本文關(guān)鍵詞：成骨指數(shù)對兒童股骨頭骺滑脫的有限元分析

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【摘要】：股骨頭滑脫又稱股骨頭骺滑脫(slipped capital femoral epiphysis,SCFE),這種疾病常常發(fā)生于10~15歲的肥胖青少年,尤其是男孩,其中少數(shù)患者為急性發(fā)病,通過CT圖像技術(shù)分析發(fā)現(xiàn),股骨頭骺滑脫主要表現(xiàn)為股骨頭骨骺相對股骨頸向后側(cè)和內(nèi)側(cè)偏移,而骨股骨頭仍位于髖關(guān)節(jié)髖臼內(nèi),該病原因目前尚不明確,但可能與兒童體重,兒童股骨骺生長板力學(xué)性能的改變有關(guān)。股骨骺滑脫作為常見的青少年髖關(guān)節(jié)疾病,近年來在我國發(fā)病率有所上升,如果治療不及時很可能會發(fā)生骨骺的無血性壞死和萎縮,從而導(dǎo)致兒童殘疾,因此加深對股骨骺滑脫的了解和認(rèn)識對于該病癥的成因以及治療都有重要意義。近年來,隨著加深對兒童股骨骺滑脫的研究,許多的專家學(xué)者都針對股骨頭骺滑脫的成因提出了自己的觀點(diǎn),他們認(rèn)為兒童股骨頭骨骺生長板處成骨指數(shù)OI(osteogenic index)的分布異常是導(dǎo)致股頭骨骺滑脫的重要原因。本論文使用了真實(shí)的兒童近端股骨CT數(shù)據(jù)生成有限元模型,該模型為人們了解兒童近端股骨的構(gòu)造,生物力學(xué)特性等提供一定依據(jù)。為了在有限元軟件中計算得到成骨指數(shù)(osteogenic index)的分布情況,本文利用Fortran編程語言對有限元軟件進(jìn)行了二次開發(fā),編寫得到計算成骨指數(shù)的程序,并將兒童在正常行走過程中82個步態(tài)下的髖關(guān)節(jié)作用力施加在股骨頭上,并通過改變著82個步態(tài)力的大小來模擬超重兒童和肥胖兒童體重對成骨指數(shù)的影響,通過改變82個步態(tài)髖關(guān)節(jié)作用力的作用點(diǎn)來模擬兒童在跛行中對股骨骺生長板成骨指數(shù)分布的影響,另外本文還通過改變股骨骺生長板的楊氏模量,來模擬一些其他疾病可能帶來的生長板生物力學(xué)性能的改變和這些改變對成骨指數(shù)值分布的影響。最后將本文結(jié)果與文獻(xiàn)中的結(jié)果進(jìn)行對比,獲得了較高的一致性。
【關(guān)鍵詞】：兒童股骨頭骺滑脫 股骨頭骺生長板 成骨指數(shù) 步態(tài)力 有限元模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R726.8;R318.01
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 研究的目的及意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 兒童股骨頭骺滑脫的機(jī)理14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 兒童近端股骨的特性和生長機(jī)理14-19
• 2.2.1 兒童近端股骨的結(jié)構(gòu)特性14-17
• 2.2.2 兒童近端股骨的力學(xué)特性17-18
• 2.2.3 兒童股骨生長板生長發(fā)育過程18-19
• 2.3 影響股骨生長板正常發(fā)育的因素19-21
• 2.3.1 激素影響19
• 2.3.2 疾病影響19
• 2.3.3 營養(yǎng)影響19-20
• 2.3.4 力學(xué)影響20-21
• 2.4 通過成骨指數(shù)預(yù)測股骨頭骺滑脫21
• 2.5 股骨骺滑脫的圖像分析21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 兒童近端股骨模型的建立23-37
• 3.1 引言23
• 3.2 兒童近端股骨有限元模型的建立23-27
• 3.2.1 利用CT圖像生成三維實(shí)體模型23-25
• 3.2.2 兒童近端股骨有限元模型25-27
• 3.3 數(shù)據(jù)的分析與整理27-31
• 3.3.1 股骨近端力學(xué)參數(shù)27
• 3.3.2 步態(tài)分析27-28
• 3.3.3 步態(tài)力分析28-31
• 3.4 利用UMAT子程序編寫成骨指數(shù)計算式31
• 3.5 坐標(biāo)系的確定31-34
• 3.6 邊界條件與荷載的施加34-36
• 3.7 本章小節(jié)36-37
• 第4章 有限元模擬結(jié)果37-51
• 4.1 引言37
• 4.2 體重對成骨指數(shù)的影響37-41
• 4.3 彈性模量對成骨指數(shù)的影響41-47
• 4.4 髖關(guān)節(jié)力作用位置對成骨指數(shù)的影響47-49
• 4.5 結(jié)果對比49
• 4.6 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1112719