尺骨茎突骨折有限元模型的建立与力学分析

目的:模拟尺骨茎突骨折的机制,构建包括主要骨骼和韧带的尺骨茎突骨折的有限元模型,为尺骨茎突骨折的基础及临床研究提供可靠的工具。方法:基于正常人体腕关节的CT影像及各组织解剖特点、材料参数,建立筋骨结构完整的腕关节三维有限元模型;然后根据尺骨茎突骨折的相关特点,进行截骨造模,建立筋骨结构完整的尺骨茎突骨折有限元模型,计算和分析下尺桡关节的应力分布、相对位移变化及尺骨茎突骨折端位移变化情况。结果:建立了387 763个节点,1 094 717个单元的骨骼、软骨、韧带、骨间膜等结构完整的尺骨茎突骨折有限元模型,不同工况下计算得出的下尺桡关节的应力分布、相对位移变化及尺骨茎突骨折端位移变化情况与临床实际符合。结论:建立的腕关节三维有限元模型可用于尺骨茎突骨折的力学机理分析,计算出的下尺桡关节的应力分布、相对位移变化及尺骨茎突骨折端位移变化情况符合临床中尺骨茎突骨折分型的描述,可用于尺骨茎突骨折力学变化的可视化分析及临疗效评估研究。