膝關(guān)節(jié)是人體所有關(guān)節(jié)中,構(gòu)造最為復(fù)雜的關(guān)節(jié),是維持人體運(yùn)動(dòng)最重要的生理結(jié)構(gòu)。由于膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜且運(yùn)動(dòng)量大,所以膝關(guān)節(jié)的傷病率遠(yuǎn)大于人體中的其他關(guān)節(jié)。建立符合實(shí)際的三維膝關(guān)節(jié)有限元模型,能夠準(zhǔn)確地了解膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)性質(zhì)和損傷機(jī)理,對預(yù)防膝關(guān)節(jié)疾病、運(yùn)動(dòng)損傷以及個(gè)性化膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)具有重要意義。但動(dòng)態(tài)模擬膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的研究較少,本文利用醫(yī)學(xué)影像處理軟件Mimics和有限元分析軟件Abaqus,構(gòu)建了自然膝關(guān)節(jié)和人工膝關(guān)節(jié)三維有限元模型,并通過兩種有限元模型動(dòng)態(tài)模擬膝關(guān)節(jié)的屈曲和步態(tài)運(yùn)動(dòng),研究分析膝關(guān)節(jié)在屈曲和步態(tài)運(yùn)動(dòng)下,脛-股關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特性和關(guān)節(jié)間的相對運(yùn)動(dòng)。具體工作內(nèi)容如下:（1）本文基于志愿者的膝關(guān)節(jié)CT掃描數(shù)據(jù),再利用Mimics、HyperMesh和Abaqus軟件,構(gòu)建出包含髕骨、股骨、脛骨、關(guān)節(jié)軟骨、半月板和主要韌帶在內(nèi)的完整自然膝關(guān)節(jié)有限元模型。再以自然膝關(guān)節(jié)模型為基礎(chǔ),根據(jù)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的規(guī)范要求,將膝關(guān)節(jié)假體組件安裝在膝關(guān)節(jié)對應(yīng)的位置,進(jìn)而建立出人工膝關(guān)節(jié)三維有限元模型。并通過與其他研究學(xué)者的實(shí)驗(yàn)和有限元模型結(jié)果進(jìn)行對比,證實(shí)本研究模型的有效性。（2）對自然膝關(guān)節(jié)有... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 自然膝關(guān)節(jié)模型研究進(jìn)展
        1.2.2 人工膝關(guān)節(jié)模型研究進(jìn)展
    1.3 本論文的主要工作
第二章 人體膝關(guān)節(jié)解剖學(xué)
    2.1 骨組織的解剖結(jié)構(gòu)和功能
    2.2 軟組織的解剖結(jié)構(gòu)和功能
        2.2.1 關(guān)節(jié)軟骨
        2.2.2 半月板
        2.2.3 膝關(guān)節(jié)韌帶
    2.3 膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特性
    2.4 膝關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動(dòng)
第三章 膝關(guān)節(jié)有限元模型的構(gòu)建
    3.1 自然膝關(guān)節(jié)的有限元建模
        3.1.1 膝關(guān)節(jié)幾何模型的建立和網(wǎng)格劃分
        3.1.2 膝關(guān)節(jié)有限元模型的建立
    3.2 人工膝關(guān)節(jié)的有限元建模
        3.2.1 人工膝關(guān)節(jié)假體的幾何模型
        3.2.2 膝關(guān)節(jié)假體的網(wǎng)格劃分以及TKA有限元模型的建立
    3.3 本章小結(jié)
第四章 膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的有限元分析
    4.1 模型的驗(yàn)證
    4.2 自然膝關(guān)節(jié)的有限元模擬及分析
        4.2.1 屈膝0°-60°的模擬分析
        4.2.2 步態(tài)模擬分析
    4.3 人工膝關(guān)節(jié)的有限元模擬及分析
        4.3.1 屈膝0°-60°的模擬分析
        4.3.2 步態(tài)模擬分析
    4.4 討論與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 本文工作
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：2944650