Optimal principle of bone structure.
Optimal principle of bone structure.
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骨结构优化原理
DOI：
10.1371/journal.pone.0028868
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Bo Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fan Y;Fan Y;Li Z;Loan M;Lv C;Bo Z
骨建模和重建是一个优化过程，其中尚未就统一的理论或模型达成一致。我们用64层螺旋CT测量了384块活体骨，发现骨的质心与其形状的质心近似重合。这一现象表明，骨等非均质材料的优化过程遵循与均质材料相同的质心与形心叠加规律。基于这一原理，提出了一个反映密质骨质心与形状形心关系的指标。另一个指标揭示了组织密度和分布半径之间的关系。将这些指标应用于骨强度的评价，有一些新的发现。
Bone modeling and remodeling is an optimization process where no agreement has been reached regarding a unified theory or model. We measured 384 pieces of bone in vivo by 64-slice CT and discovered that the bone's center of mass approximately superposes its centroid of shape. This phenomenon indicates that the optimization process of non-homogeneous materials such as bone follows the same law of superposition of center of mass and centroid of shape as that of homogeneous materials. Based upon this principle, an index revealing the relationship between the center of mass and centroid of shape of the compact bone is proposed. Another index revealing the relationship between tissue density and distribution radius is followed. Applying these indexes to evaluate the strength of bone, we have some new findings.
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