期刊文献+
共找到42篇文章
< 1 2 3 >
每页显示 20 50 100
Finite Element Analysis of Coronal Shear Fractures of the Femoral Neck: Displacement of the Femoral Head and Effect of Osteosynthetic Implants
1
作者 Yukino Mori Hiroaki Kijima +2 位作者 Mei Terashi Takehiro Iwami Naohisa Miyakoshi 《World Journal of Engineering and Technology》 2024年第3期651-664,共14页
Coronal shear fractures of the femoral neck (CSFF) are the most challenging to treat among proximal femur fractures, directly affecting the life expectancy of patients with osteoporosis. However, an adequate osteosynt... Coronal shear fractures of the femoral neck (CSFF) are the most challenging to treat among proximal femur fractures, directly affecting the life expectancy of patients with osteoporosis. However, an adequate osteosynthesis method has not been elucidated yet. This study investigated the displacement direction of the femoral head fragment and its effect on the bone using finite element method. A finite element model for CSFF was developed from CT image data of a patient with osteoporosis using Mechanical Finder (ver. 11). Subsequently, finite element analyses were performed on six osteosynthesis models under maximum load applied during walking. The compressive stresses, tensile stresses, and compressive strains of each model were examined. The results suggested that the compressive and tensile stress distributions were concentrated on the anterior side of the femoral neck. Compressive strain distribution in the femoral head and neck was concentrated in four areas: at the tip of the blade or lag screw, the anteroinferior side of the blade or lag screw near the fracture site, and the upper right and lower left near the junction of the blade or lag screw and nail. Thus, the distribution of both these stresses revealed that the femoral head fragment was prone to anterior and inferior displacement. Distribution of compressive strains revealed the direction of the stress exerted by the osteosynthetic implant on the bone. The same results were observed in all osteosynthetic implants;thus, the findings could lay the foundation for developing methods for placing osteosynthetic implants less prone to displacement and the osteosynthetic implants themselves. In particular, the study provides insight into the optimal treatment of CSFF. 展开更多
关键词 finite element analysis proximal femur fractures Intramedullary Fixation Coronal Shear fractures Femoral Neck
下载PDF
Customized reconstructive prosthesis design based on topological optimization to treat severe proximal tibia defect 被引量:5
2
作者 Aobo Zhang Hao Chen +5 位作者 Yang Liu Naichao Wu Bingpeng Chen Xue Zhao Qing Han Jincheng Wang 《Bio-Design and Manufacturing》 SCIE EI CSCD 2021年第1期87-99,共13页
A novel reconstructive prosthesis was designed with topological optimization(TO)and a lattice structure to enhance biomechanical and biological properties in the proximal tibia.The biomechanical performance was valida... A novel reconstructive prosthesis was designed with topological optimization(TO)and a lattice structure to enhance biomechanical and biological properties in the proximal tibia.The biomechanical performance was validated through finite element analysis(FEA)and biomechanical tests.The tibia with inhomogeneous material properties was reconstructed according to computed tomography images,and different components were designed to simulate the operation.Minimum compliance TO subject to a volume fraction constraint combined with a graded lattice structure was utilized to redesign the prosthesis.FEA was performed to evaluate the mechanical performances of the tibia and implants after optimization,including stress,micromotion,and strain energy.The results were analyzed by paired-samples t tests,and p<0.05 was considered significant.Biomechanical testing was used to verify the tibial stresses.Compared to the original group(OG),the TO group(TOG)exhibited lower stress on the stem,and the maximum von Mises stresses were 87.2 and 53.1 MPa,respectively,a 39.1%reduction(p<0.05).Conversely,the stress and strain energy on the tibia increased in the TOG.The maximum von Mises stress values were 16.4 MPa in the OG and 22.9 MPa in the TOG with a 39.6%increase(p<0.05),and the maximum SED value was 0.026 MPa in the OG and 0.042 MPa in the TOG,corresponding to an increase of 61.5%(p<0.05).The maximum micromotions in the distal end of the stem were 135μm in the OG and 68μm in the TOG,almost a 50%reduction.The stress curves of the biomechanical test coincided well with the FEA results.The TO approach can effectively reduce the whole weight of the prosthesis and improve the biomechanical environment of the tibia.It could also pave the way for next-generation applications in orthopedics surgery. 展开更多
关键词 Customized reconstructive prosthesis Topological optimization finite element analysis Graded lattice Severe bone defect proximal tibia
下载PDF
不同内固定方式治疗股骨颈骨缺损骨折的静力学与模态分析
3
作者 章浩伟 秦燕韩 刘颖 《北京生物医学工程》 2024年第4期352-360,共9页
目的 探讨不同内固定方式治疗股骨颈骨缺损骨折的静力学特征以及固有和约束模态对内固定的影响。方法 首先基于CT图像建立伴有股骨颈内固定系统(femoral neck system,FNS)和倒三角空心钉(cannulated screw,CS)两种不同内固定装置的股骨... 目的 探讨不同内固定方式治疗股骨颈骨缺损骨折的静力学特征以及固有和约束模态对内固定的影响。方法 首先基于CT图像建立伴有股骨颈内固定系统(femoral neck system,FNS)和倒三角空心钉(cannulated screw,CS)两种不同内固定装置的股骨颈骨折模型与股骨颈骨缺损骨折模型,然后模拟3倍体重载荷下,不同骨折内固定模型的应力、位移分布及峰值以及模态下的位移峰值、频率以及固有和约束模态振型。结果 两种内固定方式下,股骨颈骨缺损骨折的内固定应力峰值(337.69 MPa,618.58 MPa)显著高于股骨颈骨折模型(149.38 MPa,300.57 MPa),股骨头应力峰值(107.75 MPa,93.78 MPa)与位移峰值(5.244 mm,4.415 mm)也都高于股骨颈骨折模型[(95.73 MPa,85.64 MPa),(4.367 mm,3.478 mm)]。在骨折类型相同的情况下,FNS内固定模型相比CS内固定模型具有更低的位移峰值以及更加均匀的应力分布。模态分析结果显示,振动对于内固定的稳定性有一定影响,约束模态的振型频率范围要小于固有模态。固有模态下FNS的位移峰值较CS降低了6.99%,约束模态下位移峰值降低了14.02%。结论 骨缺损会严重破坏内固定的力学环境,无论是普通骨折模型还是骨缺损骨折模型,FNS固定的静态与动态特性都要优于CS固定。临床治疗中要考虑股骨及内固定器械的固有、约束频率所产生的影响,避免因共振而造成内固定失效等问题。 展开更多
关键词 股骨颈骨折 骨缺损 有限元分析 模态分析 内固定
下载PDF
骨水泥分布位置与含量对股骨反转子间骨折应力、位移影响的有限元分析 被引量:2
4
作者 张乾龙 买合木提·亚库甫 +6 位作者 宋晨辉 刘修信 任政 刘宇哲 木牙沙尔·阿布都沙拉木 萨吉旦·艾克拜尔 冉建 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2024年第3期336-340,共5页
背景:股骨近端防旋髓内钉是治疗骨质疏松性反转子间骨折的首选治疗方案,其中骨水泥增强可减少股骨近端防旋髓内钉切出与切穿的概率,但目前没有相关生物力学研究证明骨水泥的含量及位置对骨折端应力及位移的影响。目的:通过有限元方法分... 背景:股骨近端防旋髓内钉是治疗骨质疏松性反转子间骨折的首选治疗方案,其中骨水泥增强可减少股骨近端防旋髓内钉切出与切穿的概率,但目前没有相关生物力学研究证明骨水泥的含量及位置对骨折端应力及位移的影响。目的:通过有限元方法分析骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉中骨水泥含量及位置对老年骨质疏松性股骨反转子间骨折应力、应变及位移的影响。方法:采用Mimics软件建立健康成年女性右侧股骨模型,并在Geometric软件中进行光滑处理,利用Solidworks软件分别建立股骨近端防旋髓内钉(无骨水泥、头端球形1 mL骨水泥、头端球形2 mL骨水泥、头端球形3.4 mL骨水泥、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥)5种类型内固定方式及股骨反转子间骨折(AO分型31-A3.1型)模型,装配后,在Ansys软件中比较5种模型内植物的总应力分布、应力峰值及位移。结果与结论:①无骨水泥与头端球形1 mL、头端球形2 mL、头端球形3.4 mL、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉组内植物的应力峰值分别为571.07 MPa(位于螺旋刀片与主钉交界处),495.45 MPa(位于螺旋刀片与主钉交界处)、467.20 MPa(位于主钉与远端螺钉连接处)、642.70 MPa(位于主钉与远端螺钉连接处)、458.58 MPa(位于远端与主钉交界处);②无骨水泥与头端球形1 mL、头端球形2 mL、头端球形3.4 mL、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉组内植物的最大位移量分别为9.2605,7.5891,7.3168,6.7907,6.6157 mm,均位于股骨头近端;③结果显示,采用股骨近端防旋髓内钉内固定股骨反转子间骨折时,骨水泥增强较未增强有明显的力学稳定性,并且螺旋刀片周围5 mL骨水泥的增强效果最好,对于老年不稳定型股骨转子间骨折是优先选择。 展开更多
关键词 内植物 股骨近端防旋髓内钉 股骨反转子骨折 有限元分析 骨水泥 增强型股骨近端防旋髓内钉
下载PDF
有限元分析3种内固定方式治疗伴有内侧骨缺损的C3型股骨远端骨折
5
作者 陈丁 于娇娜 +1 位作者 于洋 严明明 《中南大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1711-1720,共10页
目的:伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折预后差,目前尚无治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的金标准。本研究采用有限元分析比较股骨远端外侧单钢板、逆行髓内钉和内外侧双钢板这3种治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的内固定... 目的:伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折预后差,目前尚无治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的金标准。本研究采用有限元分析比较股骨远端外侧单钢板、逆行髓内钉和内外侧双钢板这3种治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的内固定方式的生物力学特点,旨在为临床选择内固定治疗方式提供理论依据。方法:选取1位43岁体重60 kg男性志愿者,无股骨骨折及骨病史,股骨X线及CT检测表明骨质条件无异常。运用螺旋CT对志愿者的股骨全长进行层厚1 mm的断层扫描,通过有限元分析方法基于CT采集数据建立伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折仿真模型,并分别建立股骨远端外侧解剖钢板(单钢板组)、逆行髓内钉(逆行髓内钉组)以及内外侧双钢板(双钢板组)固定的三维模型。模拟60 kg体重男性行走步态中单足负重中立位受力情况,对装配模型施加300 N轴向应力,观察各组模型中内植物的应力、剪切力、位移、股骨应力分布及骨折端位移情况。结果:单钢板组、逆行髓内钉组、双钢板组的内植物应力峰值分别为149.300、59.281、58.038 MPa,应力峰值均在股骨远端骨缺损部位。单钢板组、逆行髓内钉组、双钢板组的内植物剪切力峰值分别为77.867、30.136、33.505 MPa,均出现在股骨远端骨缺损部位。单钢板组、逆行髓内钉组、双钢板组的内植物位移峰值分别为1.34、1.25、0.83 mm,骨折端位移峰值分别为1.529、1.264、0.880 mm,股骨应力峰值分别为72.682、112.430、40.716 MPa。结论:在治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的3种模型中,双钢板组的内植物位移及应力峰值最小,股骨应力峰值最小,出现内固定断裂风险最低,可能是治疗伴有内侧骨缺损的股骨远端C3型骨折的更好选择。 展开更多
关键词 股骨远端关节内粉碎性骨折 内侧骨缺损 双钢板 有限元分析
下载PDF
肱骨近端骨折中不同腓骨支撑方式重建内侧柱的有限元分析 被引量:4
6
作者 刘炎 葛鸿庆 +3 位作者 陈文治 梁泽乾 黎俊烨 贺杰龙 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2023年第18期2804-2808,共5页
背景:腓骨支撑重建肱骨近端骨折内侧柱已逐渐在临床中广泛应用,而腓骨在髓腔内最佳支撑位点仍存在争议,需要通过生物力学的方法研究其稳定性。目的:采用有限元分析方法,探讨腓骨在肱骨髓腔中心、前内侧、前外侧、后内侧、后外侧5个位置... 背景:腓骨支撑重建肱骨近端骨折内侧柱已逐渐在临床中广泛应用,而腓骨在髓腔内最佳支撑位点仍存在争议,需要通过生物力学的方法研究其稳定性。目的:采用有限元分析方法,探讨腓骨在肱骨髓腔中心、前内侧、前外侧、后内侧、后外侧5个位置联合锁定钢板治疗肱骨近端内侧柱缺失型骨折的生物力学稳定性。方法:获取1名老年骨质疏松女性患者肱骨近端CT数据,通过Mimics 19.0软件及Geomagic Wrap软件建模,在Soildworks 2017软件中按照肱骨解剖颈下5 mm截骨,建立肱骨近端内侧柱缺失型骨折模型,根据腓骨在髓腔内的位置分为5组:F-C组(腓骨位于髓腔中心)、F-AL组(腓骨位于髓腔前外侧)、F-AM组(腓骨位于髓腔前内侧)、F-PL组(腓骨位于髓腔后外侧)、F-PM组(腓骨位于髓腔后内侧),将数据导入Ansys 2019软件模拟间接暴力状态下不同分组模型的生物力学稳定性。结果与结论:①在600 N轴向载荷下,肱骨应力:F-PL组(49.706 MPa)<F-C组(57.980 MPa)<F-AL组(58.519 MPa)<F-PM组(61.868 MPa)<F-AM组(63.886 MPa),内固定应力:F-AM组(106.310 MPa)<F-PM组(110.030 MPa)<F-C组(111.940 MPa)<F-PL组(114.320 MPa)<F-AL组(122.98 MPa);②在600 N轴向载荷下,肱骨位移:F-PM组(0.352 mm)<F-PL组(0.416 mm)<F-C组(0.431 mm)<F-AM组(0.549 mm)<F-AL组(0.574 mm),内固定位移:F-PM组(0.127 mm)<F-PL组(0.187 mm)<F-C组(0.191 mm)<F-AM组(0.272 mm)<F-AL组(0.290 mm);③骨折端相对位移:F-PM组(0.048 mm)约是F-PL组(0.088 mm)、F-AM组(0.088 mm)的0.54倍,F-C组、F-AL组分别为0.067,0.103 mm;④研究结果表明,F-PM组位移最小,应力较分散,说明将腓骨置于后内侧的生物力学稳定性优于腓骨置于髓腔中心,腓骨置于髓腔外侧的生物力学稳定性最差。 展开更多
关键词 肱骨近端骨折 肱骨近端内固定系统 植骨 有限元分析 生物力学
下载PDF
PauwelsⅢ型股骨颈骨折骨缺损不同内固定方案的生物力学分析 被引量:4
7
作者 苏志豪 谭宏莉 +4 位作者 徐子环 李鹏飞 王永钦 李双 倪明 《中国骨伤》 CAS CSCD 2023年第3期255-261,共7页
目的:探究不同内固定治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折骨缺损的生物力学特征,为骨折治疗提供参考。方法:基于CT图像建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折模型,包括单纯骨折和骨折骨缺损两种特征,模拟4种内固定,即倒置空心螺钉(inverted cannulated screw... 目的:探究不同内固定治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折骨缺损的生物力学特征,为骨折治疗提供参考。方法:基于CT图像建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折模型,包括单纯骨折和骨折骨缺损两种特征,模拟4种内固定,即倒置空心螺钉(inverted cannulated screw,ICS)、ICS+内侧板、股骨颈系统(femoral neck system,FNS)和FNS+内侧板。测量并比较不同骨折模型在2100 N轴向载荷下的应力分布、模型刚度和位移情况。结果:ICS和FNS固定时,峰值应力集中于螺钉与骨折端接触位置,FNS的峰值应力高于ICS;与内侧板联用后,峰值应力转移至内侧板,且应力增大,ICS的增加幅度大于FNS。在骨折类型相同的情况下,FNS固定的刚度高于ICS。与骨缺损模型相比,骨折模型在相同内固定时刚度更高。内侧支撑板的使用可增加模型的刚度,但ICS模型的增加幅度超过FNS模型。ICS固定模型的骨折端位移超过FNS模型。结论:对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折骨缺损模型,FNS较ICS具有更好的生物力学性能。ICS+内侧板有助于增强治疗的稳定性,但建议采用非锁定板;FNS具有抗剪切功能,无须与内侧板联用。 展开更多
关键词 股骨颈骨折 骨缺损 有限元分析 内侧板 股骨颈系统
下载PDF
股骨近端防旋髓内钉联合前外侧重建钢板修复不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析 被引量:4
8
作者 李光晟 林伟民 +2 位作者 张申申 林旺 林成寿 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2023年第36期5753-5759,共7页
背景:股骨转子间骨折后如何重建外侧壁目前尚无统一方法,在股骨转子前外侧放置重建钢板是目前较为常用的方式,但其生物力学、临床适用如何目前鲜有研究。目的:探讨股骨近端防旋髓内钉联合前外侧重建钢板用于不同类型不稳定型股骨转子间... 背景:股骨转子间骨折后如何重建外侧壁目前尚无统一方法,在股骨转子前外侧放置重建钢板是目前较为常用的方式,但其生物力学、临床适用如何目前鲜有研究。目的:探讨股骨近端防旋髓内钉联合前外侧重建钢板用于不同类型不稳定型股骨转子间骨折的生物力学参数变化。方法:CT扫描1名男性志愿者下肢骨,通过有限元建立股骨三维模型,根据骨折线涉及内侧壁、外侧壁与内外侧壁以及其在侧壁上是否获得稳定支撑,对模型进行分割,建立对应的骨折模型:外侧壁不稳定、内侧壁稳定模型;外侧壁稳定、内侧壁不稳定模型;内外侧壁均不稳定模型,同时进行装配股骨近端防旋髓内钉、前外侧重建钢板,应用普通钉或锁定钉固定,由abaqus进行计算,比较多组模型骨折块、内固定的应力及位移等变化。结果与结论:(1)在3种不稳定型股骨转子模型中,前外侧重建钢板可以提升股骨近端的稳定性,并且在一定程度上恢复股骨近端失衡杠杆。在外侧壁不稳定型、内侧壁不稳定型中,锁定钉优于普通钉;在内外侧壁均不稳定型中,锁定钉与普通钉差异性未能探知。(2)结果说明,前外侧重建钢板的放置可以显著提升不稳定股骨转子间骨折的稳定性,减少退钉以及内固定物的失效可能,并且对恢复股骨近端失衡的杠杆起到一定的作用,锁定钉比普通钉在力学上更佳。 展开更多
关键词 外侧壁 内侧壁 骨折固定术 有限元分析 前外侧重建钢板 不稳定股骨转子间骨折 股骨近端防旋髓内钉 杠杆-支点平衡
下载PDF
骨质疏松性肱骨近端骨折PMMA骨水泥强化螺钉钢板固定的有限元分析 被引量:2
9
作者 王伟斌 袁欣华 +1 位作者 扶青松 韩欣攸 《中国骨伤》 CAS CSCD 2023年第3期262-267,共6页
目的:借助有限元分析的方法探讨肱骨近端聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)骨水泥强化螺钉钢板固定对骨质疏松性肱骨近端骨折内固定稳定性的影响。方法:制作肱骨近端2部分骨折伴干骺端骨缺损的不稳定肱骨近端骨折数字化模... 目的:借助有限元分析的方法探讨肱骨近端聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)骨水泥强化螺钉钢板固定对骨质疏松性肱骨近端骨折内固定稳定性的影响。方法:制作肱骨近端2部分骨折伴干骺端骨缺损的不稳定肱骨近端骨折数字化模型,分别建立肱骨近端骨水泥强化螺钉钢板固定及普通螺钉钢板固定的有限元模型,分析螺钉周围松质骨应力、整体刚度、钢板最大应力及螺钉最大应力。结果:肱骨近端骨水泥强化螺钉钢板固定的头端6枚螺钉周围松质骨最大应力分别为:1号钉1.07 MPa,2号钉0.43 MPa,3号钉1.16 MPa,4号钉0.34 MPa,5号钉1.99 MPa,6号钉1.57 MPa,普通螺钉钢板固定为:1号钉2.68 MPa,2号钉0.67 MPa,3号钉4.37 MPa,4号钉0.75 MPa,5号钉3.30 MPa、6号钉2.47 MPa。两组模型的整体刚度分别为:骨水泥结构448 N/mm、普通结构434 N/mm。钢板的最大应力均出现在结合孔:骨水泥结构701 MPa、普通结构420 MPa。螺钉的最大应力均出现在4号钉的尾端:骨水泥结构284 MPa、普通结构240.8 MPa。结论:通过有限元分析的方法证实肱骨近端PMMA骨水泥强化螺钉钢板固定骨质疏松性肱骨近端骨折能有效减少螺钉周围松质骨应力,增强骨折术后初始稳定性,从而防止螺钉穿出及肱骨头塌陷的发生。 展开更多
关键词 肱骨近端骨折 骨水泥 螺钉强化 有限元分析
下载PDF
钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的有限元分析
10
作者 陈心敏 刘舒畅 +8 位作者 张宇迪 范文科 陈盼 郭志 袁丁 罗石 周帅 黄涛 周勇 《生物骨科材料与临床研究》 CAS 2023年第6期9-13,19,共6页
目的探讨骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的可行性。方法选取1名志愿者的CT资料导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化,得到右侧股骨三维模型;运用Solidworks 2017软件画... 目的探讨骨水泥钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的可行性。方法选取1名志愿者的CT资料导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化,得到右侧股骨三维模型;运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,以STEP格式导入Hypermesh14.0软件中截骨得到SeinsheimerⅤ型普通股骨近端防旋髓内钉股骨转子下骨折模型,将螺旋刀片近端周围松质骨重新定义为骨水泥,得到钉道强化股骨近端防旋髓内钉模型。设置材料属性参数、边界条件、施加载荷,分别储存为K文件导入LS-DYNA软件求解。结果(1)与普通PFNA模型相比,钉道强化PFNA模型螺旋刀片基本无切割,头颈骨块的内翻和旋转角度较小,虽然局部应力稍大,但整体更趋稳定;(2)骨水泥强大的锚固力能稳定螺旋刀片,增强三点支撑的内侧作用点,并能传导、分散压力。结论与普通股骨近端防旋髓内钉相比,钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗高龄SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折可以有效减少头颈骨块内翻的旋转,避免螺旋刀片切割,更趋稳定。 展开更多
关键词 钉道强化股骨近端防旋髓内钉 骨质疏松 SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折 有限元分析
下载PDF
不同内侧柱支撑方式固定老年肱骨距缺失的肱骨近端骨折的有限元分析
11
作者 李长飞 乔宇 《生命科学仪器》 2023年第5期127-130,共4页
目的通过有限元分析比较三种不同内侧柱支撑方式固定肱骨距缺失的肱骨近端骨折的力学稳定性,为临床此类骨折的内固定选择提供参考。方法选取一名63岁老年女性肱骨近端骨折患者的右侧肱骨及左侧胫腓骨的CT平扫的影像学资料存储为DICOM格... 目的通过有限元分析比较三种不同内侧柱支撑方式固定肱骨距缺失的肱骨近端骨折的力学稳定性,为临床此类骨折的内固定选择提供参考。方法选取一名63岁老年女性肱骨近端骨折患者的右侧肱骨及左侧胫腓骨的CT平扫的影像学资料存储为DICOM格式。利用有限元分析软件重建肱骨、腓骨及骨水泥模型。利用逆向扫描及重建建立肱骨近端钛合金锁定板模型,按照肱骨距缺失的骨折形式截骨,并按照不同工况组装模型。将模型分为A、B、C三组即单纯钛合金锁定板组、钛合金锁定板联合自体腓骨植骨组、钛合金锁定板联合骨水泥组。并按螺钉数量不同分组(AE组、ACE组、全螺钉组)。利用Workbench 2021 R1做力学分析,设置各模型弹性模量、泊松比、接触方式后,计算肱骨模型的最大位移及钛合金锁定板的最大等效应力。结果A组中A1肱骨最大位移为4.6936 mm,A2肱骨最大位移为4.6065 mm,A3肱骨最大位移为4.5814 mm;A组中A1钛合金锁定板最大等效应力为238.69 MPa,A2钛合金锁定板最大等效应力为246.85 MPa,A3钛合金锁定板最大等效应力为247.33 MPa。B组中B1肱骨最大位移为2.9312 mm,B2肱骨最大位移为2.9214 mm,B3肱骨最大位移为2.9209 mm;B组中B1钛合金锁定板最大等效应力为66.037 MPa,B2钛合金锁定板最大等效应力为57.924 MPa,B3钛合金锁定板最大等效应力为57.726 MPa。C组中C1肱骨最大位移为3.3322 mm,C2肱骨最大位移为3.2777 mm,C3肱骨最大位移为3.2475 mm;C组中C1钛合金锁定板最大等效应力为240.6 MPa,C2钛合金锁定板最大等效应力为247.28 MPa,C3钛合金锁定板最大等效应力为247.84 MPa。结论在肱骨模型稳定性中,锁定板联合自体腓骨组最稳定、锁定板联合骨水泥组次之,单纯锁定板组最不稳定;随着螺钉数量增加,模型稳定性增加。在内固定断裂风险中,锁定板联合自体腓骨组风险最小,锁定板联合骨水泥组与单纯锁定板组风险相当。术者在选择手术方式时可根据具体情况选择具体方案。 展开更多
关键词 肱骨近端骨折 肱骨距缺失 老年 有限元分析 骨水泥
下载PDF
股骨转子间骨折不同固定方式影响股骨近端应力的有限元分析 被引量:6
12
作者 姜自伟 黄枫 +4 位作者 郑晓辉 虎群盛 庞智晖 周广全 李悦 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2016年第44期6599-6605,共7页
背景:股骨转子间骨折髓内与髓外固定方式的力学特点一直是有限元研究的热点,但国内对于股骨近端张力及压力侧对比研究较少。课题组研究发现,股骨近端应力带的分布是研究骨折及内固定设计与使用的重要依据。目的:探讨股骨转子间骨折采用... 背景:股骨转子间骨折髓内与髓外固定方式的力学特点一直是有限元研究的热点,但国内对于股骨近端张力及压力侧对比研究较少。课题组研究发现,股骨近端应力带的分布是研究骨折及内固定设计与使用的重要依据。目的:探讨股骨转子间骨折采用髓内及髓外固定对股骨近端压力侧及张力侧的应力影响。方法:通过对志愿者股骨CT扫描,Mimics建模,模拟EvansⅠ型股骨转子间骨折,分别采用股骨近端防旋髓内钉及动力髋螺钉固定,模拟双下肢负重时股骨近端的应力状况,运用Abaqus 6.13有限元分析软件进行计算,并对不同固定方式下股骨近端、固定器械压力侧及张力侧的应力进行分析。结果与结论:(1)股骨近端防旋髓内钉组压力侧及张力侧的应力均小于动力髋螺钉组,股骨近端防旋髓内钉固定后股骨近端的应力更加趋向于生理状态;(2)结果提示,股骨转子间骨折髓内固定较髓外固定具有更好的力学优势,髓内固定有利于股骨近端压力侧及张力侧的保护。 展开更多
关键词 股骨 骨折 应力 物理 有限元分析 组织工程 骨科植入物 骨植入物 股骨转子间骨折 张应力 压应力 有限元 广东省自然科学基金
下载PDF
有限元法分析尖顶距与股骨近端防旋髓内钉固定股骨转子间骨折稳定性的关系 被引量:12
13
作者 蔡群斌 邹霞 +5 位作者 胡剑涛 陈心敏 郑利钦 黄培镇 林梓凌 姜自伟 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2021年第6期831-836,共6页
背景:股骨近端防旋髓内钉是治疗股骨转子间骨折较为理想的一种内固定方式,但仍有6%-21%的内固定失败率,而尖顶距被认为是股骨近端防旋髓内钉术后失效的一个重要原因。尖顶距是指正侧位X射线片上所测量的从拉力螺钉尖端到股骨头顶点距离... 背景:股骨近端防旋髓内钉是治疗股骨转子间骨折较为理想的一种内固定方式,但仍有6%-21%的内固定失败率,而尖顶距被认为是股骨近端防旋髓内钉术后失效的一个重要原因。尖顶距是指正侧位X射线片上所测量的从拉力螺钉尖端到股骨头顶点距离的总和,现大多数学者认为保证头髓钉尖顶距≤25 mm预后较好,但仍存在较多争议。目的:探讨不同尖顶距影响股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的生物力学差异,为临床治疗转子间骨折提供新思路和实验基础。方法:选取1例左侧股骨转子间骨折患者CT资料,导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化得到右侧股骨三维模型。运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与切割为AO2.1型骨折的股骨模型按照标准手术技术装配,分别得到尖顶距为15,20,25,30 mm的4个模型,导入Hypermesh 14.0软件中划分网格,再以inp格式导入Abaqus 2016中,设置材料属性参数、边界条件、施加载荷后提交求解,在可视化模块中查看运算结果。结果与结论:①尖顶距值过大(30 mm)或过小(15 mm)时,股骨近端应力虽减小,但股骨头颈骨块和小转子骨块位移较大,内翻较严重;尖顶距值居中(20,25 mm)时,股骨头颈骨块位移和内翻较小,小转子骨块基本无移位;②股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折应调整尖顶距值于20-25 mm之间,骨折端稳定、移位小,具有较好的生物力学效果。 展开更多
关键词 骨折 尖顶距 股骨 转子间骨折 髓内钉 有限元分析 生物力学
下载PDF
基于Hypermesh 14.0和LS-DYNA的老年转子间骨折有限元建模分析 被引量:8
14
作者 何祥鑫 林梓凌 +4 位作者 李鹏飞 杜根发 孙文涛 陈心敏 梁子毅 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2018年第11期1725-1730,共6页
背景:目前运用有限元法分析股骨转子间骨折多局限于应力分布情况,多类型转子间骨折有限元断裂模型国内外未见报道。目的:运用Hypermesh 14.0及LS-DYNA模拟股骨近端侧方跌倒受力建立多型转子间骨折有限元断裂模型,评估模型效果,分析转子... 背景:目前运用有限元法分析股骨转子间骨折多局限于应力分布情况,多类型转子间骨折有限元断裂模型国内外未见报道。目的:运用Hypermesh 14.0及LS-DYNA模拟股骨近端侧方跌倒受力建立多型转子间骨折有限元断裂模型,评估模型效果,分析转子间骨折的力学发生机制。方法:选取1例单侧老年转子间骨折患者,获取健侧髋部CT影像资料,导入Mimics 19.0建立股骨近端几何模型,经Geomagic studio 2013光滑等处理,Hypermesh 14.0划分网格,设置材料参数,确定边界条件并赋予载荷参数,导入LS-DYNA求解器进行分析运算,在Hyper View中查看运算结果。结果与结论:(1)股骨近端的应力分布情况与既往研究高度符合,在持续剪切应力作用下获得EvansⅠ型转子间骨折模型,调整载荷后共获取6型骨折模型;(2)结果发现,基于Hypermesh14.0和LS-DYNA的有限元法可以较好的模拟转子间骨折断裂情况,剪切应力在转子间骨折的发生中起重要作用,以上结论可为转子间骨折防治提供一定的实验参考。 展开更多
关键词 骨科植入物 数字化骨科 老年转子间骨折 连续损伤力学 LS-DYNA软件 有限元分析 国家自然科学基金 股骨 骨折 有限元分析 组织工程
下载PDF
不同内固定方法治疗不稳定型粗隆间骨折的有限元分析 被引量:5
15
作者 贺洪辉 侯威 《现代医药卫生》 2015年第24期3700-3703,共4页
目的利用三维有限元技术对不稳定型粗隆间骨折及动力髋螺钉(DHS)、股骨近端髓内钉(PFN)、股骨近端锁定钢板(PF-LCP)进行建模,分析3种方式固定不稳定型粗隆间骨折(AO分型31-A2型、31-A3型)的生物力学特性及其稳定性,以期对不稳定型股骨... 目的利用三维有限元技术对不稳定型粗隆间骨折及动力髋螺钉(DHS)、股骨近端髓内钉(PFN)、股骨近端锁定钢板(PF-LCP)进行建模,分析3种方式固定不稳定型粗隆间骨折(AO分型31-A2型、31-A3型)的生物力学特性及其稳定性,以期对不稳定型股骨粗隆间骨折的治疗提供科学、客观、可靠的力学理论依据,指导临床治疗。方法建立31-A2型、31-A3型骨折模型(AO分型理想模型),分别采用DHS、PFN、PF-LCP 3种方式固定2种骨折,利用有限元方法模拟及分析正常载荷静止状态下单足中立位时3种方式固定2种骨折的生物力学稳定性。结果力学加载后在31-A2型、31-A3型骨折断面节点应力值及骨折线位移值最大者均为DHS,其次为PF-LCP,PFN应力及位移最小,三者最大应力在31-A2型分别为15.3、4.30、3.80 MPa,在31-A3型分别为56.9、31.16、16.63 MPa;3种方式骨折断面节点应力值比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。三者最大位移值在31-A2型分别为381、334、269μm,在31-A3型分别为430、333、271μm。2种骨折断面应力最均匀的固定方式为PFN,其次分别为PF-LCP、DHS;骨折位移最小的固定方式为PFN,其次分别为PF-LCP、DHS。结论在31-A2型、31-A3型骨折中PFN固定效果最优,其次分别为PF-LCP、DHS;DHS对股骨近端具有明显的应力遮挡效应,且在31-A3型骨折断面外侧区有应力过分集中现象,容易导致固定衰败,是不适用的。 展开更多
关键词 股骨骨折/外科学 有限元分析 骨螺丝 骨折固定术 骨钉 骨折固定术 髓内 股骨近端锁定钢板
下载PDF
内侧柱缺失型肱骨近端骨折不同固定方式的有限元分析 被引量:18
16
作者 刘炎 葛鸿庆 +1 位作者 管华 陈文治 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1384-1389,共6页
背景:肱骨近端内侧柱缺失型骨折为内固定术后并发症较高的一种骨折类型,肱骨近端锁定钢板在肱骨近端骨折中应用广泛,然而单独应用肱骨近端锁定钢板与肱骨近端锁定钢板联合腓骨支撑治疗肱骨近端内侧柱缺失型骨折的生物力学稳定性尚不明... 背景:肱骨近端内侧柱缺失型骨折为内固定术后并发症较高的一种骨折类型,肱骨近端锁定钢板在肱骨近端骨折中应用广泛,然而单独应用肱骨近端锁定钢板与肱骨近端锁定钢板联合腓骨支撑治疗肱骨近端内侧柱缺失型骨折的生物力学稳定性尚不明确。目的:采用有限元分析方法,探讨单独应用肱骨近端锁定钢板与肱骨近端锁定钢板联合腓骨髓内支撑对内侧柱缺失型肱骨近端骨折内固定模型生物力学稳定性的影响,并比较肱骨距螺钉在2种不同固定方式下对内侧柱支撑的差异性。方法:获取骨质疏松肱骨近端CT数据,按照肱骨解剖颈下5 mm截骨,建立肱骨近端内侧柱缺失型骨折模型,并分为A、B组。A组为肱骨近端锁定钢板组,其中A1组置入钢板近端全部螺钉,A2组为E钉空缺,A3组为D钉空缺;B组为肱骨近端锁定钢板联合腓骨髓内支撑组,其中B1置入钢板近端全部螺钉,B2组为E钉空缺,B3为D钉空缺。然后采用三维有限元法分析间接暴力状态下不同分组模型的生物力学稳定性。结果与结论:①在结构稳定性方面,B组明显优于A组,A组中A1、A3组结构稳定性相当,且优于A2组;B组中B1、B2组结构稳定性相当且优于B3组;②对于内侧柱缺失型肱骨近端骨折,肱骨近端锁定钢板联合腓骨髓内支撑的力学稳定性优于单独应用肱骨近端锁定钢板;当联合腓骨支撑时,置入钢板近端全部螺钉效果最优,其中D钉对肱骨近端内侧柱的支撑具有重要稳定作用。 展开更多
关键词 肱骨近端骨折 内侧柱缺失 肱骨近端内固定系统 植骨 有限元分析 生物力学
下载PDF
股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折主钉断钉失效:有限元仿真模型构建及有效性验证 被引量:7
17
作者 许隆 曾展鹏 +2 位作者 陈梓杰 张严 林梓凌 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2021年第30期4839-4844,共6页
背景:主钉断钉是股骨近端防旋髓内钉固定后必须翻修的失效类型之一。目前股骨转子间骨折断钉发生的生物力学原因多推断于内固定物的疲劳断裂,但目前仍没有直接的研究或方法来证明断钉发生的力学机制。因此构建股骨近端防旋髓内钉治疗股... 背景:主钉断钉是股骨近端防旋髓内钉固定后必须翻修的失效类型之一。目前股骨转子间骨折断钉发生的生物力学原因多推断于内固定物的疲劳断裂,但目前仍没有直接的研究或方法来证明断钉发生的力学机制。因此构建股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的有限元模型并实现断钉失效的可视化,对研究内固定失效的发生机制具有重要意义。目的:仿真模拟股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折断钉失效的生物力学过程。方法:选取于广州中医药大学第一附属医院创伤骨科住院治疗的髋部骨折患者1例的CT资料导入Mimics 19.0软件中,初步建立股骨近端三维模型,并在Geomagic Studio软件中进行表面优化处理。在SolidWorks软件中按照股骨近端防旋髓内钉规格参数构建股骨近端防旋髓内钉三维模型,装配组件,然后导入优化的股骨仿真三维模型,将股骨近端防旋髓内钉固定到到股骨近端,建立股骨与股骨近端防旋髓内钉装配模型。将装配模型导入Hypermesh软件对模型进行四面体网格划分,构建AO-31A1.3型(2018版)股骨转子间骨折,设置内固定材料疲劳临界参数及股骨材料参数、加载及边界条件、摩擦系数等,导出K文件在LS-DYNA软件求解。结果与结论:(1)裂纹最先出现于主钉螺旋刀片孔两侧薄弱处;(2)主钉断钉前,其最大Von Mises应力达412 MPa,断裂过程中股骨近端防旋髓内钉应力主要集中于主钉与螺旋刀片相交处及尾钉与主钉相交处;主钉断钉前,股骨应力主要分布于头颈处及大转子进针点周围,断钉过程中股骨最大Von Mises应力为248.3 MPa;(3)螺旋刀片尖端及股骨头在断钉过程中向内翻转成角,位移最明显;(4)与文献进行有效性验证结果提示,此模型能有效仿真股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折主钉断钉失效过程,主钉薄弱处为应力集中和破坏的重点区域。 展开更多
关键词 骨折 股骨转子 股骨近端防旋髓内钉 断钉失效 生物力学 有限元分析
下载PDF
老年股骨近端骨折的生物力学特性及临床应用 被引量:3
18
作者 柯嵩 于利 何宜谦 《中国骨质疏松杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1082-1086,共5页
近年来,随着人口老龄化的加重,股骨近端骨折的发生率呈明显的上升趋势。随着生物力学软件在医学建模上的应用及发展,利用有限元建模软件对人体骨骼进行生物力学分析及试验,来重建骨的微观结构、分析骨的力学规律成为当前研究的热点。笔... 近年来,随着人口老龄化的加重,股骨近端骨折的发生率呈明显的上升趋势。随着生物力学软件在医学建模上的应用及发展,利用有限元建模软件对人体骨骼进行生物力学分析及试验,来重建骨的微观结构、分析骨的力学规律成为当前研究的热点。笔者综述了股骨近端骨折的生物力学特性及近年来国内外股骨近端骨折生物力学研究取得的新进展,并结合新进展探讨了其中的一些不足和未来的发展方向,以期更为准确地预测老年股骨近端骨折的发生几率,为指导老年骨质疏松患者的个体化治疗、降低老年股骨近端骨折风险提供指导价值。 展开更多
关键词 股骨近端骨折 生物力学 有限元分析 骨质疏松
下载PDF
钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折:最佳骨水泥量有限元分析 被引量:17
19
作者 陈心敏 李文标 +5 位作者 熊凯凯 熊晓燕 郑利钦 李木生 郑永泽 林梓凌 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2021年第9期1404-1409,共6页
背景:骨质疏松和骨折类型是影响股骨近端防旋髓内钉内固定后失效的两个重要原因,而钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折可以有效降低术后失败率,但注入骨水泥的具体数量仍有待商榷。目的:探讨钉道强化股骨近... 背景:骨质疏松和骨折类型是影响股骨近端防旋髓内钉内固定后失效的两个重要原因,而钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年AO31-A3.3型股骨转子间骨折可以有效降低术后失败率,但注入骨水泥的具体数量仍有待商榷。目的:探讨钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的最佳骨水泥量。方法:选取1名志愿者CT资料导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化得到右侧股骨三维模型;运用Solidworks 2017软件画出内固定模型并与股骨模型按照标准手术技术装配,再导入Hypermesh 14.0软件中截骨得到AO31-3.3型股骨转子间骨折模型,将螺旋刀片近端周围松质骨重新定义为骨水泥,分别得到A(2.2 mL)、B(4.2 mL)、C(6.4 mL)3个不同骨水泥注入量的钉道强化股骨近端防旋髓内钉模型,设置材料属性参数、边界条件、施加载荷,分别导入LS-DYNA软件求解。结果与结论:①3个模型头颈骨块内翻和旋转角度、股骨近端整体应力无明显差异,但B、C模型螺旋刀片切割严重且出现螺旋刀片断裂,A模型螺旋刀片切割轻微无断裂;②骨水泥强大的锚固力能稳定螺旋刀片,但容易导致局部应力集中;③钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折注入的骨水泥量不宜过多,可能不超过3 mL具有最佳的生物力学效果。 展开更多
关键词 股骨 骨折 骨水泥 髓内钉 有限元分析 生物力学
下载PDF
骨质流失模式对股骨承载能力的影响
20
作者 樊黎霞 Eric Wang 《透析与人工器官》 2012年第4期1-7,共7页
本文用有限元法(FEA)研究了与年龄老化有关的骨质流失对人在摔倒时股骨承载能力的影响。这里共研究了四种骨质流失模式:密质骨均匀流失,股骨颈密质骨流失,股骨大转子密质骨流失和松质骨均匀流失。研究结果表明,密质骨非均匀流失比密质... 本文用有限元法(FEA)研究了与年龄老化有关的骨质流失对人在摔倒时股骨承载能力的影响。这里共研究了四种骨质流失模式:密质骨均匀流失,股骨颈密质骨流失,股骨大转子密质骨流失和松质骨均匀流失。研究结果表明,密质骨非均匀流失比密质骨均匀流失更加危险,而其中股骨大转子密质骨流失比股骨颈密质骨流失具有更低的承载能力。松质骨均匀流失也会引起股骨屈服和折断载荷的降低,但减少是有限的。这些结论将对由于骨质流失而引起的股骨骨折危险性临床诊断起参考价值。 展开更多
关键词 股骨上端 承载能力 有限元分析 老年骨质流失
下载PDF
上一页 1 2 3 下一页 到第
使用帮助 返回顶部