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股骨三维重建与髋关节置换的有限元分析

有限元法在生物医学工程领域的应用,带来了人类医疗技术的革命。而由于病变、事故导致髋关节功能丧失,给患者带来了很大的不便。在人工髋关节置换中,置换重建的成功不仅取决于外科手术,更主要受到假体设计的影响,合理的假体设计是远期关节置换成功的重要因素。假体的几何形状和材料性质决定着假体和股骨的应力状况。定制型人工股骨假体可以提高与骨髓腔的匹配程度,因此能更好的适应人体内部的生物力学环境,消除对正常股骨不合理应力的破坏,减少应力遮挡,从而延长了股骨假体的使用寿命,减少远期假体松动几率。本课题针对股骨结构的多样性及其复杂性,提出股骨三维重建的研究方法,在股骨三维重建的基础上对股骨进行静态分析,模态分析,步态分析和假体部分参数的髋关节置换,希望能够为人工髋关节的个性化设计和制造,提供模型基础和几何设计和材料设计的理论依据。利用Mimics、Geomagic和SolidWorks软件实现股骨CT数据的准确传输和三维重建,重建模型具有较高的精度,  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

股骨三维重建与人工髋关节生物力学研究

个性化人工髋关节可以提高假体与骨之间的匹配程度,延长假体寿命,而且可满足特殊病例需要。精确获得股骨的几何参数,通过生物力学分析优化假体设计,一直是该领域的前沿课题。鉴于此,本文利用图像处理和计算机辅助设计技术,将股骨的螺旋CT二维图像进行三维重建研究。并采用非线性有限元方法,进行人工髋关节的生物力学分析。感染是关节置换术后一个灾难性的并发症。因此,本文还采用离子注入方法对假体材料表面改性,系统研究抗菌性、耐磨性等性能。以期为个性化人工髋关节的设计和制造提供模型基础及几何设计和材料设计的依据。利用Mimics、Imageware和Unigraphics软件,实现了CT数据的精确传输和股骨三维重建,成功区分了皮质骨和松质骨。重建模型具有较高的精度,曲面平均误差低于0.5 mm。采用三维CT法测量了股骨前倾角。而且,实现了畸形股骨的三维重建,并利用快速原型方法制作了实体模型。采用非线性有限元方法,建立了髋臼—假体头有限元模型,进行超高...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

全髋关节置换中股骨和假体的三维重建及有限元分析

由于事故和病变引起的髋关节疾病严重影响患者的日常生活,人工髋关节置换术的出现有效解决了髋关节疾病引起的关节功能丧失。在人工髋关节置换中,人工髋关节的稳定性和使用寿命是决定髋关节置换成败的关键,这不仅取决于医生的手术技术,也与人工髋关节的固定方式有着紧密的关系。人工髋关节发展到今天,出现了多个种类。其中,根据固定方式的不同人工股骨柄可分为生物型股骨柄和骨水泥型股骨柄。人工髋关节置换手术中,这两种类型的股骨柄都被广泛的使用,但是哪种类型的股骨柄有更好的稳定性和更长的使用寿命仍旧没有定论。本文利用有限元法对以上两种植入股骨的股骨柄的稳定性和使用寿命这两方面问题进行讨论。使用Mimics、Abaqus和Catia等软件进行股骨模型的三维重建和假体三维模型的建立。利用Mimics基于股骨CT图像的灰度值对股骨赋予材料属性,建立了有较高精度的股骨有限元模型。假体模型根据其具体尺寸利用Catia建立。利用Abaqus分别对完整股骨模型、股骨上...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津理工大学
天津理工大学

人工髋关节假体置换的生物力学研究

髋关节置换是修复髋关节功能的重要治疗方法,由于股骨和髋关节假体的力学性能差异导致术后产生假体断裂、假体下沉好人假体松动等等中远期并发症。对髋关节置换的力学性能的研究是解决髋关节置换后中远期并发症的重中之重,也为人工髋关节假体的设计提供准确的几何参数和力学依据,从源头上提升我国人工髋关节假体的设计水平。主要研究内容如下:(1)介绍髋关节置换的国内外研究现状;阐述人体髋关节的解剖结构、髋关节假体的结构,为髋关节置换的研究工作提供研究思路和理论支持。(2)利用人工股骨和人工骨盆的扫描图像数据在逆向工程软件中进行人工股骨、人工骨盆的三维模型的重建,利用ProE、Geomagic进行模拟切除病变组织的股骨、髋关节假体柄、人工股骨头、骨臼及衬垫的三维重建,导入ANSYS建立髋关节置换前后髋关节有限元分析模型(包括有骨盆和无骨盆)。(3)进行数值模拟,采用ANSYS软件对髋关节置换前后(包括有骨盆和无骨盆)进行有限元分析,对比无骨盆髋关节置换...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

《畜牧兽医科技信息》2018年05期
畜牧兽医科技信息

犬股骨骨折的诊治

1基本情况骨折是犬的多发病和常见病,在所有的骨折中,股骨是骨折最多发的部位之一。犬的跳跃不当,高空掉落,车祸等情况最容易引发肱骨的骨折。发生股骨骨折的犬会出...  (本文共1页) 阅读全文>>

《临床医药文献电子杂志》2016年44期
临床医药文献电子杂志

空心加压螺纹钉治疗股骨单髁B型骨折的临床体会

目的探讨以空心加压螺纹钉对股骨单髁B型骨折进行治疗取得的疗效。方法选择2014年10月~2015年12月我院收治的股骨单髁B型骨折患者86例,将其随机分为观察组与对照组,各43例。对照组行常规治疗,观...  (本文共2页) 阅读全文>>

《河北医学》2017年04期
河北医学

股骨外侧皮质不完整的股骨粗隆间粉碎性骨折的手术新方法

目的:探讨股骨外侧皮质不完整的股骨粗隆间粉碎性骨折的新的治疗方法。方法:选取2013年1月至2015年10月收治74例股骨外侧皮质不完整股骨粗隆间粉碎性骨折患者,按照随机原则将其分为新方法组和传统手术组,各组为37例。新方法组患者选择手术方式为PFNA加股骨外侧单皮质锁定解剖钢板手术治疗,而传统组病例则选择传统股骨近端锁定接骨板手术治疗,研究从手术时...  (本文共4页) 阅读全文>>