髖臼骨折術(shù)后個體化有限元分析.pdf

1、目的:探索建立髖臼骨折術(shù)后個體化有限元模型的思路和方法,并進行有限元分析,觀察髖臼骨折內(nèi)固定術(shù)后的生物力學特征及應(yīng)力分布狀態(tài),從生物力學角度評價手術(shù)治療效果。
　　方法:選取1例右側(cè)髖T型骨折內(nèi)固定術(shù)后患者,術(shù)后三天行骨盆CT掃描,將CT影像數(shù)據(jù)導入Mimics10.01軟件建立骨盆三維模型,應(yīng)用區(qū)域增長模塊提取雙側(cè)髖骨三維模型,對髖骨模型光滑度進行修飾,并生成面網(wǎng)格,在有限元分析軟件Abaqus6.9中將模型面網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成體網(wǎng)格,

2、并賦予材料屬性,建立髖臼骨折術(shù)后個體化有限元模型,導入Abaqus軟件設(shè)定邊界約束條件并于髖骨骶髂關(guān)節(jié)面垂直向下加載300N應(yīng)力,分析左、右兩側(cè)髖骨各部位生物力學特點并進行比較,隨后建立髖關(guān)節(jié)有限元模型并進行力學分析。
　　結(jié)果:經(jīng)有限元分析觀察到左、右兩側(cè)髖骨應(yīng)力均沿骶髂關(guān)節(jié)面向骶髂關(guān)節(jié)前下方、髖臼前柱及后柱傳導;左、右側(cè)髖臼前壁、髖臼頂部負重區(qū)及髖臼后壁均出現(xiàn)應(yīng)力集中且兩側(cè)無明顯差異,說明通過手術(shù)已恢復髖臼的正常應(yīng)力傳導;右側(cè)

3、髖臼在骨折線分布區(qū)相對于左側(cè)正常髖臼出現(xiàn)明顯應(yīng)力增高,左、右側(cè)應(yīng)力均值分別為1.21Mpa和1.54Mpa有明顯差異;右側(cè)髖關(guān)節(jié)與骨折線相對應(yīng)的股骨頭區(qū)域也出現(xiàn)應(yīng)力異常增高。
　　結(jié)論:構(gòu)建的髖臼骨折術(shù)后個體化有限元模型,能較好的反應(yīng)患者骨骼結(jié)構(gòu)及特征,仿真度和精確度高,為髖臼骨折術(shù)后個體化生物力學研究提供了一種有效的方法,同時可計算關(guān)節(jié)磨損度,預(yù)測關(guān)節(jié)退變進程,進而指導患者功能鍛煉,避免高應(yīng)力部位過度受力延緩關(guān)節(jié)退變、股骨頭壞死