本文關(guān)鍵詞：膝關(guān)節(jié)數(shù)字化骨形態(tài)學(xué)研究及假體設(shè)計(jì)

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【摘要】：目前人工膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)中使用的大多數(shù)假體，是根據(jù)膝關(guān)節(jié)醫(yī)學(xué)解剖所獲得的幾何外型尺寸，以及假體的手術(shù)后穩(wěn)定性與運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的。因此，膝關(guān)節(jié)骨幾何學(xué)與形態(tài)學(xué)的研究，是假體設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)內(nèi)容。測量截骨前后膝關(guān)節(jié)股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，是設(shè)計(jì)出符合亞洲人群膝關(guān)節(jié)的解剖型人工假體的一個(gè)重要方向。 本論文利用數(shù)字化和CT掃描技術(shù)，對正常膝關(guān)節(jié)截骨前后股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端各特征參數(shù)，進(jìn)行了測量和研究，建立了膝關(guān)節(jié)數(shù)字模型數(shù)據(jù)庫，探討了各參數(shù)相互關(guān)系，，以及歸一化標(biāo)準(zhǔn)化了膝關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并以此為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合良好的假體設(shè)計(jì)理念和方法，設(shè)計(jì)出適合的膝關(guān)節(jié)假體。 首先利用CT掃描及三維重建技術(shù)，獲得膝關(guān)節(jié)股骨和脛骨三維模型及形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，分析了膝關(guān)節(jié)的解剖形態(tài)，為制作膝關(guān)節(jié)假體提供了一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。通過對正常膝關(guān)節(jié)進(jìn)行CT掃描，應(yīng)用Mimics10.01進(jìn)行膝關(guān)節(jié)三維重建，定位、模擬截骨脛骨近端，測量股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端各參數(shù)，結(jié)果用統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS Statistics19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理，最終建立了膝關(guān)節(jié)數(shù)字模型數(shù)據(jù)庫，探索了膝關(guān)節(jié)各特征參數(shù)的相互關(guān)系，為膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)提供了形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)。 基于骨形態(tài)學(xué)的研究，考慮膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，膝關(guān)節(jié)的主要特征參數(shù)，影響人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的關(guān)鍵因素，以及良好的假體設(shè)計(jì)理念和方法，使用Pro-e進(jìn)行膝關(guān)節(jié)假體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了股骨組件、脛骨平臺組件及脛骨平臺襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 基于上述假體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，應(yīng)用ANSYS Workbench14.0對膝關(guān)節(jié)假體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行仿真靜力學(xué)分析，分析不同屈膝角度下的假體模型應(yīng)力應(yīng)變情況，并完成假體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并且探索出假體設(shè)計(jì)的一種良好方法。
【關(guān)鍵詞】：三維重建 膝關(guān)節(jié) 骨形態(tài)學(xué) 假體設(shè)計(jì) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題概述8-9
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 研究內(nèi)容11-13
• 2 膝關(guān)節(jié)骨形態(tài)建模及測量13-26
• 2.1 膝關(guān)節(jié)三維建模13-17
• 2.2 膝關(guān)節(jié)股骨及脛骨特征參數(shù)測量17-18
• 2.3 膝關(guān)節(jié)股骨、脛骨各參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析18-26
• 3 膝關(guān)節(jié)假體三維造型設(shè)計(jì)26-38
• 3.1 假體方案設(shè)計(jì)26-34
• 3.2 假體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-38
• 4 膝關(guān)節(jié)假體力學(xué)分析38-50
• 4.1 前言38
• 4.2 有限元分析基本參數(shù)設(shè)置38-40
• 4.3 不同屈膝角度的假體靜力學(xué)分析40-49
• 4.4 總結(jié)與分析49-50
• 5 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 全文總結(jié)50-51
• 5.2 研究展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄56

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張虎,李滌塵,孫明林,王臻,盧鳳蘭;定制化單側(cè)膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)與快速制造方法研究[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2003年04期

2 張美超,趙衛(wèi)東,原林,李鑒軼,唐雷,鐘世鎮(zhèn);建立數(shù)字化虛擬中國男性一號膝關(guān)節(jié)的有限元模型[J];第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年06期

3 潘哲爾;黃加張;顧湘杰;丁祖泉;張純武;葉澄宇;李建策;;磁共振影像膝關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立[J];中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志;2006年04期

4 許玉林,孫允高,張春林;膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型的研究進(jìn)展[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;2004年01期

5 孫明舉 ,王巖 ,陳繼營 ,楊曉光 ,蔣向華 ,劉劉 ,崔健;國人正常膝關(guān)節(jié)幾何學(xué)及其參數(shù)的測量[J];解放軍醫(yī)學(xué)雜志;2002年12期

6 周飛虎,王巖,周勇剛,崔建;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在膝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用[J];軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報(bào);2004年05期

7 王西十,白瑞蒲;關(guān)于人膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀[J];力學(xué)進(jìn)展;1999年02期

8 何毓玨;馮明光;徐長明;王成燾;;膝關(guān)節(jié)矢狀面機(jī)構(gòu)模型[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2006年02期

9 劉斯?jié)?冷曉明,黃力;3D-FS-SPGR序列結(jié)合三維重建技術(shù)在膝關(guān)節(jié)軟骨病損診斷中的應(yīng)用[J];實(shí)用放射學(xué)雜志;2002年11期

10 鮑春雨;孟慶華;;基于有限元法人體膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)模型的建立與分析[J];武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào);2010年05期

本文編號：880339