务行走会增大跌倒风险，对异常儿童影响更大，而日常生活对多任务行走的需求增多。研究幼儿的多任务步态，以期为制定针对性训练与鉴别发育异常或疾病患儿提供理论基础。 目的：探究多任务行走对4-6岁幼儿的步态参数及下肢动力学的影响。 方法：随机选取北京市某幼儿园34名4-6岁幼儿，进行单任务行走(正常行走)、双任务行走(计算+行走)和三任务行走(携带托盘+计算+行走)；使用BTS红外动作捕捉系统采集步态参数，Vixta数字录像机同步录像，通过Anybody仿真建模计算下肢动力学参数，利用重复测量方差分析比较任务差异、性别差异与交互效应。 结果与结论：①双任务行走和三任务行走的标准化步速、步频、跨步长和步宽低于单任务行走；②跨步长的多任务成本随任务的增多而增大；③髋膝踝三大关节的关节反应力-步态周期图像呈现出相同的特点；④髋关节屈曲力矩平均值出现任务差异和性别差异，距下关节外翻力矩最大值出现任务×性别的交互效应；⑤缝匠肌肌力最大值出现性别差异，股薄肌、长收肌、大收肌中束、短收肌和闭孔外肌肌力最大值出现任务差异，闭孔内肌肌力最大值出现性别×任务的交互效应；⑥提示4-6岁幼儿在行走时的步态会受到多任务的影响，表现为步态受损、任务成本增加；对下肢关节的影响体现在髋关节与距下关节；对下肢肌肉力的影响集中在大腿内收和外展肌群；因此应指导幼儿进行锻炼这两大肌群的趣味游戏，以实现更优化的多任务行走模式，降低跌倒发生率，预防跌倒伤害。 缩略语：单任务行走：single-task walking，STW；双任务行走：dual-task walking，DTW；三任务行走：three-task walking，TTW
https://orcid.org/0000-0002-3915-3448 (梁晓)
文题释义： 步态周期：行走中一侧足跟触地到该侧足跟再次触地的过程。步态周期包含摆动相和支撑相，摆动相是一侧足部从离开地面到再次触地的时期，支撑相是足部触地并承重的时期。 中底：鞋底中处于鞋垫与外底之间的结构。功能特点是减压、缓冲与回弹，改善舒适度，减少足部与地面冲击所产生的损伤，以及提升运动表现。 背景：足底压力过高是导致糖尿病足溃疡的因素之一，研究糖尿病患者步态周期内不同时刻的足底压力有助于设计防护鞋具。 目的：分析糖尿病患者足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力，设计中底结构，优化减压效果。 方法：开展足底压力试验，分析糖尿病神经病变患者、无神经病变的糖尿病患者与健康人在足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力差异。构建足部有限元模型，设计乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底和不同模量的热塑性聚氨酯菱形晶格中底，分析神经病变患者使用不同中底时足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力及软组织应力变化，优化糖尿病防护鞋结构尺寸。 结果与结论：①神经病变组前掌推离时刻的足底压力峰值比健康对照组高22.2%，差异有显著性意义(P < 0.05)；②乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底使神经病变患者足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力峰值分别降低13.0%和12.9%，使软组织应力峰值分别降低18.2%和11.1%；③优化的菱形晶格结构将患者2个时刻的足底压力峰值分别降低41.6%和48.4%，将软组织应力峰值分别降低41.4%和49.8%；④提示开发糖尿病防护鞋具应重视对前掌推离时刻的减压，菱形晶格结构能实现比传统乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底更好的效果。
https://orcid.org/0000-0002-9085-4784 (曹子君)
文题释义： 双任务研究范式：是指人体在行走过程中同时执行一项认知任务或其他运动任务，贴近日常生活活动的真实场景，可以用来检查认知与神经肌肉控制之间的相互作用。 动态稳定裕度：是基于人体动态稳定性理论和倒立摆姿势模型提出的人体行走稳定性度量，计算给定的质心位置速度点(外推质心)到支撑基底边缘的最短距离。动态稳定裕度为正值时代表行走稳定，反之则不稳定，且中外侧方向动态稳定裕度值被认为是评价人体行走稳定性的关键指标。 背景：行走过程中维持姿势稳定性对预防跌倒至关重要，认知双任务行走时动态稳定性如何变化还存在一定的争议。 目的：通过对比4种不同认知负荷行走时人体动态稳定性的差异，探究认知负荷因素对双任务研究范式姿势控制性能的影响，为动态稳定康复训练等提供理论依据。 方法：采用Motion三维运动捕捉系统采集16名普通男性大学生不同认知负荷行走时(零倍负荷、一倍负荷、二倍负荷和三倍负荷)的运动学数据，通过运动学数据间接计算得出动态稳定裕度值。其中认知单任务步行指行走+零倍认知负荷；认知双任务步行指行走+一、二、三倍认知负荷。使用单因素重复测量方差分析比较不同认知负荷行走时步态参数和动态稳定性的差异。 结果与结论：①与零倍负荷相比，其他认知负荷行走时步速、动态稳定裕度均降低(P < 0.05)；②二倍认知负荷行走步速、步长低于一倍认知负荷行走(P < 0.05)；二倍认知负荷步长低于零倍认知负荷行走(P < 0.05)；③步宽参数在不同认知负荷行走时差异无显著性意义(P > 0.05)；④提示随着认知负荷逐渐增加，青年人主要通过降低步速、减小步长，改变步态模式对认知任务介入做出回应；在双任务行走过程中，认知任务的介入不能影响步宽参数，在评价双任务康复训练方案的有效性时，不建议将步宽参数作为有效评价双任务姿势控制性能的指标；当认知负荷未超出人体总的注意力资源时，认知任务的介入会增加人体行走时左右方向的动态稳定性；对于青年人来说，不同认知负荷对姿势控制的影响差异较小，在实施双任务康复手段介入时，可以适当减少认知负荷的设置。
https://orcid.org/0000-0002-4710-411X (刘鑫玥)
文题释义： 骨小梁结构模型指数(Structure Model Index，SMI)：表征骨小梁板状(plate-like)和杆状(rod-like)的程度，骨小梁绝对板状时SMI 数值为0，绝对杆状时SMI 数值为3，发生骨质疏松时，SMI值增大，杆状骨小梁增加，板状骨小梁减少，骨小梁抗压缩性能降低。 微有限元：有限元分析是把连续的几何构件离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。微有限元模型是基于Micro-CT影像数据进行有限元分析的一种有限元模型。 背景：基于Micro-CT微有限元可以研究骨小梁在载荷下的力学响应，通常认为在动物骨小梁标本上骨体积分数是决定骨小梁抗压缩能力的最重要指标，但在微有限元模型中，导致应力集中或决定最大应力的骨微结构指标尚不明确。 目的：探究影响骨小梁微有限元模型最大应力的骨微结构指标。 方法：获取10只正常大鼠双侧股骨干骺端感兴趣区域骨小梁微观结构指标，比较双侧感兴趣区域骨小梁差异性；构建20个骨小梁微有限元模型并对模型进行加载，以微有限元模型中应力值最大的前5%，2%，1%，0.5%个单元的应力平均值作为最大应力值，根据模型应力、应变验证模型的真实可靠性；最后，以最大应力值为因变量，感兴趣区域骨小梁微观结构指标为自变量，通过多元线性逐步回归法挖掘影响骨小梁微有限元模型最大应力的关键影响因素。 结果与结论：双侧股骨干骺端感兴趣区域骨小梁微结构存在同质性(P > 0.05)，进而对数据进行合并；20个骨小梁微有限元模型平均单元数232 813，节点数606 82；前5%，2%，1%，0.5%个单元应力平均值分别为31.91，41.96，50.86，61.23 MPa，平均有效应变为3.28%；多元线性逐步回归分析结果提示骨小梁结构模型指数是影响骨小梁微有限元模型最大应力的最重要的骨微结构指标(P < 0.001，R2=0.807)。提示：骨小梁结构模型指数是影响骨小梁微有限元模型应力集中的最重要骨微结构指标，骨小梁结构模型指数值越大，杆状骨小梁越多，应力集中范围越大。
https://orcid.org/0000-0002-8516-7410(钟毅征)
文题释义： 本构模型：反映材料应力应变宏观性质的数学模型。用于描述材料受到外力作用变形时，应力、应变、时间或更多其他物理量变化率之间关系的物性方程，能反映材料属性随运动条件而发生的改变。 损伤因子：用来描述材料损伤程度的物理量，被用于反映材料由于微损伤的产生和损伤扩大而引起的微裂纹和微型孔在全部材料体积中所占比例。 数字图像相关技术：是一种非接触式的测量方法，基于计算机视觉技术跟踪物体表面图像子区域的散斑图，对比物体表面变形前后的2幅数字图像，并运用相关算法得到位移和应变图。 背景：腰椎间盘突出症是临床上引起腰痛的主要原因，发病原因十分复杂，长期力学负荷的积累和突然超负荷损伤通常被认为是主要病因。椎间盘突出大多受到其力学状态改变的影响，因此需要对腰椎间盘整体和内部的应力/应变特性进行研究，从而为腰椎间盘突出的预防和治疗提出指导。 目的：通过体外实验多角度讨论椎间盘的疲劳特性和破裂机制。 方法：实验采用当地屠宰4-6 h的新鲜绵羊腰椎，用其制作的椎间盘样本被用于不同实验。疲劳实验中，探索轻度破裂和疲劳应力对椎间盘疲劳特性的影响。在内部位移和载荷分布实验中，通过应用优化的数字图像相关技术来测试椎间盘加载过程的内部位移分布，应用布拉格光纤光栅技术测量椎间盘加载过程的内部载荷分布。 结果与结论：①对于正常及早期破裂腰椎间盘，疲劳前后的破裂应力-应变曲线均呈现出多段特性，主要由4个阶段组成：趾部阶段、线性阶段、屈服阶段和破裂阶段；②正常腰椎间盘的趾部阶段非常明显，而早期破裂腰椎间盘的趾部阶段几乎消失；对于正常和早期破裂腰椎间盘，疲劳后的弹性模量均略大于疲劳前的弹性模量；对于正常腰椎间盘，疲劳后的比例极限大于疲劳前；对于早期破裂腰椎间盘，疲劳后的比例极限小于疲劳前；对于正常腰椎间盘，疲劳后的屈服应力大于疲劳前；对于早期破裂腰椎间盘，疲劳后的屈服应力小于疲劳前；③腹侧纤维环应力<背侧纤维环应力；在背侧区域，外层纤维环应力<内层纤维环应力；而腹侧区域呈现相反规律；④含损伤因子的损伤本构模型可以很好地拟合椎间盘损伤的力学特性，实验结果对预防日常生活中的腰椎间盘突出具有理论上的指导意义。
https://orcid.org/0000-0001-5629-7091 (刘清)
文题释义： 经皮三脚架髋臼支撑手术：使用3枚空心螺钉——前柱螺钉、后柱螺钉、跨柱螺钉以空间稳定结构对髋臼进行支撑的微创手术，使髋臼转移瘤患者减轻疼痛、术后快速负重与早期辅助治疗。 三维模型有限元分析：此方法需患者 CT 数据 DICOM 格式，不仅能在模型上清晰地看出骨盆转移瘤特点，还能模拟三脚架固定手术和力学稳定性的分析，从而为临床提供理论基础。 背景：从既往的报道可知，经皮三脚架髋臼支撑手术可以实现快速改善骨盆转移瘤疼痛、恢复髋关节活动功能的临床目的。 目的：进一步探讨经皮三脚架髋臼支撑手术的临床疗效及生物力学机制。 方法：回顾性地纳入广州中医药大学第一附属医院4例5髋髋臼转移瘤患者的临床资料，运用东部合作肿瘤组织评分(ECOG)和目测类比评分进行疗效评价；并利用三维有限元技术构建骨盆-股骨近端三维有限元模型，设定空白组为正常髋臼，模型组为患侧髋臼，治疗组为患侧术后髋臼，观察3组的应力区域情况，分析经皮三脚架髋臼支撑手术的生物力学原理机制。 结果与结论：①患者资料分析：4例患者术后的ECOG和疼痛目测类比评分均明显好转(P < 0.05)；4例患者中术后1例可以自由行走，2例由卧床分别转为借助单拐和助行器行走，1例仍使用助行器行走。②有限元分析：与空白组相比，模型组的髋臼局部应力上升(P < 0.05)，提示患侧髋臼稳定性较差、应力集中明显，骨质遭受破坏后承载应力效果不佳；与模型组相比，治疗组髋臼局部应力下降(P < 0.05)，提示髋臼受侵袭区域三脚架可以承载应力并使髋臼的应力集中得到缓解；对比空白组与治疗组(P > 0.05)，可知术后髋臼的应力集中情况得到缓解，达到术前正常骨质的支撑应力效果。③结论：三脚架手术是一种为髋臼转移瘤患者提供安全有效的疼痛缓解并允许早期负重和全身治疗的新技术，该技术给髋臼提供稳定的力学支撑，但其远期临床疗效仍需长期随访评估。
https://orcid.org/0000-0003-4162-8016 (赖洁青)
文题释义： 全脊柱内镜下椎板开窗减压：为传统开放手术的内镜化及微创化，可在较短时间内完成骨性椎管、盘黄间隙、神经根管及侧隐窝扩大成形，一期完成椎间隙平面、上位椎板黄韧带止点、下位椎弓根层面及侧隐窝全椎管减压，实现了多平面、立体椎管减压，适用于重度、中央型椎管狭窄，小切口下解除硬膜囊和神经根靶点压迫，有效缓解患者临床症状，降低医源性不稳的发生，确保临床疗效，患者生活质量大幅改善。 脊柱内镜下单侧入路双侧减压：在脊柱内镜下利用水介质冲洗下获得清晰视野，相对开放手术安全性和精确性更高，可首先经全脊柱内镜下椎板开窗进行单侧减压，而后倾斜套管在棘突基底部潜行到对侧进行减压，其主要适用于单纯中央型椎管狭窄、中央型椎管狭窄伴侧隐窝狭窄、单侧或双侧侧隐窝狭窄等。 背景：全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术作为后路脊柱内镜下治疗腰椎管狭窄症的前沿高精技术，临床疗效较好，但目前鲜有生物力学及有限元分析的相关研究报道。 目的：分析全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压对内镜下治疗腰椎管狭窄症生物力学的影响，验证该两种手术方式治疗腰椎管狭窄症的可靠性和有效性。 方法：取1名健康志愿者的腰椎CT图像，利用Mimics、Geomagic、Solidworks、Ansys软件建立正常腰椎L4-L5节段的有限元模型M0，在此基础上分别建立全脊柱内镜下椎板开窗减压手术模型M1与脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术模型M2，在3组模型的L4椎体上表面施加相同应力，L5椎体下表面进行固定支撑，分析在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6种工况下的整体关节活动度及纤维环Von Mises应力极值。 结果与结论：①与模型M0相比，模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%，12.17%，0.77%，1.60%，1.86%，6.85%，模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%，12.17%，0.77%，1.60%，2.17%，6.85%；与模型M1相比，模型M2在右侧弯下的活动度整体关节稍增加，其余工况未见明显增加与趋势的改变；②与模型M0相比，模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises 应力极值分别增加4.65%，16.09%，0.21%，0.77%，0.25%，1.51%，模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises 应力极值分别增加4.58%，16.15%，0.20%，0.80%，0.23%，1.52%；模型M1与模型M2不同工况下的纤维环Von Mises 应力极值变化趋势不明显；③结果显示，全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压治疗腰椎管狭窄症后，其责任节段稳定性较好。
https://orcid.org/0000-0002-1482-3329(张晗硕)
文题释义： 新型多维交叉锁定钢板：是总结既往四肢长骨骨折髓内钉术后失效的危险因素后，根据翻修时如何有效增强骨折断端稳定性的难题设计的一种附加钢板，可以有效避让髓内钉主钉，具有双排螺钉、多角度、多平面交错锁定固定的功能。 股骨转子下骨折：股骨小转子以下5 cm内区域发生的骨折。股骨转子下部位是转子间至股骨干近端的移行区，其解剖结构特殊，生物力学情况复杂，是全身最高的应力集中区域，同时也是松质骨与皮质骨的交界区，易发应力骨折。 背景：新型多维交叉锁定钢板(Multi-Dimensional Cross Locking Plate，MDC-LP-II)作为保留髓内钉附加钢板可以在有限的空间内实现更多的锁定螺钉和皮质层数的固定，但其在股骨转子下骨折髓内钉术后骨不连模型的力学稳定性尚不确定。 目的：比较MDC-LP-II与传统锁定加压钢板作为附加钢板在治疗股骨转子下骨折髓内钉固定后骨不连的生物力学差异。 方法：应用10根人工股骨模型建立股骨转子下骨折髓内钉固定后骨不连结构，随机分为2组，每组5个，并分别采用MDC-LP-II和锁定加压钢板对骨不连断端进行固定后，进行静态扭转破坏试验，从0 N·m开始，以6 (°)/min的速度进行加载，持续记录扭转角度-扭矩曲线，直至标本结构完全破坏；记录并计算两者的扭转刚度、标本屈服时的极限扭矩和破坏角度。 结果与结论：MDC-LP-II的扭转刚度为(3.56±0.19) N·m/(°)，锁定加压钢板为(1.69±0.41) N·m/(°)，MDC-LP-II较锁定加压钢板提升了1.87 N·m/(°)，是锁定加压钢板组的2.11倍(P < 0.001)；当MDC-LP-II和锁定加压钢板发生屈服时，所承受的极限扭矩分别为(73.58±3.28) 和(59.88±6.74) N·m，MDC-LP-II较锁定加压钢板提升了13.7 N·m，是锁定加压钢板的1.23倍(P < 0.05)；当标本彻底破坏时，MDC-LP-II的破坏角度为(22.50±1.58)°，锁定加压钢板的破坏角度为(31.00±2.85)°，MDC-LP-II的破坏角度明显小于锁定加压钢板(P < 0.001)。MDC-LP-II的扭转刚度更强，不易发生形变，作为附加钢板的生物力学稳定性优于锁定加压钢板，是临床治疗股骨转子下骨折髓内钉术后骨不连的可靠选择。 缩略语：新型多维交叉锁定钢板：Multi-Dimensional Cross Locking Plate，MDC-LP-II
https://orcid.org/0000-0002-4625-1038 (吴韬光)
文题释义： 全颈椎有限元模型：是指基于CT扫描获取的颈椎数据，通过医学图像处理软件以及有限元软件建立的包含小关节、椎间盘以及部分韧带的儿童全颈椎模型。 有限元模型分析法：是近年来研究人体生物力学的有效方法，其基本原理是把连续的物体离散为一组有限个、按一定方式相互联结在一起的单元组合体，然后求其相互之间的关系及特征，是一种化整为零、集零为整的方法。 背景：儿童颈椎有限元模型多为10岁及以下儿童的，所建立的节段也只是部分颈椎，而12岁儿童全颈椎有限元模型则相对较少。 目的：建立有效的12岁儿童全颈椎有限元模型，为研究儿童颈椎活动性、应力及临床治疗儿童颈椎疾病提供理论依据。 方法：随机选择 1名健康的12岁儿童，使用64排螺旋CT对该儿童颈椎进行扫描，将CT数据导入Mimics 16.0 中重建简单的三维模型，用 Cero 5.0优化模型，再导入Hypermesh 14.0中划分网格及添加韧带，最后用ANSYS 6.14软件进行材料赋值，设定边界等操作，构建颈椎三维有限元模型，并对模型有效性进行验证，将模型在前屈后伸、左右屈曲、左右旋转6种工况下各椎体的活动度与文献数据进行对比。 结果与结论：通过有限元软件成功建立了12岁儿童全颈椎三维有限元模型，该模型还原度高，与其模拟的颈椎相似性好。在1.5 N•m的载荷下，除C4-5、C6-7在旋转工况下的活动度较参考文献低外，其余节段在各种工况下的活动度均在既往文献的参考范围内，说明该模型有效，在后续的应力研究和临床治疗中可以运用。
https://orcid.org/0000-0003-0279-2710 (刘清华) ；https://orcid.org/0000-0002-5009-1591 (蔡永强)
文题释义： 颈椎前路椎间盘切除减压内固定：是治疗颈椎病的一种常用手术方式，将病变的椎间盘等完全切除，行充分颈椎前路减压后置入椎间融合器，随后用椎体前辅助接骨板进行内固定，以融合并稳定相应椎体节段。 有限元分析方法：是通过计算机模拟人体骨骼、韧带等解剖结构和人体各种状态活动，以获得应力云图及应力分布情况的一种分析方法。 背景：颈椎前路椎间盘切除减压内固定通常于颈前辅助接骨板进行内固定，由于传统接骨板体积较大、突出于椎体前缘及接骨板材质导致弹性模量较高等原因，术后患者常存在吞咽不适、相邻节段退行性变等并发症。 目的：运用三维有限元研究方法比较并分析3种自主研发的新型颈前路高贴附性弹性内固定合金板在术后的应力分布特点，为内植物的改进及临床应用提供参考。 方法：利用镍钛合金设计3种内植物：合金板A为阶梯型，合金板B为弧面阶梯型，合金板C为弧面型。随机采集1名21岁健康成年女性志愿者C5、C6节段的CT薄层扫描图像，应用Mimics 21.0、Geomagic Studio 2013、Abaqus 2020等软件处理，构建3种新型颈前路合金板装配完成的颈椎有限元模型，在C5上加载50 N垂直力及1.5 N·m纯扭矩载荷，模拟颈椎中立、前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转7种运动状态，采集3种合金板6个应力集中区域的应力值。 结果与结论：①中立位时，3种合金板上各个应力集中区域处分布的应力相对其余工况为最小；前屈及后伸工况下，合金板A加压件上部的平均应力大于合金板B(P < 0.05)，合金板C下部的平均应力大于合金板B(P < 0.05)；侧屈工况下，屈侧的平均应力大于伸侧(P < 0.05)；旋转工况下，旋转对侧上部及同侧下部的平均应力相对较大(P < 0.05)；侧屈及旋转动作时，合金板A大多区域的平均应力远小于合金板B、C(P < 0.05)；②3种合金板的平均应力均在中立位时较小、在做旋转动作时较大，应力最大部位几乎均集中于螺纹孔周围；③合金板A较适合于术后需做各种类似侧屈旋转动作的患者；合金板B对椎体影响较小，适合于椎体存在基础疾病等的患者；合金板C可在考虑相关并发症的前提下适当增加下部厚度。该新型合金板仍需进一步实验及临床研究。
https://orcid.org/0000-0003-3950-740X (仝铃)
文题释义： 胫骨中下段外旋型螺旋骨折：主要指骨折线位于胫骨干中下1/3段的螺旋骨折，其骨折线走行以胫骨前内下波及胫骨后外上为特点。 有限元分析：利用数学近似的方法对几何和载荷工况进行模拟。利用简单而又相互作用的元素(即单元)，用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。由于大多数实际问题难以得到准确解，有限元计算精度高，能适应各种复杂形状，是行之有效的工程分析手段。 背景：目前缺乏胫骨内侧、外侧解剖锁定钢板治疗胫骨中下段外旋型螺旋骨折的生物力学性能研究。 目的：采用三维有限元分析技术对比胫骨内侧、外侧解剖锁定钢板固定胫骨中下段外旋型螺旋骨折的力学分布情况。 方法：选择1名健康志愿者的胫骨CT图像，使用数字化技术构建胫骨远端内、外侧锁定钢板模型，根据内固定原则设置模型组合，分别给予轴向力、侧向力及扭转力加载，模拟人体在不同受力情况下内固定受力及胫骨骨折模型的位移情况。 结果与结论：①轴向暴力中，胫骨远端外侧解剖钢板的最大等效应力、骨折面位移量比胫骨远端内侧解剖锁定钢板小约31.6%，8.8%；②扭转-逆时针暴力中，内侧、外侧解剖钢板的最大等效应力相近，骨折面位移相近；③扭转-顺时针暴力中，外侧解剖钢板的最大等效应力、骨折面位移量比内侧解剖锁定钢板小约23.8%，65.3%；④外翻时外侧解剖锁定钢板的最大等效应力、骨折面位移量比内侧解剖锁定钢板小约38.2%，86.5%；内翻时外侧解剖锁定钢板的最大等效应力、骨折面位移量比内侧解剖锁定钢板小约4.8%，7.6%；⑤结果表明，对胫骨中下段外旋型螺旋骨折，胫骨远端外侧解剖锁定钢板对抗轴向暴力、翻转暴力、扭转-顺时针的能力明显优于胫骨远端内侧解剖锁定钢板，更具生物力学优势。
https://orcid.org/0000-0001-6523-1035 (张强)
文题释义： 骶椎腰化：患者第一骶椎演变出腰椎的形态，通常伴随着骶骨结构的畸形，从而导致脊柱受力不平衡，诱发脊柱侧弯、腰肌劳损、腰间盘突出等病症。 梯度赋值法：由于不同骨密度在CT数据中表现出不同的灰度值，根据灰度值对椎体进行不同材料属性的梯度赋予。 背景：骶椎腰化会导致脊柱节段发生变化，致使脊柱力学结构发生变化，容易引发脊柱病变。 目的：分析骶椎腰化模型与正常骶椎模型的静力学区别。 方法：通过CT数据基于逆向工程原理建立腰骶几何模型，实验组为骶椎腰化模型，对照组为正常骶椎模型，通过CT数据灰度值进行材料属性梯度赋予，建立韧带，在L4椎体表面施加200 N的集中力模拟重力，同时在X轴正负向、Y轴正负向、Z轴正负向施加2 N·m的弯矩，模拟椎体进行前屈后伸、左右侧弯、左右旋转6种运动工况，分析模型应力分布、椎体偏转角度及椎间盘L5与骶骨间的应力分布。 结果与结论：①在6种工况加载下，实验组模型应力集中明显产生于S1与S2关节突接触位置，并且偏转角度明显大于对照组；②从椎间盘应力云图分布可以看出，两组模型的应力分布区域接近，符合脊柱受力特性，但实验组椎间盘应力值明显均大于对照组，最大值2.480 MPa出现在实验组前屈工况下，实验组与对照组模型的椎间盘应力差值最大为1.722 5 MPa；③结果表明，骶椎腰化整体结构不稳定，尤其是移行椎与骶椎连接位置应力集中更明显，影响到整个脊柱力线的稳定，进而导致脊柱疾病的发生。
https://orcid.org/0000-0002-9500-0833 (李健)
文题释义： 搂膝拗步：即杨氏二十四式太极拳第四式，是套路中的经典上步招式，对下肢各关节活动、姿势控制及肌肉协调控制要求较高。 三维运动分析：即根据生物力学原理、人体生理解剖等，运用计算机辅助和红外摄像技术，捕捉记录人体在执行特定动作过程中的对地面作用力、关节运动角度、关节力矩和质心的移动等生物力学指标，可客观地反映人体运动特征。 背景：太极拳练习出现膝关节疼痛者不在少数，而目前关于太极拳练习伴膝关节疼痛者行拳特征的生物力学研究较少。 目的：运用三维运动分析系统比较太极拳练习伴膝关节疼痛者与健康练习者在太极拳习练时下肢生物力学的差异。 方法：选择太极拳练习伴膝关节疼痛者6例为试验组，健康练习者6例为对照组。采用三维运动分析系统，记录两组受试者进行“搂膝拗步”时的运动学和动力学，比较在地面反作用力特征时刻下的动作特征。地面反作用力特征时刻包括左、右搂膝拗步推进期波峰时刻(T1、T5)，右搂膝拗步后坐转向期波谷时刻(T2)，右搂膝拗步单足支撑期第一、第二波峰时刻(T3、T4)。 结果与结论：①运动学参数：两组的步长、步宽和质心高度的差异无显著性意义(P > 0.05)；与对照组相比，试验组在T1和T5时，后支撑腿髋外展角度更大(P < 0.05)；T2、T3的左膝关节及T5的右膝关节内收(P < 0.05)；在T2和T4的右膝关节外展角度更小(P < 0.05)；②动力学参数：与对照组相比，试验组在T3、T4和T5的垂直轴地面反作用力更小(P < 0.05)；在T1和T5的前支撑腿髋后伸力矩更小(P < 0.05)；在T5的前支撑腿伴更小的髋外旋力矩(P < 0.05)；在T1时左膝关节的总支撑力矩贡献度更大(P < 0.01)；③结果表明，相对于健康练习者，练习时伴膝关节疼痛者减少了对地面的作用力；两组训练者运动学动力学的不同主要集中在髋关节和膝关节，伴膝关节疼痛练习者的膝关节呈较大的内收，且弓步推进期的前支撑腿表现出髋关节伸展旋转不足、膝关节总支撑力矩贡献度更大；伴膝关节疼痛的训练者进行太极拳再训练时，需考虑从练习者髋关节和膝关节的运动模式进行调整。 缩略语：地面反作用力：ground reaction force，GRF
https://orcid.org/0000-0002-3772-6847(李雅萍)；https://orcid.org/0000-0002-2067-7954(江征)
文题释义： 椎间盘形态：椎间盘中央部分为髓核，周围部分为纤维环，上下通过软骨终板与椎体骨组织相连。椎间盘形态可以通过放射成像分析来评估。椎间盘高度随着脊柱部分不同而不同，腰椎间盘高度为9-17 mm，且前区厚、后区薄。 椎间盘应变：应变是指物体受应力作用下产生局部相对变形。椎间盘的应变包括由轴向应力所产生的轴向应变，以及由剪切应力所产生的剪切应变。当椎间盘应变超过其耐受极限，会导致其退变加速、纤维环撕裂、髓核脱出，进一步影响椎间盘的正常功能。 背景：日常生活中较多的活动有坐位前屈运动参与，然而，关于坐位前屈过程对腰椎间盘形变及应变特征的影响报道较少。 目的：分析坐位时腰椎间盘的在体形态和应变特征。 方法：采用双透视成像系统和CT对10名无症状受试者的L4-5和L5-S1水平进行椎间盘应变特征分析，男5例，女5例，年龄25-35岁，体质量指数(22.4±1.8) kg/m2。测定受试者在直立坐位和前屈坐位时椎间盘整体、纤维环内外侧的高度改变，以及坐位最大前屈运动中椎间盘的轴向、剪切应变范围。 结果与结论：①直立坐位和前屈坐位下L4-5、L5-S1各区域纤维环内外侧高度比变化规律相似，前屈运动中L4-5各区域高度比的变化范围在0-0.1之间，然而，L5-S1椎间盘高度显著降低，变化范围为0.02-0.39；②坐位前屈运动过程中，L5-S1在各个区域均处于压缩应变，尤其在右侧较L4-5显著压缩了28.3%(P=0.011)；而L5-S1的剪切应变均大于上位椎间盘，在中心区域较L4-5应变显著增大14.8%(P=0.011)；③提示坐位前屈运动对L5-S1椎间盘各部分高度及应变模式均有较大的影响，而对L4-5影响较小；L5-S1在该过程中整体处于压缩状态，左右两侧压缩不对称，并且各个区域具有更大的剪切应变；这些特征有助于对椎间盘应变改变所致的退变有更深入的了解，也有助于帮助术后患者达到更好的康复状态。
https://orcid.org/0000-0003-0014-1295 (寇博文)
文题释义： 胫骨结节扭转角：定义为胫骨结节相对于股骨后髁平面围绕颅尾轴向外旋转的角度，外旋角度过大可能会导致髌股关节不稳。 内侧髌股韧带：是介于膝关节内侧囊和浅筋膜层之间的一层组织，内侧起源于远端髌上肌腱、髌骨的内侧表面和髌下韧带的近端部分，远端止于股骨内上髁与内收肌结节之间或内收肌结节远端1 cm处，是从髌骨延伸到股骨内侧髁的扇形结构。 背景：髌骨脱位多见于年轻女性患者，是引起青少年膝关节疼痛的常见病因，对于髌骨脱位的治疗，临床分为手术治疗和保守治疗，手术治疗一般多选用内侧髌股韧带重建，而术后发生再次脱位的原因可能是未能纠正危险因素，需要联合行截骨矫形治疗，以此改变骨骼的解剖结构和纠正骨骼畸形，但术前患者是否需要联合行胫骨结节截骨矫形术，目前临床上仍然存在争议。 目的：介绍影响髌股关节稳定性的一项新评估指标——胫骨结节扭转角，测量并分析胫骨结节扭转角与髌骨脱位之间的相关性，研究胫骨结节扭转角对髌骨脱位的诊断与临床实用价值，评估胫骨结节扭转角与胫骨结节-股骨滑车间距离和髌骨倾斜角之间的相关性。 方法：收集安徽医科大学第一附属医院骨科运动创伤与关节镜外科2020年1-8月收治的髌骨脱位患者42例、对照组(交叉韧带损伤或半月板损伤患者)46例的病历资料，分别于CT下测量两组患者的胫骨结节扭转角、胫骨结节-股骨滑车间距离、髌骨倾斜角，并进行统计学分析，分析胫骨结节扭转角与髌骨脱位之间的相关性，并评估胫骨结节扭转角的临床应用价值。 结果与结论：①胫骨结节扭转角在两组之间差异有显著性意义(P < 0.05)；②胫骨结节扭转角相较于另外2个参数可以作为髌骨脱位的一项危险因素，并且对髌骨脱位具有一定的诊断能力(曲线下面积=0.923)；③提示胫骨结节扭转角与髌骨脱位之间密切相关，并且对髌骨脱位具有一定的诊断能力，相较于另外2个参数可纳入影响髌股关节稳定性的因素中，用于术前评估，为髌骨脱位修复方式的选择提供参照。 缩略语：胫骨结节-股骨滑车间距离：tibial tubercle-trochlear groove distance，TT-TG
https://orcid.org/0000-0001-9145-5024 (李维祥)
文题释义： 准静态拉伸：在经典拉伸试验中，载荷稳定增加，且平稳施加称为准静态。准静态试验方法的上限大约为10-1 s-1的变形速度，因此最大增加量(例如应变)不能超过0.1%/s。 应力松弛：是高分子黏弹性特有的现象，指在一定温度和恒定应变的作用下，试样的应力随时间的增加而衰减的现象。 背景：髌腱是维持膝关节稳定的重要结构，在拉伸作用下表现出特有的非线性力学特性，但是弹性蛋白在拉伸载荷下对髌腱力学行为的影响尚不清楚。 目的：通过弹性蛋白的靶向酶处理，研究弹性蛋白对髌腱力学性能的影响。 方法：①将30个40-50 mg新鲜猪髌腱平均分配到5种不同弹性蛋白酶浓度(0，1，5，10，20 U/mL)中孵育以及在5个不同的时间(0，1，4，6，12 h)的弹性蛋白酶溶液中孵育，最后检测弹性蛋白含量。②将髌腱分别在PBS溶液、5 U/mL弹性蛋白酶溶液中处理8 h，进行Verhoeff Van Gieson(VVG)染色和Masson染色。③将20个新鲜猪髌腱随机分为PBS对照组和弹性蛋白酶处理组(弹性蛋白酶组)，在试样表面标记9个点后进行纵向拉伸及应力松弛实验，使用光学非接触法计算标记点的位移用于后续应变分析并计算应力；然后将试样分别在PBS溶液、5 U/mL弹性蛋白酶溶液中孵育8 h，再次进行同样的力学测试。 结果与结论：①在5 U/mL弹性蛋白酶溶液中孵育8 h可以满足此次实验要求；②与处理前相比，PBS组和酶处理组的组织拉伸应力显著降低，均降低约40%(P < 0.001，P < 0.01)；与处理前相比，处理后的松弛百分比显著增加，前后相差约12%(P < 0.05)；在归一化的平均应力-时间曲线上，酶处理组比PBS组应力降低更大，两者相差约16%(P < 0.0001)；③以上结果表明，弹性蛋白在髌腱的拉伸力学特性及黏弹性特性中起到重要作用，进一步补充了对多尺度肌腱结构-功能关系的理解，这有利于未来对微观结构本构模型的发展和改进，以模拟髌腱病变及手术干预。
https://orcid.org/0000-0002-4728-9521 (刘晓云)
