本文關(guān)鍵詞：人工橈骨頭假體置換后肱橈關(guān)節(jié)接觸軌跡及力學(xué)特性變化的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的:應(yīng)用有限元方法對(duì)人工橈骨頭假體置換前后肱橈關(guān)節(jié)間接觸軌跡變化、應(yīng)力變化及接觸面積變化方面進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)人工橈骨頭假體設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。背景:肘關(guān)節(jié)損傷導(dǎo)致橈骨頭骨折的發(fā)生機(jī)制較為復(fù)雜,對(duì)于復(fù)雜的MasonⅡ、Ⅲ型橈骨頭骨折,行橈骨頭假體置換術(shù)后,肱骨外側(cè)髁與假體的接觸是否良好、是否有應(yīng)力集中、置換前后的接觸軌跡是否一致、置換后肘關(guān)節(jié)疼痛是否與應(yīng)力集中有關(guān)。同時(shí)肱橈關(guān)節(jié)在肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中接觸軌跡、應(yīng)力及接觸面積變化的測(cè)定不僅有助于了解橈骨頭骨折發(fā)生的機(jī)制,而且也為人工橈骨頭假體的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考。方法:選取健康、青年男性自愿者右肘關(guān)節(jié)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,首先通過(guò)臨床及X線檢查排除關(guān)節(jié)病變及畸形。利用高分辨率64排雙源螺旋CT對(duì)其右肘關(guān)節(jié)進(jìn)行掃描,以DICOM格式保存。以右肘關(guān)節(jié)CT掃描圖像為基礎(chǔ),應(yīng)用MIMICS軟件對(duì)肘關(guān)節(jié)進(jìn)行除噪,閾值分析等處理二次三維重建肘關(guān)節(jié),最終將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入Hyper Mesh軟件中。應(yīng)用Hyper Mesh軟件對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分、賦材料屬性、建立接觸對(duì)等處理,建立肱橈關(guān)節(jié)在0°、45°、90°、120°屈曲角度下的有限元接觸模型,并對(duì)模型進(jìn)行邊界限制及50N的生理載荷。以同樣的建模方法建立橈骨頭假體的有限元模型,同時(shí)模擬置換。通過(guò)Ansys有限元軟件計(jì)算橈骨頭假體置換前后,肱橈關(guān)節(jié)間在肘關(guān)節(jié)不同屈曲角度下的應(yīng)力,根據(jù)肱橈關(guān)節(jié)接觸面上的應(yīng)力分布推導(dǎo)出肱橈關(guān)節(jié)間接觸軌跡。結(jié)果:應(yīng)用有限元建模方法并根據(jù)接觸理論可建立肱橈關(guān)節(jié)接觸的有限元模型,其模型真實(shí)、有效。通過(guò)模擬肘關(guān)節(jié)屈伸狀態(tài)下力學(xué)分析,求解出肱橈關(guān)節(jié)間的應(yīng)力及應(yīng)力分布,根據(jù)應(yīng)力分布可知關(guān)節(jié)間的接觸軌跡和接觸面積變化。在肘關(guān)節(jié)屈曲過(guò)程中,橈骨頭關(guān)節(jié)面與肱骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面的接觸區(qū)域在0°時(shí)應(yīng)力分布于橈骨頭關(guān)節(jié)面的后外側(cè),分布于肱骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面的最前側(cè);在45°時(shí)應(yīng)力分布于橈骨頭關(guān)節(jié)面的前內(nèi)側(cè),其接觸面積最小,應(yīng)力最大,為11579.60KPa,分布于肱骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面的中間位置;在90°及120°時(shí)應(yīng)力分布于橈骨頭關(guān)節(jié)面的中心位置,分布于肱骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面的后側(cè);即在肘關(guān)節(jié)由0°到120°的屈曲過(guò)程中,橈骨頭關(guān)節(jié)面呈現(xiàn)由外后向前內(nèi)再向中心的變化趨勢(shì)。而肱骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面與橈骨頭關(guān)節(jié)面接觸區(qū)域呈現(xiàn)由前向后的變化趨勢(shì)。根據(jù)應(yīng)力-接觸的理論關(guān)系,在應(yīng)力分布圖上,黃色至紅色漸變區(qū)域?yàn)榻佑|區(qū)域。肱橈關(guān)節(jié)間接觸面積在肘關(guān)節(jié)屈曲的過(guò)程中呈現(xiàn)由大變小再變大的趨勢(shì)。肱橈關(guān)節(jié)間應(yīng)力值呈現(xiàn)由小變大再變小的趨勢(shì)。肘關(guān)節(jié)屈曲45°時(shí),接觸面積最小,應(yīng)力最大,為11579.60KPa。解剖型橈骨頭假體置換前后在肘關(guān)節(jié)屈曲90°范圍內(nèi)肱橈關(guān)節(jié)間接觸變化及力學(xué)特性一致。在90°~120°出現(xiàn)接觸軌跡變化及應(yīng)力集中,考慮肱骨外上髁與解剖型假體周?chē)枷萁佑|造成,可能是肘關(guān)節(jié)置換后肘關(guān)節(jié)疼痛的原因之一。結(jié)論:肱橈關(guān)節(jié)有限元接觸模型可以較好的分析和計(jì)算關(guān)節(jié)間接觸區(qū)域變化及應(yīng)力的變化。對(duì)肱橈關(guān)節(jié)進(jìn)行力學(xué)分析可知橈骨頭在肘關(guān)節(jié)的應(yīng)力傳導(dǎo)及穩(wěn)定性方面起到重要作用,當(dāng)橈骨頭骨折時(shí)應(yīng)盡量重建橈骨頭,避免橈骨頭切除后的并發(fā)癥。通過(guò)對(duì)本模型的計(jì)算,分析結(jié)果提示,應(yīng)避免在肘關(guān)節(jié)屈曲45°時(shí)受到較大暴力,啟示運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)加以保護(hù),以免造成關(guān)節(jié)損傷或者骨折的發(fā)生。橈骨頭假體置換符合肘關(guān)節(jié)的生物力學(xué)性能,對(duì)肘關(guān)節(jié)穩(wěn)定性及功能起重要作用。但是在肘關(guān)節(jié)屈曲90°~120°時(shí)出現(xiàn)肱橈關(guān)節(jié)接觸軌跡發(fā)生變化并且出現(xiàn)應(yīng)力集中,可對(duì)假體的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：橈骨頭 假體置換 有限元分析 運(yùn)動(dòng)軌跡
【學(xué)位授予單位】：大連醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R687.4
【目錄】：

• 中文摘要8-9
• 英文摘要9-12
• 前言12-13
• 對(duì)象與方法13-19
• 1 研究對(duì)象13-14
• 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備14
• 3. 方法14-19
• 3.1.數(shù)據(jù)的獲得14-15
• 3.2.建立肱橈關(guān)節(jié)模型15
• 3.3.對(duì)有限元模型賦材料屬性15-16
• 3.4.模擬橈骨頭假體置換16-17
• 3.5.關(guān)節(jié)接觸問(wèn)題17-18
• 3.6.邊界和載荷條件18-19
• 結(jié)果19-21
• 討論21-22
• 結(jié)論22-23
• 參考文獻(xiàn)23-28
• 綜述28-38
• 參考文獻(xiàn)33-38
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章情況38-39
• 致謝39-40

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫德立,李剛;創(chuàng)傷性肱橈關(guān)節(jié)滑囊血腫診斷與治療[J];中醫(yī)正骨;1997年05期

2 宓士軍;馬秀清;;肱橈關(guān)節(jié)炎的超聲診斷與綜合治療[J];中國(guó)矯形外科雜志;2007年21期

3 張靜哲;唐成林;;先天性尺骨遠(yuǎn)端缺如伴肱橈關(guān)節(jié)脫位一例[J];中華小兒外科雜志;2007年06期

4 薛永發(fā);環(huán)狀韌帶滑脫致肱橈關(guān)節(jié)絞鎖42例報(bào)告[J];骨與關(guān)節(jié)損傷雜志;1999年01期

5 崔健,王開(kāi)宏;肱橈關(guān)節(jié)滑膜嵌頓一例[J];中國(guó)骨傷;2002年08期

6 胡正言;急性肱橈關(guān)節(jié)滑膜嵌頓癥的診斷及治療[J];中國(guó)骨傷;1997年05期

7 張鐵鋼;肱橈關(guān)節(jié)脫位發(fā)病機(jī)制與治療探討[J];中國(guó)中醫(yī)骨傷科;1996年05期

8 孫客;唐盛平;徐江龍;于薇;劉丹;劉寶萍;韓鏡明;;兒童Monteggia′s骨折的治療選擇[J];中國(guó)矯形外科雜志;2008年08期

9 魏杰,田豐年,郭秀生;孟氏骨折伴橈神經(jīng)深支卡入肱橈關(guān)節(jié)一例[J];中華顯微外科雜志;2003年02期

10 王巖,黃炎標(biāo);先天性尺骨遠(yuǎn)端缺如伴肱橈關(guān)節(jié)脫位1例[J];中國(guó)矯形外科雜志;2000年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張敬東;陳華;溫宏;李彬;徐華梓;;輕度移位的兒童肱骨外髁骨折的超聲檢查評(píng)價(jià)[A];2005年浙江省小兒外科學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 田德宇;人工橈骨頭假體置換后肱橈關(guān)節(jié)接觸軌跡及力學(xué)特性變化的有限元分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2015年

2 朱胤晟;肱橈關(guān)節(jié)解剖及難治性網(wǎng)球肘的X線征象特征的研究[D];浙江中醫(yī)藥大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：人工橈骨頭假體置換后肱橈關(guān)節(jié)接觸軌跡及力學(xué)特性變化的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：340796