橈骨遠端骨折內(nèi)固定鋼板優(yōu)化設(shè)計及有限元分析
發(fā)布時間:2021-11-13 00:27
背景橈骨遠端骨折是臨床最常見的骨折之一,大多數(shù)患者常規(guī)的保守治療即可,但對于不穩(wěn)定骨折以及關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,切開復(fù)位內(nèi)固定常成為首選。而掌側(cè)鎖定鋼板因其減少背伸肌腱激惹以及良好的成角穩(wěn)定性,逐漸成為當前橈骨遠端骨折內(nèi)固定治療的主流選擇。但本以彈性固定為理念的掌側(cè)鎖定設(shè)計,在實際應(yīng)用中常因人為應(yīng)用不當或本身設(shè)計內(nèi)在因素,導(dǎo)致內(nèi)固定結(jié)構(gòu)剛度過高而引起一系列并發(fā)癥。其關(guān)鍵在于如何協(xié)調(diào)內(nèi)固定剛度以適應(yīng)骨折微動應(yīng)變的需要。再加之腕關(guān)節(jié)所處力學環(huán)境復(fù)雜,存在多種及其復(fù)合載荷作用形式。理想的掌側(cè)鎖定內(nèi)固定應(yīng)綜合考慮以上因素,尤其是康復(fù)早期個性化功能鍛煉穩(wěn)定及安全的需要。目的通過工程拓撲優(yōu)化方法,開展橈骨遠端骨折內(nèi)固定鋼板的拓撲優(yōu)化設(shè)計及剛度定向化調(diào)控的研究,并結(jié)合有限元分析方法對其方案進行數(shù)值驗證評估,以期為橈骨遠端骨折的個性化治療及器械創(chuàng)新提供新的方法及理論依據(jù)。方法1.橈骨遠端骨折有限元模型的建立與驗證對一例青年健康女性前臂薄層CT數(shù)據(jù)進行三維重建,模型經(jīng)Geomagic Studio處理得到左側(cè)橈骨實體化模型,然后在UG進行骨折造模及掌側(cè)鎖定鋼板裝配,導(dǎo)入至ABAQUS中模擬分析提取早期康復(fù)載荷下應(yīng)...
【文章來源】:南方醫(yī)科大學廣東省
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2左側(cè)橈骨模型力學軸線的提取和平面截骨??(A)左側(cè)橈骨力學軸線的擬合提取,(B)橈骨遠端平面截骨??Fig.?1-2?Mechanical?axis?extraction?and?osteotomy?for?left?radius??
研宄的關(guān)注點是內(nèi)固定鋼板剛度的調(diào)控,因此,可忽略螺釘桿部和鎖定尾部的??螺紋結(jié)構(gòu),以減少分析過程的計算量。重建出的橈骨遠端內(nèi)固定建模裝配圖如??圖1-4所示。進一步模擬行橈骨遠端關(guān)節(jié)外骨折造模(A3型骨折),距離橈骨莖??突25?_定義其為遠端骨折面,通過平面切割模擬完成骨折造模,其骨折間隙??為?5?mm〇??19??
維空間中每個單元對應(yīng)二維圖像的CT值,E為相應(yīng)位置單元材料的彈性模量。??通過“FEA/CFD-Matenals”功能,按照經(jīng)驗公式對骨骼模型進行非均勻材料屬性??賦值,如圖1-5所示。再將其導(dǎo)入ABAQUS軟件中后續(xù)分析備用。??20??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]拓撲優(yōu)化在橋梁支座輕量化設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 韓家山,曹翁愷,顧海龍,陳新培. 鐵道建筑. 2018(03)
[2]保守治療橈骨遠端骨折的研究進展[J]. 張喆,姚嘯生. 湖南中醫(yī)雜志. 2017(03)
[3]齒輪有限元分析中的前處理技術(shù)[J]. 張金瑤. 價值工程. 2017(09)
[4]橈骨極遠端骨折的臨床特點及治療策略[J]. 樊健,蔣波,袁鋒,李山珠,周家鈐,梅炯,程黎明,俞光榮. 中華外科雜志. 2016 (10)
[5]生物可吸收材料在關(guān)節(jié)骨折內(nèi)固定中的生物相容性[J]. 謝陽江,陳恩濤,吳波,敖俊. 中國組織工程研究. 2016(34)
[6]采用類桁架優(yōu)化方法研究大跨橋梁的構(gòu)形[J]. 喬升訪,胡杰云,周克民. 華僑大學學報(自然科學版). 2016(04)
[7]基于CT灰度賦值的有限元模型建立及其在截骨矯形中的應(yīng)用[J]. 歐陽漢斌,謝普生,鄧羽平,楊洋,陳鵬宇,黃華軍,黃文華. 南方醫(yī)科大學學報. 2016(07)
[8]聚醚醚酮棒椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在下腰椎退行性疾病中的應(yīng)用[J]. 黃偉敏,于秀淳,梁進,宋若先,張晶濤,周珂. 中華骨科雜志. 2016 (12)
[9]雙鎖定鋼板內(nèi)固定治療AO C型橈骨遠端雙柱骨折的療效分析[J]. 智春升,鄔波,金冶華,劉軍,邢犇. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2016(01)
[10]2.7mm掌側(cè)雙柱鎖定加壓鋼板內(nèi)固定治療C型橈骨遠端骨折[J]. 劉磊,蔣建農(nóng),王勇,莫淵,周鳴,司剛. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2015(07)
碩士論文
[1]疲勞約束下機翼結(jié)構(gòu)件拓撲優(yōu)化[D]. 鄧明江.南京航空航天大學 2013
本文編號:3491943
【文章來源】:南方醫(yī)科大學廣東省
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2左側(cè)橈骨模型力學軸線的提取和平面截骨??(A)左側(cè)橈骨力學軸線的擬合提取,(B)橈骨遠端平面截骨??Fig.?1-2?Mechanical?axis?extraction?and?osteotomy?for?left?radius??
研宄的關(guān)注點是內(nèi)固定鋼板剛度的調(diào)控,因此,可忽略螺釘桿部和鎖定尾部的??螺紋結(jié)構(gòu),以減少分析過程的計算量。重建出的橈骨遠端內(nèi)固定建模裝配圖如??圖1-4所示。進一步模擬行橈骨遠端關(guān)節(jié)外骨折造模(A3型骨折),距離橈骨莖??突25?_定義其為遠端骨折面,通過平面切割模擬完成骨折造模,其骨折間隙??為?5?mm〇??19??
維空間中每個單元對應(yīng)二維圖像的CT值,E為相應(yīng)位置單元材料的彈性模量。??通過“FEA/CFD-Matenals”功能,按照經(jīng)驗公式對骨骼模型進行非均勻材料屬性??賦值,如圖1-5所示。再將其導(dǎo)入ABAQUS軟件中后續(xù)分析備用。??20??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]拓撲優(yōu)化在橋梁支座輕量化設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 韓家山,曹翁愷,顧海龍,陳新培. 鐵道建筑. 2018(03)
[2]保守治療橈骨遠端骨折的研究進展[J]. 張喆,姚嘯生. 湖南中醫(yī)雜志. 2017(03)
[3]齒輪有限元分析中的前處理技術(shù)[J]. 張金瑤. 價值工程. 2017(09)
[4]橈骨極遠端骨折的臨床特點及治療策略[J]. 樊健,蔣波,袁鋒,李山珠,周家鈐,梅炯,程黎明,俞光榮. 中華外科雜志. 2016 (10)
[5]生物可吸收材料在關(guān)節(jié)骨折內(nèi)固定中的生物相容性[J]. 謝陽江,陳恩濤,吳波,敖俊. 中國組織工程研究. 2016(34)
[6]采用類桁架優(yōu)化方法研究大跨橋梁的構(gòu)形[J]. 喬升訪,胡杰云,周克民. 華僑大學學報(自然科學版). 2016(04)
[7]基于CT灰度賦值的有限元模型建立及其在截骨矯形中的應(yīng)用[J]. 歐陽漢斌,謝普生,鄧羽平,楊洋,陳鵬宇,黃華軍,黃文華. 南方醫(yī)科大學學報. 2016(07)
[8]聚醚醚酮棒椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在下腰椎退行性疾病中的應(yīng)用[J]. 黃偉敏,于秀淳,梁進,宋若先,張晶濤,周珂. 中華骨科雜志. 2016 (12)
[9]雙鎖定鋼板內(nèi)固定治療AO C型橈骨遠端雙柱骨折的療效分析[J]. 智春升,鄔波,金冶華,劉軍,邢犇. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2016(01)
[10]2.7mm掌側(cè)雙柱鎖定加壓鋼板內(nèi)固定治療C型橈骨遠端骨折[J]. 劉磊,蔣建農(nóng),王勇,莫淵,周鳴,司剛. 中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2015(07)
碩士論文
[1]疲勞約束下機翼結(jié)構(gòu)件拓撲優(yōu)化[D]. 鄧明江.南京航空航天大學 2013
本文編號:3491943
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