股骨头部分置换术精准微创治疗中老年ARCO Ⅲ期股骨头缺血坏死的有限元分析

目的通过有限元分析,初步评估股骨头部分置换术后股骨与内植物模型的应力分布和位移。 方法选择一名成年健康志愿者,获取股骨全长CT扫描数据,利用Mimics 20.0软件、Geomagic软件及UG NX 12.0软件建立股骨头缺血坏死模型,骨隧道切除股骨头坏死区域后装配设计开发的股骨头假体,模拟单腿站立环境进行有限元仿真模拟,获取股骨与内植物模型的应力分布和位移数据。 结果股骨应力分布主要集中在股骨颈下方和股骨干皮质骨两侧,最大应力为48.25 Mpa,最大位移为10.98 mm。内植物模型的应力主要分布在金属内植物主体结构下方,最大应力为147.2 Mpa,最大位移为9.58 mm。 结论股骨头部分置换后,假体头与股骨头曲率一致,应力传导模式与正常侧髋关节一致,但在假体头与茎部连接处发生应力集中,应重点考虑选择更大强度的材料。     

髓腔改变对股骨近端假体-骨界面应力的影响

目的 建立股骨近端假体-骨界面应力有限元分析模型.并对中国成年人股骨近端正常受力、翻修过程中扩髓条件下进行静态有限元分析.方法 运用逆向工程与有限元的理论.对CT图像采用了滤波、边界提取、二值化等方法进行处理,所得数据用CAD软件经过曲线重构、曲面重构、实体重构,加工出股骨应力模型.将不同载荷施加与假体-骨界面,改变股骨骨皮质的厚度、假体长度等参数,进行静态模拟应力分析.结果 建立起以国人股骨为基础的有效的假体-骨界面应力分布规律三维有限元模型.股骨的受力主要集中在小转子和大转子之间的股骨距分布区域,并且随着载荷的增加而递增;假体增粗至原来的120%时,股骨最大应力已经接近极限应力值.结论 构建的解剖型股骨假体-骨界面三维有限元模型,几何相似性好.模拟应力分析结果提示接受关节置换的患者应该尽量避免登山等接近加载量极限的活动;对于髓腔骨缺损严重的翻修患者提倡应用骨移植材料.谨慎采用增粗假体固定.     

两种常用内固定治疗股骨转子间骨折的有限元分析

目的比较动力髋螺钉(DHS)与股骨近端防旋髓内钉(PFNA)内固定治疗AO2.1型股骨转子间骨折的生物力学稳定性。 方法运用有限元分析法,通过Mimics软件以及Geomagic软件分别建立正常股骨、DHS固定骨折模型、PFNA固定骨折模型,通过有限元分析软件模拟股骨负重时(单腿站立时股骨所承受的最大峰值),通过股骨应力分析、股骨内外侧应力、股骨头位移和内固定自身应力及位移等观察指标,来比较两种内固定方法对股骨生物力学的影响。 结果PFNA组在股骨的内外侧应力以及股骨头位移均小于DHS组,且内固定本身应力及位移也小于DHS组。 结论在治疗AO2.1型股骨转子间骨折中,PFNA组的股骨内外侧应力、股骨头位移、内固定自身应力及位移的值均小于DHS组,且更加接近于正常股骨,PFNA相比于DHS有着生物力学上的优势。     

三维股骨近端髓内钉与股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的有限元分析

目的 采用有限元分析法比较三维股骨近端髓内钉(3DPFN)和股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗股骨转子间骨折的生物力学性能。方法 利用股骨CT数据制作Evans-JensenⅣ型股骨转子间骨折的三维有限元模型，对骨折模型使用3DPFN和PFNA固定获得骨折内固定有限元模型。比较两种内固定有限元模型中股骨和内固定装置的应力分布、应力峰值、最大应变。结果 (1) PFNA模型和3DPFN模型中股骨应力峰值分别为56、43 MPa,均位于股骨近端内侧小转子下缘。(2)内固定装置的应力峰值：PFNA模型位于髓内钉滑动孔下缘，为176 MPa, 3DPFN模型位于髓内钉第4个滑动孔下缘，为162 MPa。(3) PFNA模型的螺旋刀片应力峰值位于螺旋刀和套筒相连接的部位，为149 MPa; 3DPFN模型的4枚空心加压螺钉的应力峰值均位于杆部最细的部位，自上而下的空心加压螺钉应力峰值分别为43、45、59、66 MPa。(4)股骨和内固定装置的最大应变3DPFN模型均小于PFNA模型。结论 通过有限元分析可知，3DPFN在应力分布、应力峰值和最大应变等生物力学方面均优于PFNA。     

加长型PFNA内固定治疗股骨反粗隆间骨折的三维有限元研究

目的采用三维有限元方法分析加长型股骨近端防旋髓内钉(PFNA)内固定股骨反粗隆间骨折的生物力学特点,为股骨反粗隆间骨折的临床治疗提供理论依据。方法选取1名健康男性志愿者,进行股骨全长螺旋CT扫描,获取DICOM格式数据,用Mimics软件建立正常股骨模型,Creo Parametric软件建立加长型PFNA模型,再使用Geomagic Studio及3-matic软件生成加长型PFNA内固定股骨反粗隆间骨折有限元模型,最后利用ANSYS软件模拟计算各模型的应力及位移分布,进而分析加长型PFNA内固定股骨反粗隆间骨折的生物力学特点。结果加长型PFNA内固定股骨反粗隆间骨折模型应力分布与正常股骨模型接近,股骨两端应力相对较大,中段应力较小,骨折线两端应力分布均匀,以内侧骨皮质处应力最高。加长型PFNA模型应力主要集中于螺旋刀片、主钉近端及二者交界处,且主钉以远应力主要集中于内侧区域。加长型PFNA模型主钉位移在中段处最大,并向两侧递减,螺旋刀片以头部位移最大。结论加长型PFNA内固定股骨反粗隆间骨折的力学特点与正常股骨应力分布一致,内固定物可有效传导应力,符合股骨生物力学特点。     

InterTan治疗股骨转子间骨折有限元分析

目的：利用有限元方法研究使用InterTan治疗Evans-Jensen Ⅳ型股骨转子间骨折的生物力学特点。方法：利用螺旋CT对志愿者的股骨及内植物进行断层扫描获取DICOM格式数据,将数据经Mimics软件重建左侧股骨、InterTan三维模型,在此基础上建立Evans-Jensen Ⅳ型股骨转子间骨折内固定三维有限元模型,研究不同模型的Von Mses应力及微应变分布,分析Evans-Jensen Ⅳ型股骨转子间骨折内固定后生物力学稳定性。结果：InterTan模型股骨的应力模式与正常股骨相同,主要位于股骨近端内侧与股骨中下1/3外侧,但InterTan模型股骨应力较正常股骨相同部位应力有不同程度降低,模型中股骨应力峰值为13.92 MPa,位于内植物末端与股骨接触处;模型中内植物应力峰值位于拉力钉与主钉内下接触处,为146.5 MPa。结论：对于骨质疏松性Evans-Jensen Ⅳ型股骨转子间骨折患者,InterTan固定具有明显的生物力学优势,且不易导致股骨中段应力性骨折;尤其对于活动度较大的Evans-Jensen Ⅳ型股骨转子间骨折患者,InterTan固定具有更好的稳定性,为手术内固定物的选择提供理论依据。     

脊柱胸腰段应力分布与骨折相关性的三维有限元分析

【摘要】 目的：观察脊柱胸腰段骨折与椎体骨性结构及韧带间应力分布的相关性,探索脊柱胸腰段椎体骨折的力学机制。方法：招募8名健康男性青年志愿者,行脊柱全长X线片和CT检查排除脊柱畸形、肿瘤及骨病,对脊柱各椎体及股骨行骨密度测定排除骨质疏松。均行自T11椎体上终板至L2椎体下缘CT薄层扫描,将8名志愿者CT图像参数导入ABAQUS 2016软件中进行标准化,并进行有限元网格化构建。应用MIMICS 17.0、GEOMAGICS 15.0和PRO/ENGINEER 5.0软件处理,建立脊柱胸腰段有限元模型,测量模型相关参数,并验证模型有效性。在T11椎体上终板上加载竖直轴向载荷500N、附加扭矩10N·m模拟垂直压缩、前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转7种运动状态,使用ABAQUS软件对有限元模型7种运动状态下的应力分布特点及变化规律进行分析,观察应力分布与脊柱胸腰段骨折的相关性。结果：建立的三维有限元模型共有309583个节点和428760个单元,包括4个椎体、3个椎间盘、前纵韧带、后纵韧带、横突间韧带、棘间韧带等结构。7种运动状态下的数据与文献报道的数据无明显偏差,模型有效。T11~L2椎体椎弓根截面积分别为135mm2、154mm2、105mm2、139.2mm2。应力云图结果显示各运动状态下高应力区存在于椎体的松质骨、椎弓根及其周围骨皮质。在垂直压缩状况下,T12椎体所受应力最大（617.4MPa）,前屈状态下T11所受应力最大（200.7MPa）,后伸、左右侧屈和左右旋转状态下L1椎体所受应力最大（314.2MPa、574.4MPa、626.2MPa、641.3MPa、527.1MPa）,且前屈体位时椎体所能承受的应力最小,左旋转时所能承受的应力最大。垂直压缩状况下T12椎体发生骨折, 前屈状态下T11发生骨折伴韧带损伤,后伸、左右侧屈和左右旋转状态下L1椎体发生骨折伴韧带损伤。骨折发生时,前纵韧带在后伸、左右侧屈状态下存在高应力区,后纵韧带在前屈状态下存在高应力区,横突间韧带和棘间韧带在前屈、左右侧屈、左右旋转状态下存在高应力区。结论：在构建包括重要韧带、椎间盘等软组织结构的脊柱胸腰段三维模型中,椎体松质骨、椎弓根及其周围骨皮质、韧带均存在高应力区,不同状态下所受应力最大椎体不同,发生骨折的椎体和韧带损伤也不同;L1椎弓根截面积最小,最易发生骨折。     

股骨及髋臼纵向撞击伤的计算机模拟生物力学研究

目的建立具有生物力学特性的股骨及大部分骨盆三维有限元模型,探讨股骨远端发生撞击时响应过程及股骨各部和髋臼损伤的生物力学基础。方法采用GE多层螺旋CT对1例健康志愿者进行从骨盆上缘到胫骨平台部的CT扫描,三维影像重建,数据转换,运用自编程序与vtk软件相结合的方法,模仿刚体撞击股骨远端。分析在撞击时股骨干、股骨转子部、股骨颈和髋臼等部位的应力改变。结果当着力点位于股骨远端时,应力沿股骨干、股骨转子部、股骨颈向髋臼传导,并产生不同强度。前三部位应力达到峰值时间接近,髋臼应力发生延迟。结论股骨及髋臼纵向撞击伤的三维有限元模型可研究现实中难以反复再现的撞击状态;撞击中骨横截面积的变化和应力传导方向的改变会产生应力集中和梯度差,这可能是撞击伤的生物力学机制之一。     

内外侧半月板后根部损伤有限元力学研究

[目的]探讨内外侧半月板后根部损伤对膝关节生物力学的影响。[方法]膝关节正常志愿者4例作为研究对象,采用MRI对左膝关节进行扫描,建立膝关节各部位有限元模型,在股骨部分垂直加1 150 N垂直力模拟人体正常周期中的伸直状态,测量应力分布。在完整膝关节有限元模型中同时删除内、外侧半月板根部相应单元和节点,模拟内外测半月板根部同时损伤模型;将完整膝关节模型设为对照组;分别加载1 000 N轴向压缩载荷和134 N向前剪切力,测量不同部位的最大压应力和最大剪切应力。[结果]人体正常走平路膝伸直状态时,承受应力的大小依次为:外侧半月板前部>内侧胫骨平台>股骨外侧髁>内侧半月板后部>股骨内侧髁>外侧胫骨平台>双股骨髁后部。损伤组股骨内髁、股骨外髁、内侧胫骨平台、外侧胫骨平台软骨、外侧半月板最大压应力显著高于完整组(P<0.05)。损伤组股骨内髁、股骨外髁、内侧胫骨平台、外侧胫骨平台软骨、外侧半月板最大剪切力显著高于完整组(P<0.05)。[结论]内、外侧半月板后根部同时损伤导致膝关节各部位承载应力显著增加。     

3D打印多孔钛钢板一体化植入体修复髋臼后壁粉碎性骨折合并骨缺损的初步研究

目的 :探讨应用计算机辅助设计(computer aided design,CAD)结合3D打印技术对髋臼后壁粉碎性骨折合并骨软骨缺损进行修复重建的可行性,评估多孔钛合金支架钢板一体化植入体复合氮化钛生物陶瓷涂层的生物力学性能。方法:基于连续断层CT图像,利用CAD软件来构建具有特定三维内部结构的多孔钛钢板一体化植入体数字模型,以Ti6Al4V粉末为原材料打印出实体并于其关节面复合氮化钛涂层,观察植入体与髋臼匹配和贴附情况;利用Ansys软件进行有限元建模,分析正常组、传统组及植入体组髋臼在相同载荷状态下的应力分布、应力传导及形变位移等情况,验证植入体的生物力学性能。结果:植入体的多孔钛合金支架与髋臼匹配程度良好,钢板形态基本与骨表面贴附,根据Matta复位标准评定为优。有限元分析结果显示:植入体重建后髋臼在Von Mises应力峰值13.38 MPa接近正常组13.11 MPa,小于传统组15.66 MPa;植入体重建后的髋臼在应力分布和传导与正常组基本一致,稍优于传统组;植入体的最大相对位移为0.166 mm,处于可以接受的范围。结论:3D技术制备的多孔钛合金支架钢板一体化植入体复合氮化钛涂层具备优良的匹配度和生物力学性能;解剖重建使后壁头臼应力分布及传导恢复比较理想,接近正常的髋关节,其为临床治疗髋臼后壁粉碎性骨折合并严重骨缺损的病例提供新选择。     

股骨颈骨折愈合后不同钉道类型的有限元分析

目的探讨股骨颈骨折愈合取出空心钉内固定后不同钉道类型对股骨近端力学分布的影响,为术后康复和并发症的预防提供理论参考。方法利用64排螺旋CT扫描重建人体股骨近端的三维有限元模型,分别模拟正三角形与倒三角形空心钉内固定方式取出后的股骨近端钉道三维有限元模型,对模型进行加载和仿真计算。比较2种钉道模型与正常股骨模型在同一载荷下的应力分布。结果最大应力均集中在股骨颈下方的股骨距区域。正三角形钉道模型股骨颈应力最大值(11.02 MPa)远远大于倒三角形钉道模型(10.82 MPa)与正常股骨近端模型(10.58MPa)。结论正三角形空心钉内固定取出后会明显造成股骨近端应力升高,在术后康复和功能锻炼时需要密切注意股骨颈骨折的风险。     

股骨颈骨折空心钉内固定手术参数规划与评价系统的研究

目的采用有限元方法对空心钉内固定手术进行力学综合分析,找出一种符合生物力学规律的内固定治疗参数,并就影响愈合效果与承载能力的实际手术情况进行综合评价。方法建立股骨近端有限元分析模型,对直接影响手术效果的患者体重、骨折面角度、空心钉布局与角度等几个手术参数进行分组分析,提取骨折面、钉子的应力应变分析结果。结果在获得了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4个参数是骨折断面的错位位移、钉孑L底部应变、钉子最大应力和股骨最大应变,并进行综合分析比较,得出较好的手术参数,对手术结果给出了综合评价。结论获得了在不同体重、骨折面位置的情况下合理的空心钉内固定治疗股骨颈骨折手术的参数,可以完成手术规划导航,并对手术进行合理评价。     

基于偏髓分型应用骨水泥型长短柄假体置换治疗高龄偏髓Ⅰ型粗隆间骨折的有限元分析（英文）

[目的]探讨高龄偏髓Ⅰ型粗隆间骨折行骨水泥型股骨假体置换术后的股骨应力分布,并对比分析长、短假体柄置换后的应力分布差异。[方法]利用螺旋CT对志愿者的右侧股骨进行断层扫描获取图像数据,将图像数据经Mimics软件和建模软件处理后重建股骨三维模型。在此基础上,建立偏髓Ⅰ型粗隆间骨折长、短柄股骨假体及骨水泥套的三维实体模型,最后利用有限元分析软件建立长、短柄股骨假体治疗粗隆间骨折的三维有限元模型,并对该模型进行生物力学分析。[结果]长、短柄假体置换后股骨的应力分布没有发生明显改变,依然是由近端向远端逐渐增加,至内外侧中下1/3交界处达到峰值,再向末端又减小。短柄假体骨水泥-假体柄界面在末端内外侧虽形成应力集中区,且外侧峰值为15.3 MPa,但未超过骨水泥疲劳强度;而长柄假体在骨水泥-假体柄界面远端内外侧及内侧中段形成应力集中区,其峰值也均低于骨水泥疲劳强度。骨水泥重建的股骨距部位未见明显的应力集中区。[结论]骨水泥型长、短柄假体置换治疗高龄偏髓Ⅰ型粗隆间骨折不会引起股骨应力分布的明显改变。长柄假体的松动概率与短柄假体基本相当,但后者由于手术时间短、创伤小、并发症少,可能更适合治疗高龄偏髓Ⅰ型粗隆间骨折。     

下颌角截骨整形手术前后下颌骨生物力学的三维有限元分析

目的 通过建立下颌角截骨整形手术前后下颌骨的三维有限元模型,模拟分析手术前后咬合工况和下颌骨受外力撞击工况下颌骨的生物力学变化.方法 选取1例咬合关系正常的女性下颌角肥大患者,手术前后分别行三维CT检查,采集DICOM数据,利用改进的Mimics软件读取DICOM数据进行三维重建并转化为IGES格式后输入ANSYS10.0软件,牛成有限元模型的面、体和三维网格,设置边界约束条件和前处理条件后进行咬合工况和撞击工况的有限元分析.结果 下颌角截骨整形手术后在咬合工况和撞击工况下,下颌骨的最大应力值和最大应力分布范围与术前相比基本一致,但是应力的时间一位移曲线与术前有一定差异.结论 下颌角截骨整形手术后,下颌骨的应力传导时相发生一定变化,但是对正面撞击的耐受程度与术前无明显差异.     

膝关节盘状半月板有限元模型的构建及生物力学分析

[目的]通过CT和MRI数据融合构建膝关节盘状半月板有限元模型,并进行有限元分析和验证,为盘状半月板研究提供可靠的有限元模型。[方法]采集包含盘状半月板膝关节CT和MRI影像数据,导入到Mimics软件中,构建膝关节骨骼、半月板等结构的三维模型。以外部标记为参照点进行模型配准,融合成膝关节整体模型。在Ansys软件中进行网格划分,构建膝关节有限元模型。通过解剖观察和测量对有限元模型进行解剖真实度评估,对其设置材料属性、建立边界条件和施加载荷,进行有限元分析,并验证。[结果]在600 N轴向压力下,股骨与胫骨软骨面发生接触,半月板传导轴向载荷。外侧盘状半月板上表面挤压应力峰值为2.21 MPa,出现在体部的中央;内侧半月板上表面挤压应力分布于前角、体部、后角的游离缘,峰值为6.61 MPa,出现后角游离缘。股骨软骨的挤压应力峰值出现在外侧髁,为0.67 MPa;股骨内侧髁挤压应力峰值为0.52 MPa。胫骨软骨的挤压应力峰值出现在内侧平台,为1.39 MPa,胫骨外侧平台挤压应力峰值为0.62MPa。[结论]通过CT和MRI影像数据融合可以构建符合解剖学特征的膝关节盘状半月板有限元整体模型,能为研究盘状半月板生物力学行为提供可靠、有效的有限元模型。     

骨质疏松患者全髋关节置换术后股骨应力变化的有限元分析

[目的]建立骨质疏松患者全髋关节置换术后股骨三维有限元模型,分析骨质疏松患者全髋关节置换术后股骨侧应力分布,为手术操作及假体的选择提供生物力学依据。[方法]采用64排螺旋CT扫描骨质疏松患者(骨密度检查提示)行全髋置换术后数据,建立骨质疏松患者全髋关节置换术后股骨三维有限元模型。对该模型进行模拟加载及仿真计算。分析骨质疏松患者全髋置换术后股骨的应力分布特点。[结果]骨质疏松患者行髋关节置换术后股骨侧应力分布由股骨近端向远端逐渐增大,应力峰值为股骨假体末端周围皮质,主要集中在假体末端与股骨内侧骨皮质交界处。通过有限元力学分析,在骨质疏松患者行关节置换术后,假体周围力学分布在各区域存在差异,差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]通过对骨质疏松患者行全髋关节置换术后假体周围应力分布特点的分析,在手术操作过程中,应选择远端压配型假体,假体放置需避免内外翻,以减少假体远端与股骨皮质的应力集中区。     

骨水泥型长短柄假体置换治疗高龄粉碎性转子间骨折的三维有限元对比分析

目的 探讨高龄粉碎性转子间骨折行骨水泥型股骨假体置换术后的股骨应力分布,并对比分析长、短假体柄置换后的应力分布差异.方法 利用螺旋CT对志愿者的左侧股骨进行断层扫描获取图像数据,将图像数据经Mimics软件和Unigraphics建模软件处理后重建股骨三维模型.在此基础上,建立粉碎性转子间骨折、长、短柄股骨假体及骨水泥套的三维实体模型,最后利用有限元分析软件ABAQUS6.5建立长、短柄股骨假体治疗粉碎性转子间骨折的三维有限元模型,并对该模型进行生物力学分析.结果 长、短柄假体置换后股骨的应力分布没有发生明显改变,依然是由近端向远端逐渐增加,至内外侧中下1/3交界处达到峰值,再向末端又减小.短柄假体骨水泥-假体柄界面在未端内外侧形成应力集中区,且外侧峰值达21.3 MPa,超过了骨水泥疲劳强度;而长柄假体在骨水泥-假体柄界面远端内外侧及内侧中段形成应力集中区,但其峰值均低于骨水泥疲劳强度.骨水泥重建的股骨距部位未见明显的应力集中区.结论 骨水泥型长、短柄假体置换治疗高龄粉碎性转子间骨折不会引起股骨应力分布的明显改变.长柄假体的松动概率小于短柄假体,前者可能更适合治疗高龄粉碎性转子间骨折.     

股骨远端肿瘤型假体近端骨折的临床治疗及三维有限元分析

[目的]探讨股骨远端肿瘤型假体置换术后假体近端骨折的力学因素以及应用环抱器治疗的可行性.[方法]回顾分析本科2008年7月～ 2011年1月间所治疗的2例肿瘤型膝关节假体置换术后股骨假体近端骨折病例,均通过切开复位植骨内固定的方式予以治疗并进行定期随访,观察骨质愈合情况；利用MSTS肢体功能评分进行评价.利用CT数据,建立股骨远端40％骨缺损的复合假体三维有限元模型,加载平地慢速(3 km/h)行走步态周期下肢4倍重量负荷,分析模型股骨的应力分布.[结果]2例患者骨折部位均在假体的近端,为螺旋形骨折.手术顺利,分别于术后5、6个月骨折愈合,术后肢体功能评分分别为25分,27分.通过对股骨模型的有限元分析,发现术后股骨高应力分布出现在假体柄尖端,且呈螺旋形分布,与临床所见的骨折类型与部位完全一致.[结论]股骨远端肿瘤型假体近端骨折的原因主要与术后股骨假体柄尖端出现高应力分布,且以压力为主有关,呈螺旋形分布；应用切开复位植骨并环抱器内固定是一种可行的临床治疗方法.     

股骨粗隆间骨折术后步行状态的生物力学特性

目的：研究单臂外固定架治疗股骨粗隆间骨折术后步行状态的生物力学特性。 方法：将 CT 数据文件经Simpleware 软件进行三维重建处理,得到股骨及外固定架的三维几何模型。在 Anybody 软件中建立正常人体股骨模型,并与股骨外固定架模型（stl 几何模型）一同导入 Geomagic Studio 软件中,将两组模型进行比对配准。将配准好的股骨外固定架模型导入 Anybody 软件中,通过 Simpleware 得到的网格模型（inp 格式）导入到 Abaqus 软件中,分析 1 个步态周期的应力分布情况。结果：以左侧为例,术后在行走过程中较大应力发生在不锈钢钉与股骨的连接处以及不锈钢钉与固定架的连接处,整体未见明显应力集中现象,在典型步态右足趾离地和左全足底着地中产生较大应力,在左足跟着地、右足跟着地产生一定应力集中现象,左足趾离地时应力最小。结论：单臂外固定架治疗股骨粗隆间骨折,安全、有效,符合人体步行状态的生物力学要求。     

髋臼骨折术后个体化三维有限元模型的建立

目的 建立可靠的个体化髋臼骨折术后三维有限元模型,并对其进行力学分析.方法 选择髋臼双柱骨折患者1例行骨盆CT扫描,Mimics 10.01(Metarialise公司交互式医学影像控制系统)重建三维模型,Magic 9.9软件对模型进行面网格修饰,经体网格划分及附材质后构建个体化髋臼骨折术后有限元模型,导入有限元分析软件Abaqus 6.9加载并分析各部位应力特点.结果 建立了个体化髋臼骨折术后三维有限元模型.加载并行有限元分析结果表明应力沿骶髂关节向前后柱传导,左右侧髋臼前壁、臼顶负重区、髋臼后壁出现应力集中,且两侧应力均值无明显差异.与正常髋臼相应区域比较,发生骨折的髋臼在骨折线分布区出现明显应力增高,左侧正常髋臼应力均值为1.19 Mpa,右侧术后髋臼应力均值为1.48 Mpa,有明显差异.结论 利用Mimics建立的个体化髋臼骨折术后有限元模型,具有较高真实性和精确度,有限元法为髋臼骨折术后评价提供了一种有效的生物力学方法.