基于有限元分析研究Colles骨折手法復(fù)位的機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2021-07-10 02:39
目的:本課題的研究目的是將醫(yī)學(xué)三維重建技術(shù)和有限元分析方法引入到中醫(yī)正骨手法的研究中,以橈骨遠(yuǎn)端骨折為研究對象,通過建立橈骨模型并驗(yàn)證有效性,再建立Colles骨折模型,模擬中醫(yī)正骨手法操作,對其進(jìn)行生物力學(xué)分析,研究中醫(yī)正骨手法的作用機(jī)制。方法:通過先期建立的三維腕關(guān)節(jié)模型,結(jié)合有限元分析方法,對模型劃分網(wǎng)格并賦予材料屬性,使其成為接近真實(shí)人體物理特性的橈骨有限元模型,與既往研究數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證其有效性。再建立逼真的Colles骨折三維幾何模型。基于橈骨遠(yuǎn)端骨折模型,將正骨手法進(jìn)行參數(shù)分解,逐步加載到骨折模型上,利用有限元軟件進(jìn)計(jì)算,觀察應(yīng)力應(yīng)變情況,并分析計(jì)算結(jié)果。結(jié)果:運(yùn)用ANSYS軟件,通過對模型加載載荷,模擬中醫(yī)正骨手法,得出斷骨的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果:100N縱軸最大位移量是0.18cm,200N縱軸最大位移量是0.36cm,應(yīng)力主要集中橈骨腕關(guān)節(jié)而靠背側(cè)緣。100N橫軸最大位移量是0.22cm,200N縱軸最大位移量是0.44cm,應(yīng)力主要集中在橈骨腕關(guān)節(jié)面靠背側(cè)緣。結(jié)論:橈骨遠(yuǎn)端骨折可通過手法復(fù)位。通過有限元分析研究中醫(yī)正骨手法的方法可行,避免實(shí)體試驗(yàn)的外在干擾,可以較好的控制試...
【文章來源】:南京中醫(yī)藥大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:41 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1手腕關(guān)節(jié)模型??
提取軟組織肌肉等數(shù)據(jù),然后輸出建立各自的三維幾何模型,再經(jīng)Geomagic??軟件對幾何模型進(jìn)行采樣、光滑處理、表面擬合、配準(zhǔn)等處理后,再針對局部特征,??根據(jù)CT及MRI數(shù)據(jù)輪廓,進(jìn)行精準(zhǔn)建模和微處理,獲得手腕關(guān)節(jié)模型圖2-1。并通??過參考既往文獻(xiàn),驗(yàn)證有效性。具體技術(shù)路線圖如圖2-2。??圖2-1手腕關(guān)節(jié)模型??患?CT?圖像????#?^?^?¥?(?CT掃描儀?J??描?面重?\_■_——/??建?J?i?|????辦……?……………:???1??DICOM數(shù)據(jù)??圖閾?區(qū)圖平??像值域?像滑??預(yù)選?增分去?k?Mimics軟件?j??處擇長?割?噪?>??|理????JJ.??|??STL?文
在有限元前后處理軟件中,將前期研究的腕關(guān)節(jié)三維有限元模型中掌骨、尺骨、??肌肉、血管、神經(jīng)等單元去除,僅保留橈骨,獲得只有骨骼材料的中立位簡化橈骨??三維有限元模型。(圖2-3)???to?t??thr????WW?1MU?taw?c??m?c_i?.???MCW?WM????_■丨._?MH>?AH?JMA?Jw?A*?JM?AM??^?X???Cl?*?*??W?i??0?—?一??-???*?????\?.?t??:]'■??c?l?*■—??1?I????-?-??.?-?-?-?■?-?-?■?■!?-?-?-???-?--?--?--?--?--?--?--?--?--???一?,■■?_??■??°????????1???4??*?I???■??***??”_■??||?M???&?C??hlaM?WM—?Mm?“。А觯В?i?■??圖2-3橈骨模型??4.?4網(wǎng)格劃分??網(wǎng)格劃分確定模型的模擬程度,并確定最終的有限元分析結(jié)果是否相對準(zhǔn)確。??劃分的網(wǎng)格越密集,反應(yīng)到模型上是更加精細(xì)的模型,所以劃分的網(wǎng)格越多,有限??元分析便越接近真實(shí)情況。但是,隨著劃分網(wǎng)格的密度增加,其計(jì)算量也會(huì)變多。??理論上,如果計(jì)算量足夠大,將可以完美模擬真實(shí)情況。但是,受計(jì)算機(jī)硬件的限??制,有必要在實(shí)際操作中選擇合適的網(wǎng)格密度。??橈骨表面網(wǎng)格形式的立體幾何模型,在轉(zhuǎn)化成有限元網(wǎng)格的過程中,首先需要??對原始網(wǎng)格重新劃分并進(jìn)行優(yōu)化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]續(xù)骨活血湯治療腎虛血瘀型老年性橈骨遠(yuǎn)端骨折[J]. 陳國球. 中醫(yī)學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]基于有限元模型分析伸直型橈骨遠(yuǎn)端骨折的生物力學(xué)特點(diǎn)[J]. 張朝駒,何川,陳洪衛(wèi),龐啟雄,萬安,劉道東,Tsang WWN,李孝林. 中國組織工程研究. 2019(12)
[3]橈骨遠(yuǎn)端骨折中醫(yī)保守治療進(jìn)展研究[J]. 楊春光. 臨床合理用藥雜志. 2018(25)
[4]新型可吸收螺釘與傳統(tǒng)螺釘固定Lauge-Hansen 1型內(nèi)踝骨折的三維有限元分析[J]. 陳帆成,禹寶慶,施繼飛,敖榮廣,張旭,李得見,錢治. 中國組織工程研究. 2018(19)
[5]肘關(guān)節(jié)有限元模型模擬碰撞損傷的生物力學(xué)特性分析[J]. 唐鵬程,朱英,趙敏珠,代亞磊,張麗,李紅衛(wèi),李劍波. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(07)
[6]骨質(zhì)疏松椎體中不同螺釘內(nèi)固定方式的生物力學(xué)有限元分析[J]. 黃海珊,馬航展,李波. 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2018(09)
[7]去松質(zhì)骨截骨與全脊柱截骨治療強(qiáng)直性脊柱炎后凸畸形的有限元分析[J]. 謝江,張玉坤,李櫟,馬俊毅,馬原,眭江濤,馬涌,李輝. 中國組織工程研究. 2018(07)
[8]后路固定術(shù)治療胸腰椎爆裂骨折的生物力學(xué)研究[J]. 裴葆青,師振鵬,王唯,魯世保,孔超. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]脛骨遠(yuǎn)端骨折解剖鎖定鋼板固定的有限元分析[J]. 王海燕,許貴存,蔡永強(qiáng),李志軍,張少杰,高尚,王星,李筱賀. 中國組織工程研究. 2017(35)
[10]基于血液供給條件和力學(xué)環(huán)境的骨折愈合仿真[J]. 王沫楠. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2018(02)
碩士論文
[1]腕關(guān)節(jié)三維有限元精細(xì)模型的建立及其驗(yàn)證[D]. 艾登超.天津醫(yī)科大學(xué) 2017
[2]中醫(yī)正骨仿真系統(tǒng)中有限元模型的建立與分析[D]. 莫海燕.山東中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[3]下肢后伸定點(diǎn)按壓法作用于骶髂關(guān)節(jié)的三維有限元研究[D]. 林嘉杰.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[4]腕關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立及橈骨遠(yuǎn)端骨折發(fā)生機(jī)制的生物力學(xué)分析[D]. 周曉寧.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2014
[5]周氏“三折頂”療法治療中老年橈骨遠(yuǎn)端骨折的臨床研究[D]. 張弘.南京中醫(yī)藥大學(xué) 2012
本文編號:3275013
【文章來源】:南京中醫(yī)藥大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:41 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1手腕關(guān)節(jié)模型??
提取軟組織肌肉等數(shù)據(jù),然后輸出建立各自的三維幾何模型,再經(jīng)Geomagic??軟件對幾何模型進(jìn)行采樣、光滑處理、表面擬合、配準(zhǔn)等處理后,再針對局部特征,??根據(jù)CT及MRI數(shù)據(jù)輪廓,進(jìn)行精準(zhǔn)建模和微處理,獲得手腕關(guān)節(jié)模型圖2-1。并通??過參考既往文獻(xiàn),驗(yàn)證有效性。具體技術(shù)路線圖如圖2-2。??圖2-1手腕關(guān)節(jié)模型??患?CT?圖像????#?^?^?¥?(?CT掃描儀?J??描?面重?\_■_——/??建?J?i?|????辦……?……………:???1??DICOM數(shù)據(jù)??圖閾?區(qū)圖平??像值域?像滑??預(yù)選?增分去?k?Mimics軟件?j??處擇長?割?噪?>??|理????JJ.??|??STL?文
在有限元前后處理軟件中,將前期研究的腕關(guān)節(jié)三維有限元模型中掌骨、尺骨、??肌肉、血管、神經(jīng)等單元去除,僅保留橈骨,獲得只有骨骼材料的中立位簡化橈骨??三維有限元模型。(圖2-3)???to?t??thr????WW?1MU?taw?c??m?c_i?.???MCW?WM????_■丨._?MH>?AH?JMA?Jw?A*?JM?AM??^?X???Cl?*?*??W?i??0?—?一??-???*?????\?.?t??:]'■??c?l?*■—??1?I????-?-??.?-?-?-?■?-?-?■?■!?-?-?-???-?--?--?--?--?--?--?--?--?--???一?,■■?_??■??°????????1???4??*?I???■??***??”_■??||?M???&?C??hlaM?WM—?Mm?“。А觯В?i?■??圖2-3橈骨模型??4.?4網(wǎng)格劃分??網(wǎng)格劃分確定模型的模擬程度,并確定最終的有限元分析結(jié)果是否相對準(zhǔn)確。??劃分的網(wǎng)格越密集,反應(yīng)到模型上是更加精細(xì)的模型,所以劃分的網(wǎng)格越多,有限??元分析便越接近真實(shí)情況。但是,隨著劃分網(wǎng)格的密度增加,其計(jì)算量也會(huì)變多。??理論上,如果計(jì)算量足夠大,將可以完美模擬真實(shí)情況。但是,受計(jì)算機(jī)硬件的限??制,有必要在實(shí)際操作中選擇合適的網(wǎng)格密度。??橈骨表面網(wǎng)格形式的立體幾何模型,在轉(zhuǎn)化成有限元網(wǎng)格的過程中,首先需要??對原始網(wǎng)格重新劃分并進(jìn)行優(yōu)化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]續(xù)骨活血湯治療腎虛血瘀型老年性橈骨遠(yuǎn)端骨折[J]. 陳國球. 中醫(yī)學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]基于有限元模型分析伸直型橈骨遠(yuǎn)端骨折的生物力學(xué)特點(diǎn)[J]. 張朝駒,何川,陳洪衛(wèi),龐啟雄,萬安,劉道東,Tsang WWN,李孝林. 中國組織工程研究. 2019(12)
[3]橈骨遠(yuǎn)端骨折中醫(yī)保守治療進(jìn)展研究[J]. 楊春光. 臨床合理用藥雜志. 2018(25)
[4]新型可吸收螺釘與傳統(tǒng)螺釘固定Lauge-Hansen 1型內(nèi)踝骨折的三維有限元分析[J]. 陳帆成,禹寶慶,施繼飛,敖榮廣,張旭,李得見,錢治. 中國組織工程研究. 2018(19)
[5]肘關(guān)節(jié)有限元模型模擬碰撞損傷的生物力學(xué)特性分析[J]. 唐鵬程,朱英,趙敏珠,代亞磊,張麗,李紅衛(wèi),李劍波. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(07)
[6]骨質(zhì)疏松椎體中不同螺釘內(nèi)固定方式的生物力學(xué)有限元分析[J]. 黃海珊,馬航展,李波. 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2018(09)
[7]去松質(zhì)骨截骨與全脊柱截骨治療強(qiáng)直性脊柱炎后凸畸形的有限元分析[J]. 謝江,張玉坤,李櫟,馬俊毅,馬原,眭江濤,馬涌,李輝. 中國組織工程研究. 2018(07)
[8]后路固定術(shù)治療胸腰椎爆裂骨折的生物力學(xué)研究[J]. 裴葆青,師振鵬,王唯,魯世保,孔超. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]脛骨遠(yuǎn)端骨折解剖鎖定鋼板固定的有限元分析[J]. 王海燕,許貴存,蔡永強(qiáng),李志軍,張少杰,高尚,王星,李筱賀. 中國組織工程研究. 2017(35)
[10]基于血液供給條件和力學(xué)環(huán)境的骨折愈合仿真[J]. 王沫楠. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2018(02)
碩士論文
[1]腕關(guān)節(jié)三維有限元精細(xì)模型的建立及其驗(yàn)證[D]. 艾登超.天津醫(yī)科大學(xué) 2017
[2]中醫(yī)正骨仿真系統(tǒng)中有限元模型的建立與分析[D]. 莫海燕.山東中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[3]下肢后伸定點(diǎn)按壓法作用于骶髂關(guān)節(jié)的三維有限元研究[D]. 林嘉杰.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[4]腕關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立及橈骨遠(yuǎn)端骨折發(fā)生機(jī)制的生物力學(xué)分析[D]. 周曉寧.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2014
[5]周氏“三折頂”療法治療中老年橈骨遠(yuǎn)端骨折的臨床研究[D]. 張弘.南京中醫(yī)藥大學(xué) 2012
本文編號:3275013
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