【摘要】：目的:本課題主要通過建立不同髖臼前傾角的髖關(guān)節(jié)三維模型,利用有限元的技術(shù)分析不同髖臼前傾角的髖骨與股骨關(guān)節(jié)接觸面應(yīng)力值的大小以及軟骨表面應(yīng)力分布情況,進(jìn)一步了解髖臼前傾角變化對(duì)髖關(guān)節(jié)軟骨生物力學(xué)的影響,探討髖臼前傾角在髖股撞擊癥的臨床意義。方法:選擇一位健康的成年女性志愿者進(jìn)行雙源CT斷層掃描以獲得影像學(xué)圖像數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)以Dicom格式直接導(dǎo)入Mimics醫(yī)學(xué)處理軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模,利用3-Matic處理軟件創(chuàng)建髖臼前傾角0°、5°、10°、15°的三維實(shí)體模型并進(jìn)行角度測(cè)量驗(yàn)證,其次以STL格式將模型導(dǎo)入Geomagic design X逆向工程軟件進(jìn)行三角面片網(wǎng)格優(yōu)化并生成三維幾何模型,再以Parasolid格式導(dǎo)入有限元處理軟件Hypermesh中構(gòu)建不同髖臼前傾角的三維有限元模型,分別定義材料屬性、邊界條件并賦予五種步態(tài)周期時(shí)相及坐下-起立最大屈髖位時(shí)相的載荷條件,最后導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行模擬運(yùn)算,分析不同髖臼前傾角的髖關(guān)節(jié)表面軟骨的接觸力學(xué)。結(jié)果:1、在正常的步態(tài)周期加載期間,髖臼前傾角15°時(shí),對(duì)應(yīng)腳跟落地、單腿開始支撐、單腿支撐中期、單腿結(jié)束支撐、雙腿支撐等五個(gè)時(shí)相點(diǎn)的髖臼軟骨Von Mises應(yīng)力峰值分別為3.595 MPa、3.904 MPa、4.543 MPa、3.307 MPa、3.484 MPa,股骨頭軟骨Von Mises應(yīng)力峰值分別為4.047 MPa、4.472 MPa、4.776MPa、3.101 MPa、3.169 MPa,應(yīng)力值均在正常范圍內(nèi),其他髖臼角度的應(yīng)力變化趨勢(shì)與上述一致,且應(yīng)力峰值無明顯差異。不同髖臼前傾角的軟骨面應(yīng)力峰值與應(yīng)力分布在一個(gè)完整步態(tài)周期中無顯著區(qū)別,接觸應(yīng)力主要分布于髖臼與股骨頭軟骨前上方。2、在坐下-起立最大屈髖位加載過程中,起立時(shí)相前傾角0°、5°、10°、15°髖臼軟骨Von Mises應(yīng)力峰值分別為6.403 MPa、5.722 MPa、4.985 MPa、4.108MPa,股骨頭軟骨Von Mises應(yīng)力峰值分別為7.443 MPa、6.161 MPa、5.168 MPa、4.141 MPa。坐下時(shí)相不同髖臼前傾角度的軟骨面應(yīng)力峰值與變化趨勢(shì)與上述一致。不同前傾角的軟骨面在坐下-起立屈髖90°時(shí)應(yīng)力峰值有顯著差異,髖臼前傾角0°軟骨面最大壓力峰值約為前傾角15°的1.797倍,雖仍在正常軟骨應(yīng)力值范圍內(nèi),但接近上限值,接觸壓力也主要分布于髖臼與股骨頭軟骨前上方,但出現(xiàn)局部應(yīng)力集中。結(jié)論:1.本課題基于髖關(guān)節(jié)CT斷層圖像數(shù)據(jù),利用不同計(jì)算機(jī)處理軟件,準(zhǔn)確構(gòu)建出了髖臼前傾角0°、5°、10°、15°的髖關(guān)節(jié)三維幾何模型和有限元模型,為研究髖關(guān)節(jié)接觸面軟骨的生物力學(xué)提供了幫助。2.針對(duì)髖臼前傾角減小的人群,長(zhǎng)期過度屈髖運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)接觸面生物力學(xué)改變的重要因素,過高的軟骨接觸應(yīng)力及異常的應(yīng)力分布可能是引起撞擊癥出現(xiàn)軟骨磨損剝離并最終導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的生物力學(xué)機(jī)制。
【圖文】：

13]，股骨髖臼撞擊是髖關(guān)節(jié)早期雖然對(duì) OA 產(chǎn)生及進(jìn)展的詳細(xì)病理的改變是重要因素[14]，過高的關(guān)節(jié)脫分離。已有研究[15,16]分析異常 適圓周半徑點(diǎn)連線和股骨頭頸軸線線和水平線垂線的夾角）引起撞擊建異常髖臼前傾角的髖部三維有限未闡述髖臼前傾角的變化對(duì)髖關(guān)節(jié) CT 影像學(xué)數(shù)據(jù)，輔以不同計(jì)算機(jī)、15°的髖關(guān)節(jié)三維幾何模型和及坐下-起立時(shí)相下不同髖臼前傾而進(jìn)一步了解髖臼前傾角對(duì)撞擊癥

1-2 左上、左下、右上分別為髖關(guān)節(jié)冠狀位、矢狀位、橫斷位 CT 圖像，右下為三維模型視3 圖像分割及骨骼蒙板生成圖像分割是將所需要的組織或感興趣的區(qū)域從原始圖像中快速獨(dú)立出值分割是一種較好分割方法，根據(jù)骨骼與周圍軟組織密度不同（對(duì)應(yīng)圖度值的大小來表示），通過自動(dòng)和（或）手動(dòng)調(diào)整一定像素灰度值的范各個(gè)模型。設(shè)定合適的閾值是提取組織的關(guān)鍵，，閾值調(diào)整過高，將有較丟失，而閾值調(diào)整過低，圖像上將出現(xiàn)很多噪點(diǎn)，嚴(yán)重影響分割。在 M中利用閾值工具（Thresholding）對(duì) CT 圖像進(jìn)行調(diào)整，由于不同組織 ，在對(duì)話框中選擇預(yù)定義閾值界面為 Compact Bone（CT，Adult）：662-1可以手動(dòng)調(diào)整閾值范圍將骨骼輪廓盡可能包含在內(nèi)，而周圍軟組織盡可外，最后點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply），在三個(gè)平面圖像中生成骨骼蒙板（Mask斷面圖像，為了生成左側(cè)髖骨與左側(cè)股骨新的蒙板，先使用縮放工具（Z
【學(xué)位授予單位】：遵義醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R687.4;R318.01

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蒲超;張珊珊;李偉;吳青霞;吳輝;;聯(lián)合前傾角技術(shù)在發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位患者人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用[J];西部醫(yī)學(xué);2019年02期

2 盧濤;蔡賢華;丁然;;初次人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)髖臼假體前傾角的放置研究[J];華南國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志;2019年05期

3 孫衛(wèi)兵，周綏福，佟大勇;一種前傾角測(cè)量的新方法[J];大連醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);1994年02期

4 楊本濤,王振常,徐愛德,劉吉華,徐德永;正常成人髖臼前傾角的CT測(cè)量[J];臨床放射學(xué)雜志;2000年12期

5 陳樹祥;人工髓臼前傾角測(cè)定[J];中華骨科雜志;1994年04期

6 楊輝;韓永臺(tái);;量化骨盆矢狀面旋轉(zhuǎn)對(duì)髖臼前傾角影響的研究進(jìn)展[J];實(shí)用骨科雜志;2018年02期

7 李永獎(jiǎng);蔡春元;張力成;楊國(guó)敬;周德彪;彭茂秀;陳文良;趙章偉;;滿足日常生活活動(dòng)范圍的髖臼假體角度安全范圍及杯頸前傾角組合[J];中國(guó)骨傷;2011年11期

8 王友;董建東;薛文東;朱振安;戴\戎;;全髖置換術(shù)中髖臼過度擴(kuò)銼對(duì)髖臼緣骨量和前傾角的影響[J];醫(yī)用生物力學(xué);2006年01期

9 Marcovigi A;Ciampalini L;Perazzini P;胡孔足;;骨性關(guān)節(jié)炎全髖置換術(shù)術(shù)前股骨前傾角與術(shù)后前傾角對(duì)比分析:一項(xiàng)基于計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)的研究[J];臨床骨科雜志;2018年04期

10 李玉成;邢星;張福來;;中國(guó)北方人髖臼前傾角測(cè)量及臨床意義[J];齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2018年21期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 譚倫;羅小中;林旭;鄭仲良;朱世仁;;前后位X線片上髖臼杯前傾角的測(cè)量研究[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊(cè)）[C];2001年

2 王燎;艾松濤;朱振安;安介南;MORREY B.F.;戴\戎;;糾正體位對(duì)影像學(xué)臼杯前傾角測(cè)量的影響[A];第十屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國(guó)生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2012年

3 李永獎(jiǎng);蔡春元;張力成;楊國(guó)敬;周德彪;彭茂秀;陳文良;趙章偉;;滿足日常生活活動(dòng)范圍的髖臼假體安裝角度安全范圍及杯頸前傾角組合[A];2012年浙江省骨科學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

4 吳旭東;;人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中髖臼前傾角外展角與磨損的相關(guān)性研究[A];浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)分會(huì)30年慶典暨2011年浙江省骨科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2011年

5 丁然;;人工全髖關(guān)節(jié)置換(THA)髖臼假體是否應(yīng)該考慮髖臼原始前傾角[A];第三屆全軍創(chuàng)傷骨科學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2015年

6 李明;;LCP治療大齡兒童DDH及其影響療效因素的分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第八次全國(guó)小兒外科學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2010年

7 劉松國(guó);韓廣;;128層螺旋CT在成人髖臼外展角及前傾角測(cè)量中的臨床應(yīng)用研究[A];中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)影像專業(yè)委員會(huì)第十五次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)暨上海市中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)影像專業(yè)委員會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)暨《醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)的臨床應(yīng)用》國(guó)家級(jí)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班資料匯編[C];2017年

8 付鑫;馬信龍;馬劍雄;張清功;董寶康;;應(yīng)用有限元分析前傾角改變對(duì)股骨近端應(yīng)力分布的影響[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

9 端木群立;陸凱;邱小衛(wèi);黃東輝;趙琦輝;;手術(shù)體位與入路對(duì)臼杯安置失當(dāng)和脫位的影響[A];2006年浙江省骨科學(xué)術(shù)會(huì)議暨浙江省脊柱脊髓學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2006年

10 潘浩;肖魯偉;廖勝輝;;髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良髖臼假體外展角和前傾角的三維有限元模擬[A];浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)分會(huì)30年慶典暨2011年浙江省骨科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 徐海軍;高位脫位髖關(guān)節(jié)全髖關(guān)節(jié)置換髖臼的重建策略[D];武漢大學(xué);2016年

2 張經(jīng)緯;復(fù)合前傾角在DDH患者THA術(shù)中的應(yīng)用及相關(guān)研究[D];上海交通大學(xué);2014年

3 孫華強(qiáng);髖臼橫韌帶的解剖研究及其在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中參考價(jià)值的臨床研究[D];山東大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 邱士超;髖臼前傾角的變化對(duì)髖關(guān)節(jié)軟骨生物力學(xué)的影響[D];遵義醫(yī)科大學(xué);2019年

2 吳昊;骨盆旋轉(zhuǎn)的判斷及其對(duì)髖臼假體植入精確性的影響研究[D];南京大學(xué);2016年

3 陳康;一種新的在前后位X線片上測(cè)量髖臼假體前傾角的方法[D];河北醫(yī)科大學(xué);2018年

4 張志彬;聯(lián)合前傾角對(duì)髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)旋轉(zhuǎn)中心的指導(dǎo)意義[D];河北醫(yī)科大學(xué);2017年

5 李慶嵩;X線測(cè)量人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后髖臼假體前傾角的實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 金進(jìn)寶;基于CT三維重建的華南人髖臼前傾角測(cè)量分析及臨床意義[D];廣州醫(yī)科大學(xué);2014年

7 蘇濤;利用X線片測(cè)得股骨頸干投影角估算前傾角的實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2011年

8 朱彪;聯(lián)合前傾角在Crowe Ⅳ度發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

9 吳添龍;發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良（DDH）患兒髖臼前傾角的影像學(xué)研究[D];南昌大學(xué);2014年

10 閆棟;髖臼前傾與髖臼橫韌帶走行方向的關(guān)系的研究[D];山東大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2679257