肱骨骨折的三维有限元分析与内固定植入物的选择

目的 探讨三维建模及有限元分析对肱骨骨折治疗的临床意义，为肱骨骨折治疗轴向加载提供一定理论依据。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2729个结点，49041个单元，分析骨折断面轴线成30&;#176;，45&;#176;，90&;#176;及X，Y，Z3方向固定时肱骨轴向受压的应力分布及大小。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10mm左右，是其它应力区的两三倍。结论 肱骨骨折治疗中应视不同情况估算所需载荷大小以选择合适内固定植入物。     

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(shape memory conector,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。     

颧骨复合体骨折固定三维有限元模型的力学分析

目的 分析颧骨复合体骨折不同固定方式下功能负载时颧骨体上的应力分布情况,结合临床对各种固定方式进行评价.方法 在颧骨复合体骨折固定三维有限元模型上,加载模拟咀嚼肌及表情肌牵拉力,应用ANSYS软件分析7种不同固定方式下颧骨体上的应力分布情况.结果 单点固定时颧骨复合体上的应力主要集中在固定钛板周围,两点、三点固定时颧骨复合体上的应力进一步分散.结论 采用单点、两点或三点固定颧骨复合体都有获得稳定固定效果的可能.采用何种固定方式常结合颧骨体复位的手术入路决定,以最小手术创伤获得稳定固位效果为原则.     

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.     

三维有限元分析钢板内固定治疗跟骨骨折

背景：有多种钢板治疗跟骨骨折,但究竟哪种效果更好,目前尚无定论. 目的：在跟骨骨折三维有限元模型上模拟加载3种类型的钢板,观察比较应力、应变及移位等生物力学性能. 方法：在踝关节中立位和背伸20°位建立跟骨骨折三维有限元模型,分别模拟使用跟骨Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3种形状钢板对骨折进行固定,加载后计算内固定物自身的应力分布、骨骼的应力分布及骨折块间的移位程度. 结果与结论：①两种体位骨折模型3种固定方式下的钢板应力分布都不均匀,钢板前部应力水平均高于后部,Ⅰ型钢板的应力分布相对比较均匀.②两种体位骨折模型3种固定方式下跟骨的应力最大值均在跟骨前部,而正常跟骨最大应力值在跟结节处,Ⅰ型钢板固定跟骨骨折后骨骼的最大应力值均小于Ⅱ型、Ⅲ型钢板.③两种体位骨折模型3种固定方式下均发生了骨折块间的位移,其位移趋势是一致的.结果显示,与Ⅱ型、Ⅲ型钢板固定相比较,跟骨Ⅰ型钢板固定后所承受应力更小,且应力分布更均匀,较符合生物力学原理.     

不同植入物固定L1节段爆裂性骨折的三维有限元分析

背景：胸腰段椎体爆裂性骨折临床十分常见,通过前路或者后路内固定重建稳定是日前常用的方法,作者未A及有关内固定应力情况的相关报道。目的：通过三维有限元法分析在L1节段爆裂性骨折情况下前路钛网重建钉棒内固定和后路椎弓根内固定两种方式中内固定物应力的分布情况,并进行两种方式稳定性的比较。方法：选择1名健康男性志愿者,通过CT扫描和有限元软件建立T12-L2节段的三维有限元模型。在验证彳丁效的彳丁限元模型上分别模拟L1节段爆裂性骨折,建立前路L,节段钛网重建钉棒内固定模型（模型A）和后路短节段椎弓根钉棒内固定模型（模型B）,在各模型上施加载荷,观察内固定应力分布情况,进行稳定性的比较。结果与结论：建立T12-L2节段的三维有限元模型。两种内固定方式有限元模型_任不同载荷实验中,模型A应力：蔓婴集中在钛网区域,模型B应力主要集中在钉棒的交接处。模型A的稳定性优于后者,模型A的T12平而的甲均应力值小于模型B,差异有显著性意义（P〈0．01）。说明前路术后钛网发生沉降和后路术后钉棒处断裂均可能与局部应力集中有关。前路钛网重建钉棒内固定较后路椎弓根内固定稳定性更好。     

不同植入物固定L1节段爆裂性骨折的三维有限元分析

背景:胸腰段椎体爆裂性骨折临床十分常见,通过前路或者后路内固定重建稳定是目前常用的方法,作者未查及有关内固定应力情况的相关报道。目的:通过三维有限元法分析在L1节段爆裂性骨折情况下前路钛网重建钉棒内固定和后路椎弓根内固定两种方式中内固定物应力的分布情况,并进行两种方式稳定性的比较。方法:选择1名健康男性志愿者,通过CT扫描和有限元软件建立T12-L2节段的三维有限元模型。在验证有效的有限元模型上分别模拟L1节段爆裂性骨折,建立前路L1节段钛网重建钉棒内固定模型(模型A)和后路短节段椎弓根钉棒内固定模型(模型B),在各模型上施加载荷,观察内固定应力分布情况,进行稳定性的比较。结果与结论:建立T12-L2节段的三维有限元模型。两种内固定方式有限元模型在不同载荷实验中,模型A应力主要集中在钛网区域,模型B应力主要集中在钉棒的交接处。模型A的稳定性优于后者,模型A的T12平面的平均应力值小于模型B,差异有显著性意义(P<0.01)。说明前路术后钛网发生沉降和后路术后钉棒处断裂均可能与局部应力集中有关。前路钛网重建钉棒内固定较后路椎弓根内固定稳定性更好。     

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ANSYS 10.0,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6 292,总节点数为10 232.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。     

脊柱颈胸结合部有限元模型的建立

目的：建立脊柱颈胸结合部椎体的三维有限元模型,以期应用于指导临床实践以及作为体外生物力学实验研究的有益补充。方法：通过对正常人的CT薄层扫描获得的原始DICOM数据图像,采用Mimic10.01软件进行数据处理,进行骨质的三维重建,使用Magic 9.9改良建立的模型,导入ANYSY 10.0软件进行计算机模拟仿真生物力学研究。结果：所建模型外观逼真,几何相似性好。三维重建结构可单独或联合显示,甚至可以进行任意结构的取舍,重建结构的任意径线及角度均可以适当的三维测量。结论：该模型的结构完整,空间结构测量准确度高,单元格划分精细重点突出,较为准确地模拟了脊柱颈胸结合部的生物力学特点,为临床医生对脊柱颈胸交界区的三维有限元模型的建立提供了一种便捷而精确的方法,为计算机分析及研究该模型局部结构在各种受力情况下的生物力学表现创造了条件。     

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。     

儿童肱骨三维有限元建模及验证☆

背景：有限元数值模拟力学实验方法是对人体进行生物力学结构研究的有效手段。目的：建立正常6岁健康儿童肱骨的三维有限元模型。方法：使用某6岁儿童志愿者的人体CT数据,导入到Mimics 10.01软件中,应用阈值分割的方法进行肱骨三维重建。运用Geomagic Studio 12.0对模型表面进行表面优化处理及曲面片的划分,然后使用TrueGrid软件进行网格划分,最后对其进行材料属性赋值,完成有限元模型的构建。施加边界条件及约束,模拟肱骨的三点弯曲试验,输出模拟结果。结果与结论：建立完成的肱骨有限元模型包括3024个节点,8节点六面体单元1875个,实验分别加载0.01 m/s和3m/s的动态载荷,肱骨中部均发生断裂,载荷-位移曲线与尸体试验结果近似。模拟结果显示,儿童肱骨的有限元模型仿真结果与尸体试验结果较为接近,有限元仿真法可以很好的模拟人体骨骼的物理特性。     

肱骨髁上骨折需要手术探查神经的临床观察

目的:探讨微创治疗伴有神经损伤的肱骨髁上骨折的临床效果及需要手术探查神经的初步研究。方法:选取2017年8月至2020年9月期间就诊于山西省儿童医院骨科的34例肱骨髁上骨折伴有神经损伤的儿童患者,进行病例回顾性分析,闭合复位克氏针固定及小切口手术探查损伤神经,进行6个月~3年的随访,随访时间(2.15±0.49)年,根...     

儿童伸直型肱骨髁上骨折的三向牵引治疗

Supracondylarfractureofhumerusinchildrenismostcommonfracturesinupperlimbinthechildren，italwayshappenedbetween５and８years，extentiontypeproportionisabove９０％．Itstherapymethodshaveplasterorsplintfixationaftermaneuverreduction，ole－cranonofulnarbonetractionaddingsidearmskintractionoropenreduction．Minoritycasesoffracturescomplicatedbloodvesselornerveinjury，majorityauthorsstillsuggestconservativetherapy，butfewreportsselectedpreferablyopenreductionandinternalfixation．Wehavecarriedoutthree…     

肱骨髁上骨折五种治疗方法的生物力学研究及疗效评价

目的 :从肱骨髁上骨折多种治疗方法中筛选一种最佳方法。方法 :采用经防腐处理的儿童离体上肢 10具 ,制成肱骨髁上骨折模型 ,用钢针张力带 ,交叉钢针 ,牵引固定 ,夹板或石膏固定 ,经纵向及偏轴加载后测出各种固定时骨折的稳定性及内固定物的抗弯及抗旋转强度 ;并回顾评定 1984～ 2 0 0 1年 64 8例肱骨髁上骨折治疗效果。结果 :张力带钢针最稳定 ,承载最大 ,其次是交叉钢针、牵引 ,石膏夹板固定最差。结论 :肱骨髁上骨折应首选钢针张力带固定     

下颌第一恒磨牙三维有限元模型的建立

目的 建立合理而精确的下颌第一恒磨牙三维有限元模型。方法通过螺旋CT扫描的方法,利用PhotoShop等图像处理软件,通过特定的SolidWorks2010有限元软件建立下颌第一恒磨牙的三维有限元模型。结果准确地建立了牙釉质、牙本质、髓腔、牙槽骨、牙周膜等组织形态的三维有限元模型。结论本实验建模方法可行性强,方便快捷,具有良好的生物力学与几何相似性,为临床口腔医师提供了一种简捷而精确的有限元建模方法。