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髋关节的有限元分析

2023-03-23 19:50阅读:
编辑:杭州那泰科技 www.nataid.com
髋关节的有限元分析
为了使有限元分析模型反映实际情况,建模时以髋关节的实际形状为对象,建立髋关节的三维有限元模型,采用三维十结点四面体实体单元进行网格划分,共划分为121239个节点、112491个单元,外观整齐、逼真,网格适当,而且三维有限元图像还原性好,能从力学上真实代表实物,对于今后研究髋关节的生物力学行为、髋关节骨折及骨折后治型,这一模型反映了正常髋关节的几何形状和材料特性。
在所获取的髋关节三维有限元网格划分图上,对于髋关节网格密集的区域进行提取和分析,可以发现,在髋关节三维有限元模型上面,存在着如下应力集中分布区域,分别是弓状线,髂骨翼,髋臼后上方,坐骨结节以及小转子上方、稍偏股骨颈的后方处等(见图6~10)。疗和髋关节置换术等方面有极其重要的意义。目前髋关节的研究,较多偏重于股骨上端髓腔、股骨假体的设计及股骨的测量,而髋臼侧由于解剖结构的复杂性及患者个体
差异性的存在,除了通过骨性标志或X线片进行髋臼直接、间接测量CE角(股骨头中心点至髋臼顶外缘连线与双侧股骨头中心点连线的垂线的夹角)、外翻角及髋臼的深度等之外,很难对髋臼作进一步量化处理。
计算机辅助设计及图像技术的发展,不仅能进一步准确重建髋臼的解剖形态,而且还能达到对髋臼进行定量的测量。髋臼形态结构是髋关节保持稳定、发挥正常运动功能以及维持其软骨面良好受力状态的基础。在人工全髋关节置换术中,髋臼假体的稳定固定也依赖于假体与髋臼窝周围骨结构的紧密结合。然而,髋臼窝骨形态结构极为复杂,其中,臼窝内壁和边缘形态尤甚,通常很难在大体解剖或X线片下作三维形态的定量分析。
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