髖骨的三維重建技術(shù)與生物力學(xué)仿真研究
本文選題:生物力學(xué) + 三維重建 ; 參考:《中北大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:中老年人由于骨量的缺失特別容易導(dǎo)致髖骨骨折,手術(shù)治療后國人因受傳統(tǒng)思想:"傷筋動骨一百天"的影響,拒絕進行康復(fù)鍛煉。長期臥床休息可能會導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生、也可能會引發(fā)尿路感染、肺部感染、褥瘡等一系列的并發(fā)癥?茖W(xué)的康復(fù)鍛煉非但不會加重病情,反而利于患者的康復(fù)。為了使康復(fù)鍛煉更加科學(xué)及改變患者對傳統(tǒng)思想不恰當?shù)睦斫?實驗采用計算機數(shù)字技術(shù)與骨科臨床結(jié)合研究了術(shù)后髖骨應(yīng)力變化,并在此基礎(chǔ)上探索了數(shù)字化骨科的應(yīng)用。由于人體解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運動條件復(fù)雜、組織材料屬性多樣及邊界條件不能完全確定,目前完全復(fù)制出病灶個體標本及工作環(huán)境還很困難。為了構(gòu)建更為精準的生物力學(xué)仿真模型,實驗基于患者骨盆DICOM數(shù)據(jù),進行三維重建并打印髖骨實體,并通過AnyBody軟件的步態(tài)運動反求出髖骨的所受的約束、載荷、邊界條件、肌肉力及關(guān)節(jié)力,聯(lián)合Abaqus進行求解。結(jié)果顯示髖骨受力比較平衡,生物力學(xué)改變不明顯,患者可以進行正常的康復(fù)鍛煉。為個體患者的功能康復(fù)及鍛煉提供了理論指導(dǎo),并為今后髖骨的生物力學(xué)仿真提供了經(jīng)驗和研究基礎(chǔ),同時也延伸了 CT三維重建技術(shù)在數(shù)字化骨科的應(yīng)用。
[Abstract]:Due to the lack of bone mass, the middle-aged and the elderly are especially apt to lead to hip fracture. After the operation, the Chinese refused to take rehabilitation exercise because of the influence of the traditional thought: "injure muscles and bones for 100 days." Prolonged bed rest may lead to cardiovascular disease, as well as urinary tract infections, lung infections, bedsore and a series of complications. Scientific rehabilitation exercise not only does not aggravate the illness, but is beneficial to the rehabilitation of patients. In order to make the rehabilitation exercise more scientific and to change the patients' improper understanding of the traditional thinking, the experiment used the computer digital technology and orthopedic clinic to study the hip stress changes after operation, and then explored the application of digital orthopedics. Due to the complex anatomical structure of human body, the complex movement conditions, the diversity of tissue material properties and the uncertainty of boundary conditions, it is still very difficult to copy out the individual specimen and working environment of the lesion completely at present. In order to build a more accurate biomechanical simulation model, based on the DICOM data of the pelvis of the patient, the experiment reconstructed the hip body and printed the hip body. The constraints, loads and boundary conditions of the hip were obtained by the gait motion of any body software. Muscle force and joint force were solved with Abaqus. The results showed that the hip was relatively balanced, the biomechanical changes were not obvious, and the patients could undergo normal rehabilitation exercise. It provides theoretical guidance for functional rehabilitation and exercise of individual patients and provides experience and research basis for biomechanical simulation of hip bone in the future. It also extends the application of three-dimensional CT reconstruction technology in digital orthopaedics.
【學(xué)位授予單位】:中北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:R687;TP391.9
【相似文獻】
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本文編號:2082136
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