【摘要】：牽張成骨(distraction osteogenesis,DO)已有近百年歷史,最早用于四肢長骨的牽張延長。上世紀70年代初期,Snyder等人首先進行了下頜牽張成骨的實驗研究,近十年來,利用牽張成骨技術(shù)進行頜骨缺損修復(fù)以及頜骨延長的研究取得了長足的進步。鎳鈦記憶合金牽引器經(jīng)動物實驗證明其能有效的進行下頜骨的增高和延長。為了進一步獲得力量更持續(xù)、超彈性范圍更大的牽引器,我們設(shè)想借助有限元的方法建立牽引器的有限元模型,并探討實現(xiàn)有限元模型的動態(tài)可視化的方法,為牽引器的計算機輔助設(shè)計(computer aided design,CAD)奠定基礎(chǔ)。 不完全截骨牽引成骨重建犬下頜骨節(jié)段缺失的實驗取得了成功,為進一步研究怎樣控制截骨;怎樣控制牽引方向不發(fā)生偏差;下頜骨各部位受牽引力的影響會發(fā)生哪些變化,能否導(dǎo)致關(guān)節(jié)紊亂的發(fā)生等問題,我們設(shè)想建立其有限元模型,從生物力學(xué)角度對這些問題進行深入研究。本研究共分為四部分: 第一部分 用于計算機輔助設(shè)計的鎳鈦記憶合金牽引器有限元模型的建立 目的:探討一種用于計算機輔助設(shè)計的鎳鈦記憶合金(NTMA)牽引器有限元模型的建立方法。 方法:用Pro/E軟件建立一個具有正弦波形、波長為60mm,振幅為10mm的鎳鈦記憶合金牽引器的幾何模型,導(dǎo)入Marc軟件,對其進行幾何修復(fù)后生成實體單元,并按實際模擬邊界條件,按鎳鈦合金定義初始條件和材料特性,最終得到鎳鈦記憶合金牽引器有限元模型。 結(jié)果:建立了用于計算機輔助設(shè)計的鎳鈦記憶合金牽引器有限元模型,可以預(yù)測一定形狀的牽引器在變形過程中(各時段)其本身結(jié)構(gòu)中各節(jié)點、
【圖文】：

變形恢復(fù)到原長的卸載情況。對于牽引器的有限元模型在變形過程中其本身結(jié)構(gòu)中各點所受的應(yīng)力情況，也可通過圖形等數(shù)據(jù)的輸出而清晰的反映出來(圖4)。討論有限元建模是有限元分析所必須的數(shù)據(jù)前置處理過程，也是有限元方法在實際應(yīng)用中的主要困難。經(jīng)驗表明，有限元建模在整個有限元分析工作量中占70%一80%左右，因此，如何快速、準確、高質(zhì)量地進行自動化的有限元建模，，一直是計算固體力學(xué)的重要研究方向。CAD是信息技術(shù)和設(shè)計技術(shù)密切結(jié)合而形成的一門高新技術(shù)。它對于提

數(shù)值越大，顏色越暗。共得到52幅有限元模型的瞬時應(yīng)力云圖(包括兩張初始狀態(tài)的云圖)鎳欽記憶合金牽引器從最大變形到恢復(fù)原狀的卸載過程見圖1。2動態(tài)可視化應(yīng)力云圖的顯示把當前步變形后產(chǎn)生的靜態(tài)云圖覆蓋上一步的云圖，同時牽引器模型也發(fā)生響應(yīng)的位移，這樣就實現(xiàn)了場量變化的動態(tài)模擬。(見powerpoint的動畫顯示)討論目前，三維FEA分析廣泛用于與醫(yī)學(xué)有關(guān)的材料、器械、術(shù)式等等的創(chuàng)新中，它是全面描繪非均質(zhì)性和具有不規(guī)則幾何形態(tài)材料所受應(yīng)力的唯一方法，為診斷、手術(shù)計劃的制定、解剖組織研究、生理參數(shù)測量等提供有效的信息，它帶來的是精確的計算和勞動的極大節(jié)約。同時，將產(chǎn)生大量的數(shù)字信息，如何對這些數(shù)據(jù)進行有效的處理是設(shè)計者關(guān)心的問題，科學(xué)計算的動態(tài)可視化正是不斷改進的方向之一
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍醫(yī)進修學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：R782

【引證文獻】

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1 李巖峰;范麗娜;胡敏;劉軍;徐侖;楊文芳;;有限元分析犬下頜不全截骨牽張時特定標志點位移情況[J];中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2008年01期

本文編號：2710154