2017年8月17日
在这份手稿,我们提出一项议定书,在髋关节的配置使用标准伺服液压架上安装检测的夹具侧身摔倒骨折试验尸近端股骨。在测试过程中采集包括部队、 时刻和位移以及两个高速视频流的九个数字化的信号。
该实验性尸体股骨骨折检测方案的总体目标是获得一致、可重复的骨折强度测量值。这种方法可以通过测量骨质疏松症和正常股骨力量之间的差异来帮助回答骨质疏松症研究中的关键问题。这种技术的主要优点是,测试设备模拟了基于髋关节跌倒的生理部位。
要连接大型固定装置,首先,将铝块牢固地固定在机器上。接下来,使用螺栓将主夹具结构固定到铝块上,并在不放在铝块上的夹具部分下方放置一个四吨重的千斤顶来支撑夹具。然后使用更多螺栓将六通道称重传感器夹具固定到主夹具上。
为了安装横梁夹具,安装第一个底板,将机器横梁设置为绝对零度,底板的弯曲边缘面向试验机的前部。使用一个旋转螺钉连接第二个底板。然后,将两个滑动轴承的组件连接到第二个底板上。
旋转第二个底板,以便可以从第一个底板的顶部接触到第二组螺钉。然后将机器横梁设置到 65 度的相对位置,以允许滑块手动旋转,与六通道称重传感器正交。在标准服务器液压机上组装仪表固定装置后,将高速摄像机和照明设备连接到三脚架上。
将相机面向试验机,并将相机连接到数据采集单元。连接数据采集系统后,手动推动称重传感器并在 DAQ 软件的视图面板中观察数据信号轨迹。为了确认触发信号的正确连接和同步,三通道称重传感器、头部称重传感器、线性电位计和六通道称重传感器。
校准线性电位计,将线性电位计夹具固定到十字头上,并将电位计连接到夹具上。拧紧螺钉以锁定电位计主体,并将连接器插入 DAQ 装置。接下来,在负载框架上手动将促动器移动 25 毫米,使电位计位置从最大压缩转换为最大延伸,并记录至少三个数据点的位移和相应的电压。
绘制位移与电压的关系图,并对数据拟合线性函数。然后将线性方程的斜率作为校准因子输入到 DAQ 软件的扫描参数框中。为了准备用于检测的骨头,将干净的 24 小时解冻骨头放入丙烯酸扫描夹具中,将 60 克聚乙烯或 PMMA 粉末与 30 克液体树脂混合在通风橱下的一次性杯子中,直到粉末溶解。
当 PMMA 可倾倒时,将铝杯对准三轮杆下方,并将 PMMA 粘接剂倒出至杯子高度的一半。抬起固定平台,将骨头放入杯中,让 PMMA 聚合 10 到 15 分钟。当 PMMA 透明且坚硬时,将骨头移至测试夹具,并将铝杯放在板上的中心,连接到三轮称重传感器。
调整六通道称重传感器线性平台,使铝杯轻轻接触称重传感器,并将销从夹具上取下,使夹具横向旋转。然后将十字头居中并降低,以便与股骨头接触,并从两侧对股骨进行成像。验证伺服机械负载框架已正确编程后,单击开始以启动测试股骨断裂的测试序列。
测试完成后,手动缩回执行器。从固定装置中取出骨头,并将骨头的近端断裂端粘在轴上。然后用湿毛巾和塑料袋包住骨头,将骨头放回 20 摄氏度的储存中。
骨折后,可以使用六通道称重传感器绘制大三轮体记录的力和股骨头记录的位移。然后可以将骨骼的断裂部分粘在一起,以进行进一步的骨折类型成像和分类。在尝试此过程时,重要的是要记住在测试尸体标本之前验证所有数据采集系统是否与玻璃纤维股骨一起正常工作。
开发后,这项技术为计算生物力学领域的研究人员铺平了道路,以验证基于定量计算机断层扫描的骨质疏松性股骨力量有限元预测。看完这个视频,你应该对如何在跌倒时用髋关节配置测试尸体股骨有一个很好的了解。
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本论文介绍了一种使用仪器化夹具在侧向跌倒条件下测试尸体近端股骨的实验方案。该方法旨在提供骨折强度的一致且可重复的测量结果,特别是在骨质疏松症研究背景下。
本方案可在生理相关的跌倒条件下,对股骨强度进行可重复的生物力学评估,从而支持骨质疏松症研究及诊断工具的开发。通过量化人尸体标本中的骨折力学特性,该方法为靶向骨组织的治疗药物评价和骨折风险评估提供了临床前研究平台。该方法通过将力学结果与骨矿物质密度和骨几何结构关联,提高了转化研究中预测结果的可信度。
该方法适用于从靶点验证到临床前评估的研究连续体,可提供生物力学读数,为骨骼健康项目中的先导化合物筛选和风险评估提供依据。