【摘要】：橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)(Ortho-Bridge System,OBS)是昆明市延安醫(yī)院骨科自主研發(fā)一種能實現(xiàn)精準個性化骨科手術(shù)的新型內(nèi)固定系統(tǒng)。但是,要實現(xiàn)精準個性化骨科手術(shù)還面臨著以下兩個難題:(1)骨骼是有著高度個體差異的物體,且無法離體測量患者的骨骼的尺寸及力學性能參數(shù)等數(shù)據(jù);(2)目前尚無OBS組配方案的基礎(chǔ)研究,且醫(yī)生不具備工程力學的知識。這給精準個性化骨科手術(shù)中OBS組配方案的制定帶來了困難,針對這些問題,本文采用了有限元法(Finite Element Method,FEM)以輔助實現(xiàn)精準個性化骨科手術(shù)。鑒于目前尚無OBS組配方案的基礎(chǔ)研究且OBS的組配形式相當自由,在眾多的組配方案面前,研究多重因素下較適合患者的組配方案無疑是大海撈針。因此本文病例患者的選取上選擇了最簡單常見的脛骨斜形骨折,并只考慮患者術(shù)后兩足均勻站立時的狀況,目的是為了排除其它因素的影響,從而研究OBS組配方案中對其力學性能影響最大的兩個因素:(1)釘子的數(shù)量;(2)最靠近斷裂處的釘子與斷裂處的距離(以下簡稱為斷端間釘距)。在本文中,釘子的數(shù)量分為4個和6個,斷端間釘距分為5mm、10mm、15mm,從而找到較適合病例患者的OBS組配方案。要對骨骼及其固定物進行有限元分析,就要知道:(1)骨骼的受力情況;(2)患者獨有的骨骼力學性能和形狀尺寸。通過對經(jīng)典的生物力學研究,按照選擇的病例患者的體重,經(jīng)計算放大取整后,得到其雙足均勻站立下單邊脛骨關(guān)節(jié)面受力為500N,豎直向下。接著通過對現(xiàn)代的生物力學研究,以病例患者的CT影像作為依據(jù)將骨骼模型進行重建,再對重建模型劃分有限元單元網(wǎng)格,最后按CT影像上灰度值的大小將網(wǎng)格模型劃分成10個區(qū)域,并按經(jīng)驗公式分別對不同區(qū)域的有限元單元賦予材料屬性。有了以上準備,通過有限元計算出了6種不同組合方案的變形量與模型應(yīng)力狀態(tài)。4釘式的斷面間位移量分別為0.610mm、0.782mm、1.005mm,6釘式的斷面間位移量分別為0.520mm、0.758mm、0.948mm;4釘式的骨上最大應(yīng)力分別為312.89MPa、296.63MPa、421.61MPa,6釘式的骨上最大應(yīng)力分別為318.54MPa、244.50MPa、573.50MPa。綜合斷面間位移量與骨上最大應(yīng)力分析,采用6釘式斷端間釘距為10 mm的方案較為合理。在計算出有限元的結(jié)果后又輔以實驗法驗證了有限元的結(jié)果的有效性,最終輔助完成精準個性化骨科手術(shù),通過有限元分析可為日后個性化精準骨科手術(shù)的方案制定提供了技術(shù)指導,也為后續(xù)使用更復雜的OBS組配方案治療更復雜的骨折病情提供研究方向與最基本的理論依據(jù)。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R687.1
【圖文】：

圖 1.1 希波克拉底 圖 1.2 蓋倫Fig. 1.1 Hippocrates Fig. 1.2 Galen圖 1.1 是 Hippocrates，古希臘人，生活在約公元前 460 年至公元前 37Hippocratic Corpus》中記錄了四肢骨折、關(guān)節(jié)脫位手法復位夾板外固

蓋倫Fig.1.1HippocratesFig.1.2Galen

圖 1.3 拉力螺絲釘原則 圖 1.4 動力加壓接單元Fig. 1.3 Lag-screw technique Fig. 1.4 Dynamic compression pla關(guān)于第二條原則，在后期的發(fā)展中又進行了修改。起初，Charnley[4]年提出了膝關(guān)節(jié)加壓融合術(shù)，Danis[3]在 1949 年又提出了“骨片間加壓固概念。后來 AO 小組成立之初，總結(jié)其成員早期的理論提出了如圖 1.3 所4.5mm

【參考文獻】

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本文編號：2755819