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相似文献
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1.
运用Mimics医学有限元仿真软件对股骨的CT图像进行了分割、精炼和渲染处理,并运用Geomagic Studio逆向工程软件进行了股骨NURBS曲面重构,从而建立了股骨的几何模型,导人ANSYS11.0建立有限元模型后进行力学分析。在单钉固定的情况下对骨折线Pauwel’s角为50°的经颈型骨折模型施加载荷,通过不同固定角度时的力学特征综合评价固定效果,并找出最佳固定角度;对该最佳固定角度进行三钉内固定的接触计算和分析,考虑中空钉和股骨之间的接触以及摩擦作用,分析不同的摩擦系数对于固定方式的影响。单钉内固定计算结果表明当Pauwel’s角为50°时,中空钉固定角度在30°-55°均可以取得良好的力学效果,并以50°最佳;三钉内固定计算结果表明摩擦系数的不同对结果有一定的影响,采用不同.的摩擦系数后,计算结果最大相差6.84%。  相似文献   

2.
内收型股骨颈骨折不同固定方式的生物力学分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
目的通过有限元法对内收型股骨颈骨折的不同内固定方法对比评价,寻找合理的固定方式,为临床应用提供理论依据.方法以内收型股骨颈骨折为研究对象建立模型,模拟单腿站立时的受载情况,在固定角度一定的情况下分别进行有限元计算.结果两钉竖放固定时的抗弯抗张能力和稳定性较好,但抗扭性较差,三钉固定时按倒△方式固定时的名指标均比较好,单钉固定时综合效果并不最差,而且临床操作简单,手术时间短.结论固定效果与螺钉的数量和组合方式有着直接的联系,根据病人的实际情况合理选择固定方式对于股骨颈骨折的愈合具有重要的作用.  相似文献   

3.
目的研究股骨颈骨折单钉内固定角度对骨折端应力分布规律的影响,寻找符合生物力学原理的最佳内固定角度,为临床应用提供理论依据.方法在Pro/ENGINEER中建立股骨上端实体模型,导入ANSYS5.7建立有限元模型.模拟单腿站立的情况,对Pauwel's角为50°的经颈型骨折模型施加载荷,分别计算固定角度为30°~60°范围内7种不同情况下骨折模型的力学特征,以应力、位移、张开位移等参数为指标,综合评价不同内固定角度的固定效果.结果固定角度在30°到55°之间时,各参数值在一定范围内波动,并存在基本相同的变化趋势.当螺钉的固定角度为50°时,各参数同时达到最小值,说明以该角度固定可取得最佳的力学效果.固定角度为60°时,各参数显著增大,固定后的股骨颈稳定性较其它角度明显降低.结论当骨折线Pauwel's角为50°时,紧固螺钉固定角度在30°~55°均可以取得良好的力学效果,并以50°最佳.  相似文献   

4.
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。  相似文献   

5.
AF内固定器不同置钉角度的有限元分析   总被引:4,自引:2,他引:2  
目的:研究AF内固定系统在螺钉不同置钉角度时的应力分布,寻求置钉最佳角度以减少AF内固定系统的断裂。方法:建立AF内固定系统不同置钉角度三维有限元模型,采用有限元分析法,研究模拟椎弓根螺钉不同置钉角度的压力载荷状态,观察AF内固定系统不同置钉角度受力情况。结果:(1)AF内固定系统中螺钉的根部及连接棒下部承受应力最大。(2)置钉角度的不同可以影响内固定系统的应力分布;随着水平角(TSA角0°,5°,10°,15°)增大内固定系统受力加大。结论:在加载下AF内固定器的螺钉根部及螺钉和连接棒的结合处为应力最集中的部位,容易发生疲劳和断裂。  相似文献   

6.
目的 利用有限元方法对比分析爱惜邦线缝合固定与带线锚钉缝合固定髌骨下极骨折的生物力学稳定性。方法 选取1名健康成年志愿者的膝关节CT图像,建立髌骨下极骨折模型,并在此基础上建立5#爱惜邦线、带线锚钉骨折固定三维模型。其中,模型1采用5#爱惜邦线独立间断垂直缝合技术固定髌骨下极骨折,模型2在模型1基础上将两端爱惜邦尾线从髌腱下方连续锁边缝合至对侧骨折近端并收紧打结,模型3采用锚钉技术固定。分析在不同屈膝角度下各骨折固定模型的应力和位移分布。结果 在0°~90°范围内,随着屈膝角度增加,最大应力和最大位移也随之增大。在同一屈膝角度下,带线锚钉固定方式的应力水平最高,爱惜邦线固定联合锁边缝合方式的应力水平最低且应力分布最均匀;单纯爱惜邦线缝合的位移形变量最大,带线锚钉固定方式的位移形变量最小。结论 爱惜邦线缝合后加以髌腱周围的锁边缝合最大位移相对适中,且最大应力也相对较小,是临床中固定髌骨下极骨折的可靠方法。  相似文献   

7.
目的 :评价改良“叉”形钢板对股骨髁部C1型骨折固定的生物力学性能。方法 :18具新鲜股骨下段及胫骨上段标本随机分成 3组 ,均制成股骨髁部C1型骨折模型 ,A组 :用改良“叉”形钢板固定 ;B组 :用股骨塑形钢板固定 ;C组 :用GSH钉固定。分别在MTS试验机上进行纵向压缩试验和轴向扭转试验 ,测量标本的纵向压缩位移、横向分离位移和扭转角度。结果 :改良“叉”形钢板、GSH钉、股骨塑形钢板固定组的纵向压缩位移分别为 (0 .41± 0 .0 3 )、(0 .3 8± 0 .0 1)、(0 .81± 0 .10 )mm ;横向分离位移分别为 (0 .2 0± 0 .0 1)、(0 .19± 0 .0 1)、(0 .3 0± 0 .0 1)mm ;扭转角度为 1.62°± 0 .0 7° ,1.69°± 0 .0 6° ,4.2 6°± 0 .72°。改良“叉”形钢板和GSH钉固定明显优于股骨塑形钢板 ,具有显著性差异 (P <0 .0 1)。结论 :改良“叉”形钢板用于固定股骨髁部C1型骨折 ,具有良好的生物力学性能 ,是治疗股骨髁部C1型骨折的一种较理想的内固定器械。  相似文献   

8.
目的研究5种不同空间构型空心螺钉对股骨颈骨折固定效果的影响。方法将股骨CT图像通过逆向重建获得PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨颈骨折几何模型。基于有限元分析软件ANSYS,获取不同内固定方式下内固定物与股骨颈头侧、干侧的应力分布,以及模型的位移分布。结果对于PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ型股骨颈骨折,倒三角置钉、两根平行钉、两根平行钉固定方式下股骨颈头侧应力峰值分别最大;倒三角置钉、倒三角置钉、两根平行钉固定方式下股骨颈干侧应力峰值分别最大,交叉置钉固定方式下内固定物应力峰值最小,强斜置钉固定方式下位移峰值最小。结论交叉置钉的固定方式螺钉变形断裂几率最小,倒三角置钉固定方式可为骨折处提供良好的力学环境。对于PauwelsⅠ、Ⅲ型骨折,强斜置钉固定方式预防股骨颈短缩的能力最强;而对于PauwelsⅡ型骨折而言,交叉置钉固定方式预防股骨颈短缩的能力最强。  相似文献   

9.
目的 研究交锁髓内钉对尺骨鹰嘴横形骨折的固定效果。方法 收集9对新鲜尺骨标本,建立尺骨鹰嘴横形骨折模型,分别利用克氏针张力带、交锁髓内钉修复骨折;分别模拟肘关节屈曲30°、45°和60°下,在肱三头肌腱处施加幅值25 N、均值45 N和频率0.5 Hz循环动态拉力载荷,记录标本在300个循环周期下的骨折位移。结果 屈曲30°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移分别为(1.831±0.333)、(3.723±2.390) mm (P=0.024);屈曲45°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移为分别(1.167±0.374)、(2.455±0.609) mm (P=0);屈曲60°时,交锁髓内钉组、克氏针张力带组骨折位移分别为(1.407±0.342)、(3.112±1.025) mm(P=0)。交锁髓内钉修复的骨折位移更小。结论 交锁髓内钉的力学性能优于克氏针张力带,交锁髓内钉固定尺骨鹰嘴横形骨折更稳定、更牢固;且利用操作工具安装交锁髓内钉,手术更精准、快捷,手术效率得到极大提高。  相似文献   

10.
目的 对比2钉棒与3钉棒固定骨盆骨折的生物力学特性,研究骨盆微创手术中不同钉棒固定位置的力学效果差异。方法 建立2钉棒及3钉棒固定物植入后的骨盆力学模型,并通过有限元仿真对双腿站立、健侧和患侧单腿站立、坐姿下的生物力学特性进行对比分析,并通过临床实验验证3钉棒固定效果。结果 两种固定方式均能够恢复骨盆力学传递,但3钉棒固定后单侧站立时骨盆两侧应力更均衡,整体及断裂面处位移也更低。结论 3钉棒固定在稳定性方面的优异效果,更有利于骨折恢复。  相似文献   

11.
目的建立中空加压螺钉固定股骨颈骨折的三维有限元模型,研究3枚中空加压螺钉的受力情况及改良螺钉内固定治疗股骨颈骨折时能否提供所需的力学强度。方法三维有限元模型采取三钉倒三角并与股骨干成127°的内固定方式,并模拟单腿站立时的受载情况;在Pauwels角分别为50°、60°、70°、80°时,计算3枚螺钉在不同位置(下面螺钉为1号,前上螺钉为2号,后上螺钉为3号)所受应力;选择受力最大的螺钉开侧孔,研究孔径大小、开孔方向对螺钉固定股骨颈骨折模型的影响。结果随着Pauwels角度的增加,每个中空加压螺钉上的应力增大;Pauwels角为80°时各个中空加压螺钉的应力达到最大值,1、2、3号螺钉所受应力分别为304、515、和154 MPa;当受力最大的2号螺钉开孔直径为1 mm,开孔方向避开150°~195°时,3枚螺钉所受应力均在安全范围内。结论从力学角度看,3枚螺钉受到不同应力,开侧孔设计的中空加压螺钉具有良好的生物力学性能,治疗股骨颈骨折手术安全可靠,而且可以通过中空和侧孔管道向骨折端注入药物,为促进股骨颈骨折愈合创造有利条件。  相似文献   

12.
股骨颈骨折空心钉内固定手术参数的优化分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
闭合复位空心钉内固定手术是目前治疗股骨颈骨折的常用方法,采用有限元方法对空心钉内固定手术进行力学综合分析,根据股骨近端力学实验的结果,建立股骨近端有限元分析模型,对可能影响手术效果的患者体重、骨折线角度、空心钉布局与角度等几个参数进行分组分析,提取骨折面、钉子的应力应变分析结果,获得了216组不同手术参数组合的情况下,影响术后愈合与承载能力的骨折端面的错位位移、钉孔底部应变、钉子最大应力、股骨最大应变四个参数,并进行综合分析比较,找到一组符合生物力学规律的内固定治疗参数,并应用于医疗机器人手术参数规划及手术效果的评价系统。  相似文献   

13.
股骨颈骨折手术空心钉内固定的生物力学综合分析   总被引:5,自引:0,他引:5  
目的 复位和三枚空心钉内固定是目前治疗股骨颈骨折的常用方法,利用有限元方法对空心钉内固定手术进行力学综合分析,可以找出一种符合生物力学规律的内固定治疗方法.方法 采用材料力学理论计算,分析了人单足站立时,骨折面所承受的螺钉预紧力和髋关节作用力所产生的轴向压、垂直分力和由此引起的弯距对骨折面与螺钉的综合力学效果.结果 获得了三颗空心钉内固定手术后,由各种力的综合作用所产生的螺钉及骨折面产生的内应力,并与许用应力值进行了比较.结论 从力学角度看,用空心钉内固定治疗股骨颈骨折手术是安全可靠的,术后病人可以快速复原,而且三枚空心钉的倒三角布局力学效果优于正三角布局.  相似文献   

14.
目的 基于有限元方法研究空心螺钉不同角度固定对后踝骨折的生物力学影响,确定空心螺钉的最佳固定方式。方法 采用CT图像重建包含胫骨、腓骨、距骨以及相应软骨和韧带的踝关节有限元模型,在验证其有效性基础上建立1/2后踝骨折模型,分析空心螺钉不同固定方式对后踝骨折固定模型的生物力学影响。结果 与螺钉0°、5°、10°、20°固定相比,螺钉15°固定时模型位移最小。螺钉15°固定时,螺钉应力比螺钉5°、10°、20°固定模型小,比螺钉0°固定模型大。但螺钉0°固定时,踝关节接触应力峰值比正常踝关节接触应力峰值大得多,易造成创伤性骨关节炎。结论 空心螺钉治疗累及关节面不超过1/2的后踝骨折安全有效;螺钉以不同角度固定时,模型的位移和应力不同。螺钉固定角度为15°时生物力学稳定性最好,可用于指导临床手术。  相似文献   

15.
目的评估锁定钢板固定股骨干骨折时不同螺钉布局对股骨干骨折内固定系统稳定性的影响,为股骨干骨折内固定系统螺钉布局的临床研究提供指导。方法针对4组螺钉的3个参数化水平进行正交试验方案设计,分别对9组不同螺钉布局的股骨干骨折内固定系统进行生物力学有限元分析,得出各组试验的4项考察指标:接骨板最大等效应力、螺钉最大等效应力、股骨最大等效应力及内固定系统最大轴向位移,并利用权矩阵分析方法进行正交试验数据分析。结果不同组别螺钉参数对内固定系统稳定性的影响权重不同,4组螺钉参数中对内固定系统稳定性影响的最大权重分别为13.86%、7.57%、7.53%及5.91%。结论正交试验中螺钉布局的最佳方案为第1组螺纹孔不固定螺钉,第2组螺纹孔固定单皮质螺钉,第3、4组螺纹孔固定双皮质螺钉。  相似文献   

16.
目的 通过有限元分析探讨强化螺钉骨水泥髓内钉固定治疗重度骨质疏松性股骨转子间Evans Ⅱ型骨折的生物力学效果。方法 选取新疆医科大学第一附属医院骨科中心2020年10月5日收治的1例重度骨质疏松性Evans Ⅱ型左股骨转子间骨折患者的CT资料。患者女,73岁,身高160 cm,体质量56 kg。将患者髋部及股骨的CT数据在Mimics 20软件和 Geomagic Wrap 2017软件中进行提取、优化,得到右侧股骨三维模型;运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并参考标准的手术技术进行股骨模型装配。将装配好的模型在3-Matic软件中进行截骨得到Evans Ⅱ型股骨转子间骨折模型,截取螺钉近端周围的部分松质骨设置为骨水泥部件,分别构建A模型[普通股骨近端防旋髓内钉(PFNA)内固定模型]、B模型(钉道强化PFNA内固定模型)及C模型(强化螺钉内固定模型)。按照患者CT数据及内固定的材质标准赋予相应的参数、条件,以及人体力学在股骨的受力及患者的体质量赋予载荷值分别储存,并利用ansys 2019软件中的Explicit Dynamics模块进行分析。观察指标:对比3种模型螺钉在股骨近端的切割程度、股骨颈向内翻角度、股骨颈内旋角度、应力在股骨的分布情况,以及股骨头近端移位情况。结果 3种模型螺钉在股骨近端骨水泥表面均由螺旋刀片四周向远端发生切割、形变、沉陷,程度由轻到重依次为C、B、A模型。股骨颈骨块内翻角度和股骨颈旋转角度,A、B模型均分别为0.37°和0.16°,C模型稍占优势分别为0.32°和0.15°。A模型应力主要集中在螺旋刀片和主钉交接处,B、C模型相较于A模型发生了应力转移,分散向骨水泥部位;C模型股骨骨折部分发生最大移位的距离为5.8 mm,相较于A、B模型(均为6.7 mm)减小。结论 强化螺钉内固定治疗重度骨质疏松性股骨转子间Evans Ⅱ型骨折较普通股骨PFNA及钉道强化PFNA具有更好的生物力学效果。  相似文献   

17.
空心加压螺钉治疗股骨颈骨折的轴向拔出实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
目的通过实验,研究影响空心钉在股骨头内稳定性的重要因素,为临床中空心钉治疗股骨颈骨折选择理想的手术方案提供理论依据。方法31枚股骨头标本,空心螺钉按照治疗股骨颈骨折的方法植入股骨头。记录年龄、测量股骨头直径、测量股骨头骨密度、测量钉尖到关节面软骨的距离;同时固定股骨头和螺钉帽,通过实验机进行空心钉轴向拔出实验,记录最大拔出负荷。用SPSS11.5软件包对实验数据进行多元逐步回归分析。结果股骨头骨密度和钉尖到关节面软骨的距离与最大拔出负荷相关,前者呈正相关(P=0.002),而后者呈负相关(P=0)。钉尖到关节面大于8mm组和小于8mm组的最大拔出负荷之间有显著差异(P=0.004)。结论股骨头骨密度越高,一定范围内螺钉植入越深,越有利于内固定的稳定。  相似文献   

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