股骨頸前傾角改變對轉(zhuǎn)子間骨折PFNA固定術(shù)后的力學(xué)穩(wěn)定性影響的有限元分析
發(fā)布時間:2021-09-23 06:39
研究目的對于粉碎性轉(zhuǎn)子間骨折,術(shù)中難以實現(xiàn)骨折塊解剖復(fù)位,導(dǎo)致內(nèi)固定術(shù)后股骨前傾角改變。目前股骨頸前傾角改變與轉(zhuǎn)子間骨折PFNA內(nèi)固定術(shù)后穩(wěn)定性之間的關(guān)系尚不明確。本實驗通過三維有限元分析方法,研究前傾角改變對轉(zhuǎn)子間骨折PFNA內(nèi)固定術(shù)后力學(xué)穩(wěn)定性的影響,為骨科醫(yī)生處理股骨轉(zhuǎn)子間骨折提供參考意見。研究方法根據(jù)逆向工程原理,對正常人體完整股骨進(jìn)行醫(yī)學(xué)螺旋CT掃描成像,創(chuàng)建精準(zhǔn)的完整的正常股骨有限元三維數(shù)字模型;運用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,建立PFNA三維模型。模擬創(chuàng)建31-A1.1型股骨轉(zhuǎn)子間骨折,進(jìn)一步得到股骨頸前傾角分別為 3°,5.5°,8°,10.5°,13°,15.5°,18°,20.5°,23°的股骨三維模型,并且分別和PFNA裝配,建立骨折內(nèi)固定模型。將所得骨折內(nèi)固定模型導(dǎo)入有限元分析軟件,分析對比研究不同前傾角復(fù)位程度下的PFNA內(nèi)固定模型的生物力學(xué)的差異。研究結(jié)果利用有限元分析軟件運算得出不同前傾角復(fù)位程度下,PFNA主釘與螺旋刀片交點處、小轉(zhuǎn)子處、螺旋刀片與股骨外側(cè)壁交界處及遠(yuǎn)端鎖定螺釘與股骨干交點處的應(yīng)力分布及股骨頭及PFNA的最大位移、相鄰骨折塊間骨折面接觸面積和最大...
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
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??他學(xué)者M的研宄,本實驗?zāi)M研究當(dāng)人體處于緩步行走時,股骨近端的峰值受??力情況。主要包括:其一,作用于股骨頭上的、合力大小約為1426.5N?(相當(dāng)??于體重的238%倍[47])的髖關(guān)節(jié)接觸作用力,按照Genda[48]等人對人體髖關(guān)節(jié)??內(nèi)股骨在關(guān)節(jié)窩之內(nèi)的接觸關(guān)系的報道,該力作用于股骨頭和髖白接觸部位的??外表面;其二,作用在股骨大轉(zhuǎn)子表面上、合力大小約為625.4N?(相當(dāng)于體重??的104%倍)的外展肌的牽拉力。股骨-PFNA三維有限元模型的受力加載及約??束條件詳見圖2-8及表2-3。??A:?Model?13。?, ̄??Static?Structural?|A?,金??w:1.s?、秦'??[7T|?Contact?Force:?1426.5?N?:—\??fB|?Abductor?Force?:?625?4?N?^0^?%??[C]?Fixed?Support?’縛?瓤??SS??歷??0.00?70.00?(mm)?L?x??35.00??圖2-8:股骨-PFNA三維有限元模型的荷載及邊界??Fig.2-8:?Loading?and?boundary?condition?of?the?finite?element?model??15??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脊柱腰段三維有限元模型的構(gòu)建與椎間盤應(yīng)力分析[J]. 龐胤,尹帥,趙長義,劉媛媛,張海峰. 河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報. 2019(12)
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[4]InterTan治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折有限元分析[J]. 郝連升,關(guān)濤,黃峰,陳健,穆勝凱,朱貴偉. 中國骨傷. 2019(02)
[5]可降解植入物在骨折固定中的應(yīng)用[J]. 李俊偉,都承斐,尉遲晨曦,張春秋. 中國組織工程研究. 2018(34)
[6]股骨近端鎖定鋼板治療老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折術(shù)后并發(fā)癥原因分析及防治對策[J]. 張鵬,董啟榕,李平元,楊照耀,劉小勇,鄭一飛,陸健,周龍,薛陽陽,徐峰,王磊. 中國矯形外科雜志. 2017(18)
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[8]股骨粗隆間骨折單臂外固定術(shù)后站立狀態(tài)肌骨有限元模型的建立及其應(yīng)力分析[J]. 王愛國,谷福順,鄭昆侖,張榮位,信金黨,馮其金,李瑞峰,胡志剛,張健. 中華中醫(yī)藥雜志. 2016(03)
[9]股骨近端鎖定鋼板與Gamma 3型髓內(nèi)釘固定不穩(wěn)定股骨粗隆間骨折的生物力學(xué)研究[J]. 江偉,劉躍洪,楊靈,徐巍,劉樹平,張德盛,陳曦,汪紅. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2015(02)
[10]利用有限元分析股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后前傾角變化對股骨近端力學(xué)的影響[J]. 杜長嶺,馬信龍,馬劍雄,張弢,付鑫,盧晉,趙峰. 醫(yī)用生物力學(xué). 2012(06)
本文編號:3405226
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-3:股骨與PFNA在SolidWorks?17.0中進(jìn)行裝配??Fig.2-3:?Femur?and?PFNA?were?assembled?in?SolidWorks?17.0??
??他學(xué)者M的研宄,本實驗?zāi)M研究當(dāng)人體處于緩步行走時,股骨近端的峰值受??力情況。主要包括:其一,作用于股骨頭上的、合力大小約為1426.5N?(相當(dāng)??于體重的238%倍[47])的髖關(guān)節(jié)接觸作用力,按照Genda[48]等人對人體髖關(guān)節(jié)??內(nèi)股骨在關(guān)節(jié)窩之內(nèi)的接觸關(guān)系的報道,該力作用于股骨頭和髖白接觸部位的??外表面;其二,作用在股骨大轉(zhuǎn)子表面上、合力大小約為625.4N?(相當(dāng)于體重??的104%倍)的外展肌的牽拉力。股骨-PFNA三維有限元模型的受力加載及約??束條件詳見圖2-8及表2-3。??A:?Model?13。?, ̄??Static?Structural?|A?,金??w:1.s?、秦'??[7T|?Contact?Force:?1426.5?N?:—\??fB|?Abductor?Force?:?625?4?N?^0^?%??[C]?Fixed?Support?’縛?瓤??SS??歷??0.00?70.00?(mm)?L?x??35.00??圖2-8:股骨-PFNA三維有限元模型的荷載及邊界??Fig.2-8:?Loading?and?boundary?condition?of?the?finite?element?model??15??
?碩士學(xué)位論文???3.3.3前傾角解剖復(fù)位及前傾角減小的股骨-PFNA模型的點A、B、C、D的應(yīng)??力值(詳見圖3-13及圖3-14)??前傾角減小點A應(yīng)力值變化情況??800?象?■??724.42??,700?f??5?60°-?/?J??d?l?500-?/?or??40°-?^?+?點A??0?00??50?00?100?00?(mmi??300?4? ̄?I?'?25?00?75?00??13°?10.5°?8°?5.5。?3°??股骨頸前傾角??圖3-13:前傾角減小時點A的應(yīng)力值折線圖??Fig.3-13:?Line?graph?of?stress?values?at?point?A?when?the?femoral?neck?anteversion?decreased??通過上圖可以初步發(fā)現(xiàn),隨著前傾角減小,點A處的最大馮米塞斯應(yīng)力呈??折線上升趨勢。且當(dāng)前傾角減。°時,即Model?8°的點A處應(yīng)力值724.42??MPa,超出醫(yī)用鈦合金的屈服強(qiáng)度,此時有發(fā)生內(nèi)固定裝置斷裂的風(fēng)險。??前傾角減小點BCD應(yīng)力值變化情況?■??4001?上??350-?f??點?B?B?Jr??_?300-?282i)3?/??I?24U5?'?—?—?—?-??點D??-?4??50-???_??---??0?00?50?00?100?00?(mmI??^^5?00??^£?00??13。?10.5°?8°?5.5°?3°??股骨頸前傾角??圖3-14:前傾角減小時點B、C、D的應(yīng)力值折線圖??Fig.3-14:?Line?graph?of?str
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本文編號:3405226
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