本文關(guān)鍵詞：股骨三維重建與生物力學(xué)特性分析及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《杭州電子科技大學(xué)》 2012年

股骨三維非均質(zhì)建模及生物力學(xué)有限元分析研究

袁梅娟  

【摘要】：股骨是人體的重要支撐結(jié)構(gòu)，股骨受損和壞死是重大高發(fā)疾病，因此股骨的力學(xué)分析及修復(fù)技術(shù)是骨缺損研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。傳統(tǒng)假體置換技術(shù)雖可替代人體股骨，但其在臨床應(yīng)用中存在諸如免疫排斥反應(yīng)，假體脫落和個(gè)體化差異等系列問(wèn)題。而隨著組織工程技術(shù)和生物制造技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)制備支架來(lái)修復(fù)各類(lèi)骨缺損正成為一種新的修復(fù)方法。本課題基于組織工程中的新理論和技術(shù)，研究用計(jì)算機(jī)三維建模與有限元分析的方法重建和設(shè)計(jì)股骨模型，并用低溫沉積制造技術(shù)構(gòu)建股骨支架，建立能面向個(gè)體化股骨替換，克服傳統(tǒng)股骨修復(fù)技術(shù)缺陷的新技術(shù)。 研究首先分析比較了直接建模法、坐標(biāo)點(diǎn)建模法、組織切片建模法、基于醫(yī)學(xué)圖像建模三種建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了基于醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)法進(jìn)行三維股骨建模。通過(guò)CT掃描獲取正常人體股骨DICOM圖像，運(yùn)用Mimics三維重建軟件經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理，分離髖骨，髕骨與股骨，提取股骨信息，獲得人體股骨CAD模型，并對(duì)模型面網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化劃分，重建一個(gè)可供有限元分析的宏觀結(jié)構(gòu)與內(nèi)部構(gòu)造與真實(shí)股骨相近的股骨模型。 基于有限元分析技術(shù)，對(duì)重建模型進(jìn)行生物力學(xué)仿真分析，選擇solid10node92單元進(jìn)行體網(wǎng)格劃分�；诠晒遣馁|(zhì)分布的非均一性以及非線性特點(diǎn)，研究在材料賦值時(shí)的非均一劃分，運(yùn)用Mimics10.0中的FEA模塊附材質(zhì)功能，采用灰度值等間劃分法對(duì)股骨進(jìn)行材料賦值。模擬正常人體站立情況下不同載荷的受力結(jié)果，固定股骨下端，沿股骨頭方向?qū)晒鞘┘哟怪毕蛳碌妮d荷，最終得出股骨風(fēng)險(xiǎn)骨折范圍和非均質(zhì)制造數(shù)據(jù)。 最后本研究結(jié)合低溫沉積制造工藝，，利用三維重建后的人體股骨CAD模型制造人體股骨支架，并在股骨支架的制造過(guò)程中，通過(guò)對(duì)掃描密度和掃描方向的調(diào)控，制備了不同參數(shù)的股骨支架，對(duì)股骨支架的孔隙率進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合骨組織工程對(duì)孔隙率的要求。然后對(duì)股骨支架進(jìn)行力學(xué)特性表征，得出支架易損部位與生物力學(xué)有限元分析結(jié)果相符，結(jié)合有限元分析結(jié)果，進(jìn)行了三維非均質(zhì)股骨建模，對(duì)易損部位采取加強(qiáng)編織密度編織，最終獲得非均質(zhì)股骨支架模型。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：R318.01
【目錄】：

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5 趙程;可注射性羥基磷灰石骨水泥增強(qiáng)疏松轉(zhuǎn)子間區(qū)力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2005年

6 劉松;股骨頭缺血性壞死的表面置換與羥基磷灰石骨水泥植入術(shù)的實(shí)驗(yàn)與臨床研究[D];蘇州大學(xué);2001年

7 艾純?nèi)A;聯(lián)合應(yīng)用重組人骨保護(hù)素和磷酸鈣骨水泥增強(qiáng)骨質(zhì)疏松轉(zhuǎn)子間區(qū)力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2011年

8 魏利成;PRP促進(jìn)半月板白—白區(qū)損傷愈合及對(duì)股骨髁軟骨退變影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 仲照明;全髖關(guān)節(jié)置換中股骨和假體的三維重建及有限元分析[D];吉林大學(xué);2012年

2 王華;亞洲型股骨近端防旋髓內(nèi)釘治療老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折的臨床療效觀察[D];南方醫(yī)科大學(xué);2014年

3 李蘇皖;股骨上段三維有限元模型的建立和雙腿站立位應(yīng)力分布的研究[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2002年

4 季學(xué)斌;人工關(guān)節(jié)重建股骨上段骨腫瘤切除后骨缺損[D];浙江大學(xué);2010年

5 萬(wàn)寧軍;股骨上段組配式骨干假體的設(shè)計(jì)與生物力學(xué)分析及臨床應(yīng)用[D];天津醫(yī)科大學(xué);2013年

6 劉陸勇;股骨三維有限元模型的建立和初步生物力學(xué)分析及臨床意義[D];山東中醫(yī)藥大學(xué);2009年

7 李飛躍;兒童股骨上段有限元模型的建立及生物力學(xué)分析[D];南華大學(xué);2007年

8 葉志孟;股骨上段骨腫瘤保肢術(shù)中人工關(guān)節(jié)重建骨缺損[D];浙江大學(xué);2009年

9 陳承;髖關(guān)節(jié)置換術(shù)治療老年股骨頸骨折的臨床分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2010年

10 孫啟才;人工全髖關(guān)節(jié)置換治療高位發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位[D];浙江大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：股骨三維重建與生物力學(xué)特性分析及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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