本文關(guān)鍵詞：可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體設(shè)計研發(fā)及其可靠性研究

  更多相關(guān)文章： 半骨盆假體 生物力學(xué) 體外實驗 有限元分析 穩(wěn)定性

【摘要】：骨盆是人體骨骼結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,能夠傳遞人體上部與下肢載荷,保護(hù)盆腔內(nèi)部臟器,在人體日�；顒又衅鸬街匾饔谩Ｈ欢�,由于骨腫瘤和外因性事故等因素造成骨盆損傷后,需要切除損傷部位并進(jìn)行骨盆重建。半骨盆假體置換技術(shù),作為生物醫(yī)用植入器械的重要組成部分、矯正外科學(xué)的新興技術(shù),已成為治療骨盆區(qū)域腫瘤切除、外因性骨盆破碎等疾病中骨盆環(huán)重建的重要支撐技術(shù),能夠幫助患者恢復(fù)骨盆的基本功能,是確保人類生存與健康的重要生物醫(yī)用植入技術(shù)。當(dāng)前,半骨盆假體以根據(jù)不同病況進(jìn)行設(shè)計開發(fā)的定制型半骨盆假體為主,具有單件重復(fù)設(shè)計、制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)時間長以及產(chǎn)品成本高等不利因素。此外,各類半骨盆假體均存在假體周圍軟組織病變感染等臨床問題,及假體松動、疲勞斷裂等工程問題。因此,對半骨盆假體產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā),并建立一套假體可靠性評價方法具有一定研究價值和實際意義。本論文針對骨盆重建術(shù)中的半骨盆假體標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)和可靠性評價等問題,主要進(jìn)行了如下研究:1.針對個性化半骨盆假體的工程設(shè)計開發(fā)問題,研究骨盆解剖結(jié)構(gòu),分析骨盆生理功能,利用數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)、逆向工程技術(shù)和計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù),開發(fā)一種可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的工程設(shè)計方法;2.針對標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的生物力學(xué)性能問題,利用骨盆人體尸體標(biāo)本體外實驗的方法,對比分析健康骨盆及重建骨盆的力學(xué)響應(yīng),研究標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體對骨盆生物力學(xué)的影響;3.針對健康骨盆與重建骨盆有限元模型可靠性問題,利用體外實驗驗證的方法和線性回歸分析的統(tǒng)計學(xué)手段,對健康骨盆及重建骨盆的有限元模型進(jìn)行驗證;4.針對動態(tài)載荷作用下半骨盆假體的生物力學(xué)性能問題,借助有限元仿真軟件,對比分析健康骨盆及重建骨盆有限元模型在標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)、上、下樓梯等過程中的生物力學(xué)特點,并研究半骨盆假體在多載荷作用下的力學(xué)穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：半骨盆假體 生物力學(xué) 體外實驗 有限元分析 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R687;R318.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 緒論15-31
• 1.1 課題來源15
• 1.2 研究的目的和意義15-16
• 1.3 骨盆簡介16-20
• 1.3.1 骨盆的功能和結(jié)構(gòu)16-19
• 1.3.2 骨盆周圍軟組織19-20
• 1.4 半骨盆假體設(shè)計研究概況20-24
• 1.4.1 鞍狀假體21
• 1.4.2 基座型假體21-22
• 1.4.3 組配式假體22-23
• 1.4.4 解剖型假體23-24
• 1.5 骨盆及半骨盆假體生物力學(xué)研究概況24-29
• 1.5.1 國外研究概況24-28
• 1.5.2 國內(nèi)研究概況28-29
• 1.6 論文的主要研究內(nèi)容29-31
• 第二章 可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體開發(fā)與設(shè)計流程31-42
• 2.1 引言31
• 2.2 骨盆三維模型建立31-34
• 2.2.1 骨盆圖像數(shù)據(jù)編輯及三維模型建立軟件介紹31-32
• 2.2.2 原始骨盆CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入32-33
• 2.2.3 閾值分割33-34
• 2.2.4 區(qū)域增長34
• 2.2.5 骨盆三維模型建立34
• 2.3 骨盆尺寸數(shù)據(jù)測量34-35
• 2.4 假體部件設(shè)計35-39
• 2.4.1 人工髂翼假體設(shè)計35-37
• 2.4.2 人工髖臼杯假體設(shè)計37-38
• 2.4.3 人工恥骨假體設(shè)計38
• 2.4.4 恥骨上支連接棒假體設(shè)計38-39
• 2.4.5 椎弓根釘棒系統(tǒng)設(shè)計39
• 2.5 假體加工制造39-41
• 2.5.1 假體制造技術(shù)介紹39-40
• 2.5.2 假體快速成型制造40-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第三章 半骨盆假體生物力學(xué)性能體外測試及椎弓根釘棒系統(tǒng)選型42-58
• 3.1 引言42
• 3.2 實驗裝置42-45
• 3.2.1 力學(xué)試驗機(jī)43
• 3.2.2 ARAMIS三維數(shù)字散斑光學(xué)測量系統(tǒng)43-44
• 3.2.3 載荷在線監(jiān)測系統(tǒng)44-45
• 3.3 實驗工具、材料準(zhǔn)備及實驗樣品制備45-49
• 3.3.1 可調(diào)式半骨盆假體準(zhǔn)備46
• 3.3.2 人體骨盆標(biāo)本制備46-48
• 3.3.3 自凝牙托粉、自凝牙托水準(zhǔn)備48
• 3.3.4 其他實驗工具及實驗材料48-49
• 3.4 體外實驗標(biāo)本模型建立49-50
• 3.5 實驗方法50-53
• 3.5.1 骨盆裝夾及自凝牙托粉負(fù)重平面澆注50-51
• 3.5.2 加載與載荷檢測51-53
• 3.5.3 形變數(shù)據(jù)采集53
• 3.6 結(jié)果與討論53-57
• 3.6.1 骨盆標(biāo)本骨盆環(huán)及椎弓根棒上關(guān)鍵節(jié)點的選取53-54
• 3.6.2 關(guān)鍵節(jié)點形變的測量結(jié)果54-56
• 3.6.3 討論56-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第四章 雙足站立姿態(tài)下假體生物力學(xué)有限元仿真及有限元模型驗證58-77
• 4.1 引言58
• 4.2 有限元方法簡介58-61
• 4.2.1 有限元方法理論基礎(chǔ)58-59
• 4.2.2 有限元分析流程59-60
• 4.2.3 應(yīng)力分析理論基礎(chǔ)60-61
• 4.3 三維模型建立61-62
• 4.4 有限元模型建立62-66
• 4.4.1 盆骨模型網(wǎng)格劃分62-64
• 4.4.2 軟骨及假體模型網(wǎng)格劃分64-66
• 4.5 邊界條件與加載條件66
• 4.5.1 邊界條件66
• 4.5.2 加載條件66
• 4.6 有限元模型驗證66-69
• 4.6.1 驗證方法66-67
• 4.6.2 線性回歸分析理論基礎(chǔ)67-68
• 4.6.3 獨立樣本t檢驗理論基礎(chǔ)68-69
• 4.7 結(jié)果與討論69-76
• 4.7.1 有限元模型驗證69-71
• 4.7.2 假體穩(wěn)定性分析71-76
• 4.8 本章小結(jié)76-77
• 第五章 標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)下可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體生物力學(xué)有限元仿真77-94
• 5.1 引言77
• 5.2 ABAQUS/Explicit顯式非線性動態(tài)分析法77-79
• 5.3 三維模型建立79-80
• 5.3.1 股骨柄假體組件三維模型的建立79-80
• 5.3.2 重建骨盆三維模型建立80
• 5.4 有限元模型建立80-81
• 5.5 有限元模型驗證81-82
• 5.5.1 驗證方法81-82
• 5.5.2 驗證用有限元模型的建立82
• 5.6 邊界條件與加載條件82-84
• 5.6.1 邊界條件83-84
• 5.6.2 加載條件84
• 5.7 結(jié)果與討論84-93
• 5.7.1 有限元模型驗證84-86
• 5.7.2 Von Mises應(yīng)力86-89
• 5.7.3 假體部件89-91
• 5.7.4 最大主應(yīng)力91-92
• 5.7.5 形變量92-93
• 5.8 本章小結(jié)93-94
• 第六章 上、下樓梯姿態(tài)下可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體生物力學(xué)有限元仿真94-107
• 6.1 引言94
• 6.2 有限元模型建立94
• 6.3 邊界條件與加載條件94-95
• 6.3.1 邊界條件94-95
• 6.3.2 加載條件95
• 6.4 數(shù)據(jù)采集方法95-96
• 6.5 結(jié)果與討論96-106
• 6.5.1 骨盆全域von Mises應(yīng)力及形變分析96-99
• 6.5.2 骨盆環(huán)von Mises應(yīng)力及形變分析99-103
• 6.5.3 假體部件von Mises應(yīng)力分析103-104
• 6.5.4 最大主應(yīng)力向量分析104-106
• 6.6 本章小結(jié)106-107
• 第七章 結(jié)論與展望107-109
• 7.1 結(jié)論107-108
• 7.2 展望108-109
• 參考文獻(xiàn)109-117
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文和專利117-119
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所參與的項目119-120
• 致謝120

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：911751