人体松质骨矿质密度与弹性模量关系

目的 测量人体多部位松质骨矿质密度、轴向弹性模量,建立矿质密度与轴向弹性模量相关关系的本构方程,为国人有限元材料属性赋值提供依据。方法 采取10例成人新鲜尸体作为样本源,选取胫骨近端、大转子、股骨颈、肱骨头和椎体5个部位的松质骨,加工成直径约6 mm、长约30或40 mm的准试样。测量尺寸并计算体积,CT扫描试样骨矿质密度。对松质骨试样进行力学性能测试,分析不同部位松质骨弹性模量。对矿质密度与轴向弹性模量关系进行线性与幂次回归分析。结果 测试成功的试样来自5个部位,共169枚,其中胫骨近端52枚,大转子31枚,股骨颈15枚,肱骨头17枚,椎体54枚;5个部位松质骨矿质密度、轴向弹性模量均有所差异,线性相关性均较好（0.850>r2>0.785）,3个部位（胫骨近端、大转子、椎体）的幂次相关性较好（0.871>r2>0.825）,2个部位（肱骨头、股骨颈）的幂次相关性较弱(0.671>r2>0.643)。结论 各个部位骨矿质密度与轴向弹性模量的线性和幂次回归的相关性均较高,且同部位两种回归的r2值之间无明显差异;可应用于体外检测患者的骨骼质量,准确分辨骨质变化的部位,配合有限元建模能够预测骨折的风险。     

老年人坐立转换时股骨近端应力分布的有限元分析

目的 通过建立股骨近端有限元模型,分析在坐立（sit-to-stand, STS）转换站立阶段初期,股骨近端在自选速度起立和快速起立条件下的损伤风险。方法 将老年人股骨近端CT影像三维重建、逆向建模完成实体模型。通过材料赋值和网格划分建立有限元模型,基于有限元分析软件ANSYS,通过边界条件约束,并加载1.733、1.837 kN载荷,得到不同起立速度下股骨近端的应力分布和应变。结果 应力集中区域均为大转子内侧边缘和股骨颈。应力和微应变峰值出现在大转子内侧边缘。快速起立下应力峰值为30.16 MPa,微应变峰值为2 553.5;自选速度起立下应力和微应变峰值较低,分别为28.69 MPa和2 430.4。对于股骨颈应力集中区,快速、自选速度起立下应力范围分别为13.42~23.46、12.76~25.51 MPa。结论 频繁的STS转换会使老年人股骨近端有疲劳性骨折的风险;快速STS转换比自选速度STS转换对股骨近端有更高的损伤风险。     

侧向冲击载荷作用下股骨-骨盆复合体的生物力学响应

目的利用三维有限元分析方法研究股骨-骨盆复合体在人体侧向摔倒时冲击载荷作用下的生物力学行为特性。方法基于中国力学虚拟人模型库建立股骨-骨盆-软组织复合体的三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨和软组织;同时,构建一个刚体平面仿真地面。约束地面刚体,对整个股骨-骨盆-软组织复合体模型施加侧向2 m/s的速度载荷,整个仿真分析时间设定为20 ms。通过三维有限元分析计算获得股骨-骨盆侧摔冲击过程中应力应变变化特性。结果在13 ms时,股骨大转子处软组织与地面的接触力达到最大值7 656 N,对应的骨盆软组织上的最大等效应力值为2.64 MPa。冲击过程中,耻骨联合处骨皮质上等效应力出现极大值,为142.64 MPa,接近其屈服强度;股骨颈和大转子处应力水平较高,股骨颈处皮质骨上的最大等效应力值为76.49 MPa;股骨颈处松质骨上的最大等效应力值为8.44 MPa,最大压缩应变值为0.94%;股骨大转子处松质骨上的最大等效应力值为8.50 MPa,最大压缩应变值为0.93%。结论人体股骨-骨盆复合体在侧摔减速冲击载荷作用下股骨颈、大转子及耻骨联合处易出现骨折。     

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型骨折的生物力学有限元分析

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。     

强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松Evans Ⅱ型股骨转子间骨折最佳骨水泥量的有限元分析

目的 探讨强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折的最佳骨水泥量。方法 选取2020年10月5日新疆医科大学第一附属医院1例73岁女性左股骨粗隆间骨折患者的双侧髋部及股骨CT资料,导入Mimics 20和 Geomagic Wrap 2017软件构建右侧股骨三维模型。使用Solidworks 2017软件建立强化螺钉模型,并将右侧股骨三维模型与强化螺钉模型按照常规标准手术技术进行装配、组合;使用Geomagic Wrap 2017软件在组合后的模型上模拟EvansⅡ型骨折,在股骨转子间骨折不同骨水泥量强化螺钉固定模型与EvansⅡ型骨折模型组装完成后,施加载荷。截取强化螺钉近端周围部分松质骨重新定义为骨水泥部件,按包裹水泥量的不同分别建立A模型（2 mL）、B模型（3 mL）、C模型（4 mL）、D模型（5 mL）、E模型（6 mL）5个模型组,设置材料参数、边界条件、施加载荷后储存为K文件,分别导入Ansys 2019软件中进行有限元分析。观察对比不同骨水泥量强化螺钉固定模型中骨水泥表面对股骨头近端松质骨的切割情况,股骨颈内翻、内旋角度,强化螺钉应力分布情况,以及股骨近端位移情况。结果 A、B、C、D模型组骨水泥表面对股骨头近端松质骨切割最轻微,E模型组切割程度最严重。A、B、C、D、E模型组中股骨颈内翻角度分别为5.2°、6.0°、4.5°、5.1°、2.6°,股骨颈内旋角度分别为1.1°、1.4°、0.9°、1.0°、0.4°,其中E模型组股骨颈内翻角、内旋角均最小。A、B模型组骨水泥量模型应力主要集中在螺钉和主钉连接处; C、D模型组骨水泥量模型应力大部分集中于螺钉和主钉连接处,应力有向主钉分散的趋势;E模型组骨水泥量模型应力主要分布在强化螺钉的尾端,6 mL骨水泥量强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后,在股骨大粗隆处出现新的骨折。A、B、C、D、E模型组中,股骨近端位移分别为7.7、8.4、8.2、8.1、13.7 mm;其中E模型组股骨近端位移最大,出现了骨水泥漏,且在强化螺钉模型载入股骨转子间骨折模型后,在股骨大粗隆处出现新的骨折。结论 强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折,使用2~4 mL骨水泥量,具有较好的生物力学效应。     

股骨近端溶骨性转移瘤三维有限元模型的力学分析

背景：如何评估股骨近端转移瘤的骨折风险在临床上争议较多。 目的：建立股骨近端不同大小溶骨性转移瘤的三维有限元模型,分析在慢步行走过程中病变局部的应力变化,评估骨折风险。 方法：对志愿者双下肢进行薄层CT扫描获得股骨数据,图像处理软件Mimics11.1进行图像处理后数据导入建模软件UG4.0建立股骨近端3个部位溶骨性病变模型,给予加载缓慢行走时单足落地状态下股骨的载荷,利用有限元软件分析股骨颈区,转子间区及转子下区应力的变化。 结果与结论：①股骨颈水平：皮质完整的髓内缺损破坏直径至相应冠状面直径的90%局部应力突然增长至135.98 MPa,破坏一半内侧皮质的髓内病变至70%局部应力突然增长至92.34 MPa,完全破坏皮质的半球形病变至60%时,局部应力大于屈服应力,增长至101.19 MPa。②转子间水平：内侧皮质完整的髓内球形病变破坏直径至80%局部应力突然增长至131.21 MPa,破坏一半内侧皮质的髓内病变破坏至80%局部应力突然增长至105.19 MPa,完全破坏皮质的半球形病变至70%时,局部应力大于屈服应力,增长至92.21 MPa。③转子下水平：破坏一半内侧皮质的髓内病变破坏至80%局部应力突然增长至92.42 MPa,完全破坏皮质的半球形病变至70%-80%之间,局部应力增长至89.97-105.19 MPa,大于屈服应力。结果表明股骨近端未穿透骨皮质的髓内病变对股骨近端应力变化影响不大。对于破坏单侧骨皮质的病变,在股骨颈水平破坏直径大于60%时存在骨折风险,转子间水平破坏直径大于70%时存在骨折风险,转子下水平破坏直径大于70%时存在骨折风险。     

带血管蒂大转子骨瓣转移治疗股骨头缺血坏死的生物力学研究

目的:应用三维有限元方法检测带血管蒂大转子骨瓣移植修复前后股骨近端的力学特性变化,验证该术式力学安全性及有效性,指导临床工作.方法:选取单侧ARCO Ⅲ期股骨头坏死并行带血管蒂大转子骨瓣移植患者,术前及术后6个月行股骨近段的螺旋CT扫描,应用专业医学建模软件MIMICS及HYPERMESH建立正常、坏死和修复三组三维有限元模型.应用有限元分析软件ANSYS模拟人体站立及运动等小同情况,设置边界条件和加载条件,执行计算.结果:三组模型大转子及股骨颈前方均表现为低应力低应变区;坏死模型可见部分压力骨小梁被破坏呈囊性变,其与正常骨小梁交接处存在应力集中;修复模型股骨近端的力学特性与正常模型相近,结果明显优于坏死模型.结论:带血管蒂大转子骨瓣转移方法治疗股骨头缺血坏死是安全、有效的.     

股骨近端不同平面皮质骨厚度值、X射线灰度值与女性髋部脆性骨折的相关性

文题释义：脆性骨折：是指在无创伤或较微创伤情况下引起的骨折，一般是指在平地或人体站立高度下活动过程中发生的骨折，X射线下常可见骨骼有骨质疏松征象，也称为骨质疏松性骨折。 髋部骨折：是指发生在髋部及周围的骨折，包括股骨颈骨折、股骨转子间骨折、转子间骨折及髋臼骨折等，是骨质疏松性骨折最常发生的骨折部位，患者常因高龄且伴有基础疾病而1年内死亡率可达50%，5年存活率为20%。 背景：随着人口老龄化，脆性骨折疾病受到临床越来越多的关注，骨密度值的单独使用已经不能满足临床对脆性骨折的风险评估。目前骨皮质厚度作为评估脆性骨折发生风险的新方向和新方法之一，受到越来越多学者的研究和讨论。 目的：探讨在X射线DR摄影下，股骨近端不同平面骨皮质厚度值、X射线灰度值与50岁以上女性髋部脆性骨折的相关性，以此探寻股骨近端不同平面中，用于预测女性髋部脆性骨折发生风险最合适的测量平面。 方法：依照纳入标准收集2018年7月至2019年6月在广西医科大学第九附属医院放射科行X射线DR骨盆正位片检查的50岁以上女性患者100例的相关临床资料。所有患者对试验方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。股骨近端骨皮质厚度值的测量平面设计为股骨颈中段、小转子上1 cm以内和小转子下1 cm以内，共3个测量平面。X射线灰度值测量以大转子和小转子的中点连线作为矩形对角线取矩形区域测量。 结果与结论：①50-64岁年龄组记为A组，65岁及以上年龄组记为B组，每组各50例；② B组患者的小转子上1 cm以内和小转子下1 cm以内平面的骨皮质厚度值、X射线灰度值比A组低，骨折率比A组高，差异均有显著性意义(P < 0.05)；而股骨颈中段平面的骨皮质厚度值2组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；③骨皮质厚度值的测量平面比较，骨皮质厚度测量值在整体上由高到低依次为小转子下1 cm以内、小转子上1 cm以内和股骨颈中段平面，差异有显著性意义(P < 0.05)；④观察对象小转子下1 cm以内及小转子上1 cm以内骨皮质厚度值、X射线灰度值、年龄，与脆性骨折相关系数依次为-0.303，-0.205，-0.272及0.346(P < 0.05)，但股骨颈中段平面皮质骨厚度与脆性骨折无明显相关性(P > 0.05)；⑤A组中骨折和非骨折患者小转子上1 cm以内和小转子下1 cm以内测量平面的骨皮质厚度值比较差异有显著性意义(P < 0.05)；B组中骨折和非骨折患者各指标比较差异均无显著性意义(P > 0.05)；在50岁以上的所有患者中，骨折和非骨折患者各测量平面的骨皮质厚度值和X射线灰度值的比较差异均有显著性意义(P < 0.05)；⑥说明骨皮质厚度值变薄，X射线灰度值变小，则髋部脆性骨折可能性变高。利用股骨近端骨皮质厚度评估50岁以上女性髋部脆性骨折风险时，推荐在股骨小转子下1 cm以内平面进行测量。 ORCID: 0000-0003-1961-7468(覃海阔) 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     

骨水泥强化股骨近端防旋髓内钉在不同骨质下治疗不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析

背景：对于A3.3型转子间骨折,股骨近端防旋髓内钉是首选治疗方式,但术后骨折端的稳定性欠佳,而骨水泥钉道强化可以起到很好的稳定作用。目的：运用有限元分析法模拟不同程度骨质疏松下骨水泥对股骨近端防旋髓内钉治疗不稳定型股骨转子间骨折生物力学的影响。方法：基于CT图像及有限元分析软件建立右侧正常股骨有限元模型,同时按照AO31-A3.3分型在Solidworks 2017中将股骨分割成股骨近端、小转子及股骨体3个骨块,分别建立普通股骨近端防旋髓内钉固定12种不同骨质疏松程度的股骨模型(实验组),以及骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉固定12种不同骨质疏松程度的股骨模型(对照组)。股骨头表面模拟单腿站立位的受力情况,在ANSYS中观察各组内固定下股骨最大位移、股骨近端防旋髓内钉最大位移、股骨最大应力及股骨颈内翻角度上的变化。结果与结论：(1)相同骨质条件下,对照组股骨头位移、股骨近端防旋髓内钉位移及股骨颈内翻角度均低于实验组,股骨最大应力值高于实验组;(2)随着股骨骨质疏松程度的增大,以实验组为基础,对照组股骨头位移变化率减少了2.94%-5.89%,股骨近端防旋髓内钉位移变化率减少了3.23%...     

定量超声波方法表征松质骨生物力学性质的研究进展

松质骨是老年性骨质疏松性骨折易发部位,如腰椎骨,股骨近端和侥骨远端骨组织的主要组成部分,松质骨分别承担了该部位的50－75％的载荷。因此发展灵敏度高,能够快速,精确表征松质骨的成分、微观构造、性质和做损伤及其变化的在体估值（invvoassessment）方法,从而及早诊断和防止发生各类骨质疏松性骨拆的研究从1990年代以来得至＂g3lE越多的重视。超声波表征方法因其能获得松质骨的多方面信息,设备较简单,费用低,不存在使用射线方法时所具有对人体的可能损害等优点,已成为今后临床督性质（特别是松质骨性质）测定最富有竞争力的方…     

人工股骨的研制及在股骨颈骨折生物力学研究中的应用

目的 比较人工与防腐股骨颈骨折模型在股骨颈骨折生物力学研究中的力学差异.方法 选取股骨颈长度相似的防腐股骨标本5个,自制聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）人工股骨标本5个,制备内收型（Pauwels角70°）股骨颈骨折模型,均用动态套筒式三翼钉固定断端.标本摸拟人体单足站立位固定于英斯特朗-8874液压伺服力学实验机上,以速率10 mm/min线性载荷0～1 200 N分级加载,测定2种标本 1200 N载荷下股骨上段11个关键点的应变值;测定不同载荷下头下沉位移、主压力侧的应变值和主张力侧的应变值.结果 1200 N载荷下,应变值变化最明显的区域均集中于2种标本股骨头-颈结合部下方的压应变位置,并在6号电阻应变片的位置出现峰值,其数值差异有显著性意义（P＜0.01）;同一载荷下2种标本之间比较头下沉位移,差异有显著性意义（P＜0.05）.结论 动态套筒式三翼钉固定股骨颈骨折稳定可靠;在进行股骨颈骨折的生物力学实验研究中,往往需要大量的股骨标本,在股骨标本获得日益困难的情况下,人工股骨标本在一定程度上可以替代防腐股骨进行股骨颈骨折生物力学研究.     

基于结构拓扑优化的股骨近端生物力线特征研究

骨折治疗常采用内固定法。为实现骨折的解剖复位和有效固定,内固定件的放置应顺应骨的生物力线,并适应骨皮质厚薄的特定解剖形态特征。为了探究人体骨骼生物力线和皮质厚薄分布特征及形成规律,本文以股骨近端为研究对象,应用三维重建技术建立三维模型;并以人类常见的单腿站立、外展和内收三种行为动作为工况,通过有限元分析得到股骨近端的生理应力分布情况。然后,本文运用结构拓扑优化方法模拟股骨近端在三种行为动作的综合作用下皮质厚薄的结构形态;并通过对比股骨近端解剖形态特征,分析股骨近端生物力线分布走向和骨皮质厚薄的特征及形成规律。研究结果表明,骨骼结构的生物力线和皮质厚薄形态特征及形成规律取决于人类活动时承受的载荷,生物力线的分布走向与骨生理承载时骨小梁排向和骨皮质纹路走向及坚实程度有关。本文提出的分析手段为确定骨骼的生物力线与皮质厚薄分布特征提供了一种解决方案,得出的结论或可指导骨折内固定件的合理放置。     

利用有限元分析股骨颈骨折内固定术后前倾角变化对股骨近端力学的影响

目的探讨股骨颈骨折闭合复位空心螺钉内固定术后不同股骨颈前倾角对股骨近端力学分布的影响,为临床中内固定术解剖复位的重要性提供生物力学依据。方法采用16层螺旋CT扫描正常成人髋关节数据,基于三维重建软件和CAD软件,分别建立Pauwells角为70°的股骨颈骨折空心螺钉内固定术后前倾角为0°、5°、10°、15°、20°的股骨近端三维有限元分析模型,对所有模型施加人体缓慢行走时的载荷和约束,观察不同模型间股骨近端结构应力分布的变化。结果当前倾角未改变时(10°模型),股骨所受应力、产生的位移及发生的等效应变最小,股骨近端最大应力值为1.7 MPa,产生的位移为1.1 mm。随着前倾角的增大或减小,股骨近端所承受的有效应力及产生位移呈逐渐增大趋势。当前倾角为20°时,股骨近端及螺钉所受应力最大;当前倾角为0°时,股骨近端产生的位移及发生的等效应变值最大。股骨近端应力集中的部位由股骨距区域转移至头颈交界处的外上方。3枚空心螺钉承受的应力较周围骨组织高,最下方螺钉承受的应力较上方两枚螺钉明显增高。结论股骨颈骨折闭合复位空心螺钉内固定术中恢复前倾角达到解剖复位至关重要;股骨颈骨折术后生物力学因素的改变可能在术后股骨头坏死中起一定作用。     

采用体绘制方法建立人股骨三维有限元模型及其应力分析

背景：目前股骨三维有限元研究建模方法有多种,而采用体绘制分体建模方法还未曾报道过。 目的：采用体绘制方法建立股骨三维有限元实体模型,对所建实体模型模拟力学载荷得出股骨应力分布,并与既往股骨力学实验比较,评估体绘制方法的可行性。 方法：将CT扫描图像去噪等预处理后,采用体绘制技术,利用Mimics和Ansys软件建立人股骨有限元模型,并在Mimics软件中赋予股骨材质,并模拟人体正常站立位时股骨载荷情况。 结果与结论：采用体绘制方法建立的人股骨三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨及髓腔解剖结构,网格化后共生成63 900个节点,43 552个实体单元;模拟载荷显示股骨压应力区域主要集中在股骨内侧、尤其是股骨距部位,张应力主要集中于股骨颈外侧、股骨干外侧。表明体绘制方法可以建立高仿真、接近股骨解剖结构股骨三维有限元模型实体模型,可以探索股骨的内部结构,展现其内部细节,模拟股骨生物力学分布。关键词：体绘制;股骨;实体模型;有限元;力学分布 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.17.003     

股骨近端外侧壁的解剖学研究及其对转子间骨折内固定的意义

目的　研究观测股骨近端外侧壁的骨性与软组织解剖特征,为临床向股骨头内打入拉力螺钉或螺旋刀片的股骨外侧皮质提供参考数据。 方法　采用16例成人股骨干燥标本、10例尸体下肢标本和20例老年股骨转子间骨折的横断面CT图像,分别测量外侧壁的骨性面积、软组织附着及其面积以及外侧壁骨皮质的厚度。 结果 骨性外侧壁平均高（24.4±2.4）mm,宽（23.3±2.0）mm,面积（567.0±82.8）mm2。臀中肌、臀小肌的止点与股外侧肌起点,在外侧壁处相互交织,形成致密坚韧的腱膜样重叠部,平均高（33.2±2.3）mm,宽（28.2±1.9）mm,厚（1.6±0.1）mm。老年人小转子平面的股骨外侧壁皮质薄弱,厚仅（2.3±0.5 ）mm。 结论 老年股骨转子间骨折的外侧壁皮质薄弱,容易骨折。推荐选用头髓钉系统进行内固定治疗,具有较高的安全性。     

强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松Evans Ⅱ型股骨转子间骨折最佳骨水泥量的有限元分析

目的探讨强化螺钉治疗老年人重度骨质疏松EvansⅡ型股骨转子间骨折的最佳骨水泥量。方法选取2020年10月5日新疆医科大学第一附属医院1例73岁女性左股骨粗隆间骨折患者的双侧髋部及股骨CT资料, 导入Mimics 20和 Geomagic Wrap 2017软件构建右侧股骨三维模型。使用Solidworks 2017软件建立强化螺钉模型, 并将右侧股骨三维模型与强化螺钉模型按照常规标准手术技术进行装配、组合;使用Geomagic Wrap 2017软件在组合后的模型上模拟EvansⅡ型骨折, 在股骨转子间骨折不同骨水泥量强化螺钉固定模型与EvansⅡ型骨折模型组装完成后, 施加载荷。截取强化螺钉近端周围部分松质骨重新定义为骨水泥部件, 按包裹水泥量的不同分别建立A模型(2 mL)、B模型(3 mL)、C模型(4 mL)、D模型(5 mL)、E模型(6 mL)5个模型组, 设置材料参数、边界条件、施加载荷后储存为K文件, 分别导入Ansys 2019软件中进行有限元分析。观察对比不同骨水泥量强化螺钉固定模型中骨水泥表面对股骨头近端松质骨的切割情况, 股骨颈内翻、内旋角度, 强化螺钉应力分...     

股骨近端相关影像解剖学测量研究

目的：目的通过CT三维重建测量正常国人老年股骨近端的相关形态参数,为设计股骨近端内固定系统提供解剖学依据。方法对60位老年国人的股骨近端进行CT扫描,利用自带的医学图像处理软件进行三维重建,标定相关解剖标志,测量指标包括股骨小转子、股骨颈干角、股骨头偏心距以及股骨髓腔等相关解剖参数。结果所有测量参数左、右侧均无统计学差异（P＞0.05）,其中小转子纵径为(26.80±2.53) mm,横径为(16.09±1.72) mm,小转子高度为(8.41±1.50) mm,小转子体积为(727.15±165.18) mm3,拟固定小转子最短螺钉长度为(46.77±2.70) mm,应用上倾角为（16.83±2.06）°,股骨颈干角为（131.42±8.03）°,股骨头偏心距为（37.85±7.02）mm。结论 CT三维重建图像可精确识别股骨相应的解剖标志并进行解剖学测量,测量数据对老年转子间骨折的治疗和新型解剖锁定钢板的设计有参考价值。     

侧向冲击载荷作用下髋护具对股骨-骨盆复合体生物力学响应的影响

目的利用三维有限元法研究髋部护具对人体股骨-骨盆复合体在侧向冲击载荷作用下生物力学响应的影响。方法基于中国力学虚拟人模型库建立股骨-骨盆-软组织复合体的三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨和软组织,并在此基础上建立髋部护具和股骨-骨盆-软组织复合体系统的三维有限元模型;同时,在两个模型中构建刚体平面仿真地面。约束地面刚体,对两个模型均施加侧向2 m/s的速度载荷,整个仿真分析时间设定为20 ms。通过三维有限元分析计算获得两模型受侧向冲击载荷过程中应力、应变变化特性,对比分析髋部护具对股骨-骨盆复合体生物力学响应的影响。结果髋部护具使股骨-骨盆复合体在侧向冲击载荷作用下的应力峰值出现时间提前4 ms以上,且应力应变水平出现大幅度降低;皮质骨上的应力峰值降低67.88%以上,松质骨上的峰值应力下降69.34%以上,松质骨上的压缩主应变峰值降低可达63%。结论在侧向冲击载荷作用下,髋部护具对股骨-骨盆复合体具有良好的保护作用,能够有效预防骨折的发生或降低骨折风险。     

股骨粗隆间不稳定骨折采用加强型钝角钢板(SOA)内固定的生物力学对比性研究与应用

本文采用９具新鲜尸股骨沿着它的内外侧骨皮质粘贴６故应变片,测量股骨近端应变和位移分布,以检验ＳＯＡ钢板固定粗隆间骨折的效果。在实验前后将股骨粗隆造成二部分或四部分骨折,利用实验结果绘制应变－位移图,并与其它的内固定器械比较,加载至１８００Ｎ时比较它们的生物力学性能。结果表明,在治疗不稳定粗隆间骨折中,ＳＯＡ钢板比其它器械更具有生物力学的优势（Ｐ＜０．０１）     

股骨粗隆间不稳定骨折采用加强型钝角钢板(SOA)内固定的生物力学对比性研究与应用

本文采用９具新鲜尸股骨沿着它的内外侧骨皮质粘贴６故应变片,测量股骨近端应变和位移分布,以检验ＳＯＡ钢板固定粗隆间骨折的效果。在实验前后将股骨粗隆造成二部分或四部分骨折,利用实验结果绘制应变－位移图,并与其它的内固定器械比较,加载至１８００Ｎ时比较它们的生物力学性能。结果表明,在治疗不稳定粗隆间骨折中,ＳＯＡ钢板比其它器械更具有生物力学的优势（Ｐ＜０．０１）