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股骨颈区的应力研究、受伤姿势与股骨颈骨折成型的相关性分析

彭国常  
【摘要】: 目的(1)利用CT数据快速建立人股骨三维有限元模型。(2)研究不同体位人体股骨颈区的应力分布情况。(3)探讨股骨颈骨折解剖分型和受伤时体位之间的相关性。方法(1)利用正常人医学CT扫描DICIM格式文件数据,通过逆向工程软件和有限元分析软件建立正常人股骨三维有限元模型,探讨建立三维有限元模型的可能性与可行性;(2)利用股骨有限元模型结合有限元分析软件计算不同体位时股骨颈的应力分布情况,分析不同体位时股骨颈区的应力变化情况。(3)通过116例股骨颈骨折住院患者的临床资料统计结合解剖学结构及有限元法探讨股骨颈骨折解剖分型和体位之间的相关性.结果(1)建立了正常人体股骨的三维有限元模型, 160961个实体单元, 3091个节点,模型几何形状和材料属性还原性良好.网格可以依据实验要求加以调整,能够满足分析需要(2)获取了股骨外展不同角度位的股骨颈区的应力变化情况,分析二者之间的相关性。(3)临床股骨颈骨折流行病学调查和对其统计学分析,发现股骨颈解剖分型和屈髋跌倒姿势之间存在一定的相关性,但是有限元分析无法明确指导分型。结论(1)结合CT扫描的DICOM数据和逆向工程软件及有限元软件间接法快速建立人体骨骼的三维有限元模型方法切实可行。(2)人体生理载荷状况下,股骨的不同角度的外展可以导致股骨颈区应力的相应变化,对于临床股骨颈骨折内固定术后的功能练习有指导意义。(3)临床资料统计学分析结果得出股骨颈骨折的解剖分型和受伤时体位之间存在有相关性;三维有限元分析可以反映出股骨颈部的应力增高,但是,详细、精确的应力分布不确切,对股骨颈骨折的分型有一定的指导意义,相关问题有待于进一步完善。(4)结合三维有限元模型、股骨颈骨折的解剖分型和受伤时体位的方法分析股骨颈骨折的成型是一种具有创新的研究方法,所查文献未见报告,研究成果对预防股骨颈骨折、股骨颈骨折的康复有一定的临床意义。


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