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冲击条件下骨盆动脉损伤有限元模型的建立及验证

发布时间:2019-03-03 19:38
【摘要】:目的构建并验证含动脉的骨盆-股骨-软组织复合体的三维有限元模型,研究骨盆动脉在侧向冲击条件下的力学响应。方法基于1名女性志愿者的骨盆CT图像,建立骨盆及其动脉的三维有限元模型,包括骨、动脉、周围软组织以及骶髂关节、髋关节和耻骨联合等骨盆关节软骨和韧带。采用线弹性实体单元模拟骨骼,采用非线性的弹性连接单元模拟韧带,软组织包括软骨、包裹软组织和动脉等采用超弹性材料和实体单元仿真。以22.1 kg的冲击质量,3.13和5m/s的冲击速度对坐位下的复合体进行侧面碰撞,记录模型的输出。结果计算结果与文献报道的实验结果一致。3.31和5 m/s冲击速度下动脉的最大等效应力分别为98和216 kPa,最大拉伸应变为14.9%和20%,但不至于导致动脉断裂。结论所建立的骨盆-股骨-软组织复合模型可用于冲击载荷下骨盆动脉的动态响应和损伤分析,为预测动脉损伤程度提供生物力学依据。
[Abstract]:Aim to construct and verify a three-dimensional finite element model of pelvis-femur-soft tissue complex with artery and to study the mechanical response of pelvic artery under lateral impact. Methods based on the pelvic CT images of a female volunteer, a three-dimensional finite element model of pelvis and its arteries, including bone, artery, surrounding soft tissue, sacroiliac joint, hip joint and pubic joint, was established. Linear elastic solid element was used to simulate bone, nonlinear elastic connecting element was used to simulate ligament, soft tissue including cartilage, wrapped soft tissue and artery were simulated by hyperelastic material and solid element. With the impact mass of 22.1 kg, the impact speed of 3.13 and 5m/s, the complex under sitting position was collided sideways, and the output of the model was recorded. Results the calculated results were in good agreement with the experimental results reported in the literature. The maximum equivalent stresses of the arteries at the impact velocities of 3.31 and 5 kPa, were 98.9% and 20%, respectively, but did not lead to arterial rupture. The results showed that the maximum tensile stress of the arteries at the impact velocities of 3.31 and 5 m / s was 14.9% and 20%, respectively. Conclusion the pelvis-femur-soft tissue composite model can be used to analyze the dynamic response and injury of pelvic artery under impact loading, which can provide biomechanical basis for predicting the degree of arterial injury.
【作者单位】: 上海交通大学机械与动力工程学院 生物医学制造与生命质量工程研究所;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;上海交通大学附属第一人民医院骨科;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB711000) 上海市科委基金项目(114119a2400) 机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目(MSV201202) 上海市松江区卫生局经费资助项目(2011LX14)
【分类号】:R318.08

【参考文献】

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1 张奉琪,张英泽,潘进社,彭阿钦,吴昊天,赵立力,姚双权;骨盆前环后环骨折与骨盆动脉损伤的相关性研究[J];中国骨与关节损伤杂志;2005年08期

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3 王冬梅;董谢平;张琳琳;;侧向冲击载荷作用下股骨-骨盆复合体的生物力学响应[J];医用生物力学;2011年06期

4 王冬梅;董谢平;王尚城;王成焘;;侧向冲击载荷作用下髋护具对股骨-骨盆复合体生物力学响应的影响[J];医用生物力学;2012年01期

5 张奉琪,潘进社,张英泽,彭阿钦;骨盆骨折血管损伤的解剖学基础[J];中国临床解剖学杂志;2004年02期

【共引文献】

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3 李正东;邹冬华;刘宁国;黄平;陈忆九;;人体骨盆有限元模型的建立及其在法医学鉴定中的应用价值[J];法医学杂志;2010年06期

4 潘进社;张英泽;张奉琪;彭阿钦;;骨盆骨折X线表现及轴向CT相关性研究[J];中国骨与关节损伤杂志;2006年06期

5 刘士明;周恩昌;任鹏;李邦国;;经改良髂腹股沟入路治疗Tile C型骨盆骨折[J];中国骨与关节损伤杂志;2008年12期

6 潘进社;张英泽;陈伟;;骶髂关节应用解剖及生物力学研究进展[J];国际骨科学杂志;2007年04期

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10 王尚城;侧面冲击下骨盆动脉损伤的生物力学研究[D];上海交通大学;2013年

【二级参考文献】

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6 姚家庆;戴蘅茹;,

本文编号:2434030


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