人工股骨假體多尺度建模及其生物力學研究.pdf

1、由疾病、創(chuàng)傷等原因?qū)е碌墓晒侨睋p給患者的生活和工作帶來了極大的不便。為了幫患者恢復肢體功能，醫(yī)學人員先后提出了多種修復骨骼的方法，其中，人工假體修復技術(shù)，被認為是治療各種骨缺損及關(guān)節(jié)疾病終末期病變最普遍、最有效的方法，但是隨著臨床研究的深入該方法也逐漸暴露出一些問題，如:軟組織穿透、感染，假體折斷和松動等。據(jù)統(tǒng)計，假體無菌性松動是人工假體修復手術(shù)中最常見的問題之一，發(fā)生率約為7％-30％。
　　針對假體無菌性松動這一問題，本文提出

2、了基于CT圖像對植入的人工假體進行多尺度建模方法，以提高假體與自體骨組織的匹配性能，減少假體植入對股骨內(nèi)部應力分布的影響，防止骨骼自適應重建的發(fā)生，從根本上減小假體發(fā)生松動的可能性。
　　本文的研究工作主要包括以下四個方面:
　　(1)在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地闡述了人體骨骼的結(jié)構(gòu)、力學特性及其重建理論的最新研究進展，并基于骨組織的自適應重塑理論對假體產(chǎn)生無菌性松動的機理進行了分析。
　　(2)將逆向工程技術(shù)

3、引入到人體骨骼的重建領(lǐng)域，基于醫(yī)學CT圖像建立了人體髖部的三維CAD模型，并利用Mimics軟件對修復手術(shù)進行了模擬，獲得了所需植入假體的宏觀模型。
　　(3)基于醫(yī)學CT圖像建立了面向快速原型制造的組織工程化的多尺度假體的CAD模型，以提高假體與自體骨組織的匹配性能。
　　(4)利用ANSYS對由五種不同材料假體與股骨組成的裝配體模型以及股骨在切除腫瘤之前和之后的模型進行了靜力學分析，驗證了本文所提出的假體多尺度建模方法在