应用三维有限元分析正常站立位股骨近端结构生物力学特性

被引：25

作者：

付鑫 ^{[1
]}

马信龙 ^{[1
,2
]}

马剑雄 ^{[1
]}

张清功 ^{[3
]}

董宝康 ^{[1
]}

机构：

[1] 天津医科大学总医院骨科

[2] 天津市天津医院

[3] 天津医科大学生物医学工程系

来源：

中国组织工程研究与临床康复 | 2009年 / 13卷 / 52期

基金：

天津市自然科学基金;

关键词：

股骨; 有限元模型; 生物力学;

D O I：

暂无

中图分类号：

R318.01 [生物力学];

学科分类号：

100103 [病原生物学];

摘要：

背景:目前股骨有限元研究较多,但以往的研究多集中于股骨外部的生物力学方面,关于股骨近端的生物力学研究较少。目的:建立股骨近端结构的三维有限元模型,对正常站立位下的股骨近端生物力学特性进行分析以指导临床工作。设计、时间及地点:三维有限元建模分析试验,于2008-12/2009-04在天津医科大学总医院完成。对象:天津医科大学总医院志愿者1名,男性,30岁,应用X射线排除股骨病变及损伤等情况。方法:在Mimics中直接读取符合Dicom3.0标准的股骨近端原始CT数据,经阈值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型,后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型,然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型加载200N的垂直载荷,观察股骨近端内部应力分布。主要观察指标:对模型施加200N垂直载荷,观察股骨近端的Vonmises应力分布。结果:应用Mimics和Ansys软件建立了股骨近端有限元模型,观察到股骨近端内部的应力分布,验证了结构与功能的对应关系。结论:应用Mimics可以建立更符合股骨近端机械结构和力学性质的三维有限元模型,据此模型得到的股骨近端力学特性分析结果更为可信,可以辅助指导临床应用。

引用

页码：10241 / 10246

页数：6

共 15 条

[1]

Investigation into the effect of varus–valgus orientation on load transfer in the resurfaced femoral head: A multi-femur finite element analysis.[J].I.A.J. Radcliffe;M. Taylor.Clinical Biomechanics.2007, 7

[2]

Bone remodelling inside a cemented resurfaced femoral head [J].