肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

背景：肱骨骨折治疗方法多样，但是也常常遗留严重的并发症如骨不连等，尝试采用新的生物力学分析手段，以期为肱骨折、骨不连的功能预后提供新思路。目的：构建肱骨三维模型，并探讨其相关的生物力学意卫。设计：掏建肱骨三维有限元模型。单位：一所军医大学的附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院共同开展，材料：实验于2002—04／2004—04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成．选择典型的成年男性湿肚骨标本一根。方法：选择湿脏骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像．采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨三维横型，主要观亲指标：①构建的肱骨三维有限元模型的生物力学特性。②与实际临床的区别以及主要的相同点。结果：所构建肱骨三维模型，逼真反映肱骨真实解剖态及生物力学行为，同时与CT切片图相对比以判断其精确性。结论：肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

目的肱骨骨折治疗方法多样,但是常遗留严重的并发症如骨不连等,介绍肱骨三维模型的构建并探讨其相关的生物力学意义,以期为肱骨骨折、骨不连的治疗提供新思路。方法选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型。结果所构建肱骨三维模型,逼真反映肱骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图像对比以判断其精确性。结论肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

目的 肱骨骨折治疗方法多样，但是常遗留严重的并发症如骨不连等，介绍肱骨三维模型的构建并探讨其相关的生物力学意义，以期为肱骨骨折、骨不连的治疗提供新思路。方法 选择湿肽骨标本行CT成像得到肽骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型。结果 所构建肱骨三维模型，逼真反映肽骨真实解剖形态及生物力学行为，同时与CT切片图像对比以判断其精确性。结论 肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

背景肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值.目的分析天鹅记忆加压接骨器固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据.设计进行不同应力加载的条件下,构建肱骨骨折的三维有限元模型.单位解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院.材料实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成.选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器.方法选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS 5.6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型.主要观察指标对比不同加载方式下肱骨的受力情况,寻求临床治疗的参考数值.结果所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况.结论天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型.     

桡骨三维模型的建立及其生物力学意义

背景桡骨骨折常遗留严重的并发症如骨不连等,采用新的生物力学分析手段为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路.目的建立桡骨三维有限元模型,并探讨其相关的生物力学意义.设计以三维有限元模型分析桡骨生物力学特征.单位解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院. 材料实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成.选择典型的成年男性湿桡骨标本1根,行CT成像得到桡骨每层横截面图像.方法采用大型有限元分析软件ANSYS 5.6建立桡骨三维模型,建模步骤为①对齐切片.②确定坐标原点.③提取轮廓.采用三维十结点四面体实体单元进行网格划分及计算.主要观察指标①构建的桡骨三维有限元模型的生物力学特性.②三维有限元分析及计算.结果所构建桡骨三维模型,共划分为76 089个结点、49111个单元,客观反映桡骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性.结论桡骨三维有限元模型的构建,可以为桡骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型.     

天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

背景：肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值。目的：分析天鹅记忆加压接骨器同定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据设计：进行不同应力加载的条件下，构建肱骨骨折的三维有限元模型。单位：解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料：实验于2001-01／2003—05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型。主要观察指标：对比不同加载方式下肱骨的受力情况，寻求临床治疗的参考数值。结果：所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

桡骨三维模型的建立及其生物力学意义

背景：桡骨骨折常遗留严重的并发症如骨不连等，采用新的生物力学分析手段为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路．目的：建立桡骨三维有限元模型，并探讨其相关的生物力学意义。设计：以三维有限元模型分析桡骨生物力学特征。单位：解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院，材料：实验于2001-01／2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选择典型的成年男性湿桡骨标本1根，行CT成像得到桡骨每层横截面图像。方法：采用大型有限元分析软件ANSYS56建立桡骨三维模型，建模步骤为①对齐切片②确定坐标原点③提取轮廓。采用三维十结点四面体实体单元进行网格划分及计算。主要观察指标：①构建的桡骨三维有限元模型的生物力学特性。②三维有限元分析及计算结果：所构建桡骨三维模型，共划分为76089个结点、49111个单元，客观反映桡骨真实解剖形态及生物力学行为，同时与CT切片图相对比以判断其精确性．结论：桡骨三维有限元模型的构建，可以为桡骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的:分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememoryconnector,SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果:所构建SMC固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论:SMC固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的：分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememory connector，SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果：所构建SMC固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：SMC固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

应用三维有限元分析肱骨骨折后应力加载方向与加载力值

背景肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值.目的探讨三维建模及有限元分析肱骨骨折治疗中轴向加载的力学理论依据.设计构建肱骨骨折的三维有限元模型,进行不同方位的加载.单位一所军医大学附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院.材料实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,选择肱骨标本行CT成像.方法以肱骨横截面CT图像为基础,建立肱骨模型,利用ANSYS5.6软件进行计算,选取三维十结点四面体单元,共划分2 729个结点、49 041个单元,分析骨折断面与轴线成30.,45.,90.及X,Y,Z三方向固定时肱骨轴向受压的应力分布及大小.主要观察指标对比不同方向肱骨骨折加载后的数值,寻求临床治疗的参考.结果肱骨断面与非断面处应力差异较大,断面处应力较集中,且以断面为中心呈非严格对称分布,应力较大区域分布在距骨折部位10 mm左右,是其他应力区的两三倍.结论肱骨骨折治疗中应视不同情况估算所需载荷大小,选择合适内固定植入物以适应其功能活动的应力要求.     

肱骨远端三维有限元模型的建立及生物力学分析

背景：采用有限元分析法进行骨与关节的生物力学分析得到了广泛应用,但是关于肱骨远端的有限元分析较少,且所建模型粗糙,方法繁琐。目的：建立肱骨远端的三维有限元模型,并模拟不同受力状态下的应力分布及应变特征。方法：通过对正常成年男性肘关节的多排螺旋CT扫描,获得连续断层图片,导入Mimics医学建模软件生成实体模型后,应用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0,进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型。约束边界条件,模拟肱骨远端轴向受力,得出肱骨远端有限元模型上的应力分布与应变结果。结果与结论：建立的肱骨远端有限元模型总单元数为6292,总节点数为10232。肱骨远端在轴向载荷状态下的应力集中主要位于内、外侧柱区域。提示建立的有限元模型精确度高,符合肱骨远端的临床特点,较好地模拟了肱骨远端的生物力学特性。     

肱骨三维有限元分析及其记忆生物力学意义

目的:分析肱骨不同载荷加载下应力分布,探讨其相关的记忆生物力学意义。方法:选择湿肱骨标本行CT成像,大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型以及天鹅记忆加压接骨器(shapememoryconector,SMC)固定模型,同时进行相应力学分析。结果:当纵向加压的压力P=300N时,Z方向的正应力为-4.0～-4.5MPa,断面区域的压应力为0～0.2MPa。结论:SMC固定肱骨后三维有限元的分析,可以为肱骨骨折后内固定的力学研究提供新思路。     

下颌第一磨牙三维有限元模型的建立

【目的】建立下颌第一磨牙三维有限元模型。【方法】将离体下颌第一磨牙经CT扫描及图像处理后,联合应用CAD软件VP studio和Unigraphics NX建立三维几何模型,然后导入有限元分析软件MSC软件中生成实体模型。【结果】在计算机上建立了下颌第一磨牙三维有限元模型,总节点为63715个,4面单元数为41676个。【结论】所构建的模型结构完整,单元划分精细,能够较精确地模拟实体状态,为进一步的生物力学研究提供了基础。     

下颌骨牙槽嵴萎缩三维有限元模型与生物力学分析

目的:利用螺旋CT建立牙槽嵴萎缩的下颌骨三维有限元模型,用于萎缩牙槽嵴的生物力学分析。方法:采用螺旋CT扫描,数字化影像数据采集,三维重建技术,并使用ANSYS6.0软件完成有限元模型的建立。结果:获得了理想的下颌骨牙槽嵴萎缩三维有限元模型,由16077个单 元,23635个节点构成。结论:采用螺旋CT扫描,数字化影像数据采集,三维重建技术结合ANSYS6.0软件可以建立理想的下颌骨牙槽嵴萎缩模型。     

计算机模拟椎体成形对邻近节段力学影响的有限元分析

背景:椎体成形后邻近椎体再骨折的原因,是骨质疏松的发展过程,或是骨水泥增强、椎体成形干预造成的?目的:用有限元方法观察椎体成形对相邻椎体的力学影响,分析相邻椎体继发骨折的病因。方法:利用MIMICS软件,对1例T12骨质疏松性椎体压缩骨折患者CT图片进行预处理后导入ABAQUS软件中建立T10～ L2三维有限元模型,模拟经椎弓根单侧和双侧入路椎体成形,设置0.3,1.0,4.0MPa3种轴向载荷进行生物力学分析。结果与结论:成功建立了椎体成形前后的三维有限元模型。当轴向压力以0.3,1.0,4.0MPa增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加。椎体成形后增强椎体(T12)上、下终板骨水泥注入侧的应力增强区域范围减少,所受最大应力明显减少;邻近椎间盘及椎体的应力分布无明显变化;T12相邻椎体(T11、L1)及远端椎体(T10、L2)所受最大应力无明显改变。提示椎体成形后引起上下相邻椎体继发骨折的并发症可能和生物力学结果改变无关。