髋关节置换前后不同步态下股骨应力分布

发布时间：2017-09-26 07:36

  本文关键词：髋关节置换前后不同步态下股骨应力分布

  更多相关文章： 髋关节置换 应力遮挡 应力分布 步态

【摘要】：目的探讨人工髋关节置换(total hip replacement,THR)前后慢走及上下楼梯两种不同步态下股骨的生物力学性能,为髋关节假体的优化设计和制造提供理论基础。方法建立人工髋关节股骨的三维有限元模型,并进行有效性验证;计算慢走和上下楼梯时THR前后股骨的应力分布及应力遮挡率。结果慢走运动时,THR前股骨应力由近端到远端逐渐递增,在股骨中下段达到最大,最大应力为90.6 MPa;THR后股骨出现应力遮挡现象,股骨的应力幅值有所下降,最大应力为82.5 MPa,股骨近端假体周围大转子附近股骨遮挡率最大,总体遮挡率为14.9%~99.0%。此外,假体颈部出现过大的应力集中现象。上下楼梯运动时,股骨应力分布的变化规律与慢走运动时大体相似,但应力遮挡效应更为明显。结论植入假体后,上下楼梯时股骨近端出现较大应力遮挡,并且假体自身出现过大应力集中,会影响THR手术质量,建议病人在术后应尽量减少关节角变化较大的运动。
【作者单位】： 上海海事大学物流工程学院;
【关键词】： 髋关节置换 应力遮挡 应力分布 步态
【基金】：国家自然科学基金项目(31300783) 教育部博士点基金联合资助项目(20123121120004) 中国博士后科学基金项目(2014M561458) 上海海事大学科研基金项目(20130474) 上海高校一流学科-管理科学与工程 国家863计划项目(2013A2041106)
【分类号】：R687.4;R318.01
【正文快照】： 髋关节是人体最大的关节之一,是人体承载较大的关节[1]。日常活动中,髋部股骨承受大约体重3.5倍的载荷[2];在奔跑、攀爬等重体力活动中,这种载荷甚至能达到体重的12倍。髋关节受力较为复杂,并且活动范围较大,加上人们日常运动时不注意保护髋关节,当关节之间的软骨组织磨光后,

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 展影;雷新玮;屈瑾;祁吉;;不同股骨假体植入角度的髋关节表面置换术后股骨近端力学的有限元研究[J];国际医学放射学杂志;2010年05期

2 戴\戎;骨折内固定与应力遮挡效应[J];医用生物力学;2000年02期

3 郑晓雯;封小建;张延宾;;人工股骨柄形状和表面处理对置换术后假体和人体股骨应力分布影响的有限元分析[J];医用生物力学;2006年04期

4 徐南伟;孙荣彬;王禹基;侯丽丽;赵峰;;组配式髋表面置换股骨头假体植入后股骨近段应力变化的有限元分析[J];医用生物力学;2008年06期

5 韩树洋;葛世荣;;人工全髋关节置换术对天然股骨生物力学行为的影响[J];医用生物力学;2010年06期

6 严世贵,何荣新,陈维善,吴浩波,余世策;全髋关节置换前后股骨应力变化的有限元分析[J];中华骨科杂志;2004年09期

7 林凤飞;郑明;林朝晖;宋卫;林清坚;谢建荣;陈日齐;;人工髋关节不同材料假体对骨界面的应力分布研究[J];中国矫形外科杂志;2008年07期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑曙翘;髋关节股骨假体中心化25例分析[J];安徽医学;2005年04期

2 黄晶晶;杨柯;;镁合金的生物医用研究[J];材料导报;2006年04期

3 颜廷亭;谭丽丽;熊党生;张炳春;杨柯;;医用镁金属材料的研究进展[J];材料导报;2008年01期

4 梁芳慧;李彤;李敬;黄永玲;杜国跃;;烧结钴铬钼合金股骨柄的室温力学性能及疲劳性能试验[J];材料科学与工程学报;2010年05期

5 杨正青;宋丽琴;;骨水泥型加长柄人工关节置换术治疗老年股骨粗隆间骨折疗效观察[J];长治医学院学报;2012年03期

6 张屹;;高龄股骨颈骨折患者行髋关节置换术的疗效观察[J];当代医学;2010年32期

7 袁艾东;李文锐;李文虎;;人工股骨头置换术在高龄不稳定股骨粗隆间骨折中的应用(附21例报告)[J];中国医师杂志;2006年09期

8 周广全;何伟;庞智晖;陈镇秋;魏秋实;;基于参数化联合建模法建立膝关节单髁置换三维有限元模型的研究[J];广东医学;2012年03期

9 元占玺;郭爱军;戈龙生;蒋涛;胡秀杰;;股骨粗隆部加长柄股骨假体置换治疗老年股骨粗隆间骨折[J];中国骨与关节损伤杂志;2010年01期

10 傅天水;黄奕铁;黄凯;凌振良;;全髋关节置换术在股骨粗隆间骨折治疗失败中的应用(附18例报告)[J];中国骨与关节损伤杂志;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 叶金铎;武汉;王秀华;门玉涛;张春秋;;人体髋关节的三维重建与有限元多体模型[A];第九届全国生物力学学术会议论文汇编[C];2009年

2 杨汝;牛文鑫;丁祖泉;高建新;;完整股骨有限元建立及其应用于正常站立位生物力学分析[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（下册）[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 毛丽贺;医用镁钙锌合金成分设计及表面改性研究[D];天津大学;2009年

2 张保平;医用Mg-Zn-Ca合金的制备及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 张春艳;镁合金表面生物陶瓷涂层制备及其降解行为的研究[D];重庆大学;2011年

4 刘妍;AZ91D镁合金微弧氧化工艺及成膜行为研究[D];浙江大学;2012年

5 付青格;天鹅型记忆接骨器对实验性骨折愈合的影响与相关机理及临床应用研究[D];第二军医大学;2005年

6 邢叔星;新型点接触锁定加压接骨板的研制与初步实验研究[D];第三军医大学;2007年

7 刘文广;套接式翻修假体设计、初步应用及三维有限元优化[D];山东大学;2008年

8 李峰;股骨颈保留型人工髋关节置换的临床应用及生物力学研究[D];华中科技大学;2009年

9 殷浩;全髋关节置换术中股骨偏心距重建的基础与临床研究[D];苏州大学;2008年

10 曹宁;表面改性医用碳/碳复合材料及其性能研究[D];山东大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年

2 杨阳;自体骨复合旋转铰链膝关节假体治疗股骨远端骨巨细胞瘤的临床应用和有限元分析[D];第二军医大学;2011年

3 陈福文;可降解Mg-6%Zn/β-Ca_3（PO_4）_2复合材料组织与性能的研究[D];中南大学;2011年

4 汪瑞芳;Mg-Zn-（β-TCP）复合材料生物相容性评价[D];中南大学;2011年

5 周伟;下颌骨骨折坚强内固定后应力遮挡效应的三维有限元研究[D];天津医科大学;2011年

6 何胜英;生物可降解Mg-Zn系合金及其复合材料研究[D];天津理工大学;2011年

7 王泽庆;生物医用AZ31B镁合金表面微弧氧化膜层的制备及性能研究[D];辽宁大学;2011年

8 穆杰;基层医院交锁髓内钉与动力加压接骨板治疗胫骨干骨折的变化趋势及疗效分析[D];郑州大学;2010年

9 宗阳;可降解骨内植入材料用镁合金JDBM表面改性的研究[D];上海交通大学;2011年

10 刘石磊;人工髋关节柄-宿主骨系统生物力学研究[D];上海交通大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陆晴友,吴岳嵩,王成焘;股骨近端解剖形态的CT三维重建与分析[J];第二军医大学学报;2005年09期

2 张美超,史风雷,赵卫东,欧阳钧,钟世镇;髋关节外展不同角度股骨颈应力分布的有限元分析[J];第一军医大学学报;2005年10期

3 桂鉴超,周强,顾湘杰,沈海琦,马昕,陈劲松,王以进;股骨质量对人工髋关节置换之影响的三维有限元分析[J];骨与关节损伤杂志;2000年03期

4 张怡元,李超雄,林焱斌,蔡崇旺,刘毓顺,陈日齐;重建髋臼前后柱完整性的生物力学研究[J];骨与关节损伤杂志;2003年09期

5 杨述华,刘勇;人工关节置换术未来发展与挑战[J];国外医学.骨科学分册;2005年01期

6 姜海波;葛世荣;;骨水泥与置换髋关节的界面力学计算[J];机械工程材料;2008年01期

7 杜东鹏,于进祥,葛宝丰;腰椎间盘膨隆的有限元分析[J];颈腰痛杂志;2000年01期

8 尚鹏,闫贺庆,王成焘;基于个体材料和几何特性的人体股骨振动模态分析[J];上海交通大学学报;2003年S2期

9 严世贵;吴浩波;余世策;;全髋关节置换前后股骨侧应力的理论分析[J];生物医学工程学杂志;2006年03期

10 李伟,陆皓,孙康,乔秀颖;复合材料与金属材料髋关节假体应力分布的三维有限元分析[J];生物骨科材料与临床研究;2005年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姜海波;人体下肢关节系统的生物力学行为研究[D];中国矿业大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵静辉;周延民;李春艳;;种植体螺纹位置对应力分布影响的有限元研究[J];华西口腔医学杂志;2008年06期

2 魏红,巢永烈,罗云;全下颌改良杆卡式种植覆盖义齿不同加载部位对其应力分布的影响[J];实用口腔医学杂志;2000年02期

3 赵云凤,黄苏华;用有限单元法分析固定桥受载的应力分布[J];华西医科大学学报;1989年04期

4 舒克里,程祥荣,张倩;Ⅰ形杆卡应力分布的三维有限元法分析[J];口腔医学研究;2003年03期

5 施斌,周铸民;垂直负荷对种植体边缘骨应力分布的影响[J];中华口腔医学杂志;2004年03期

6 周书敏,何明元,张延宏,杨成寿,阚常珍;牙根尖区应力分布的三维有限元计算[J];北京医科大学学报;1988年01期

7 鲍利红;陶庭亮;边华琴;张志宏;;平台转换种植体周围应力分布的三维有限元分析[J];临床口腔医学杂志;2012年07期

8 王军，刘亚平，黄耀添，，褚晓朝;足底压应力分布视频图像微机测试系统的建立与应用[J];中华物理医学杂志;1994年01期

9 廖东华,李珏,匡震邦,曾衍钧;定常流场内皮细胞表面应力分布的数值分析[J];医用生物力学;2000年02期

10 王序全,吴梅英,李起鸿;轴向加压对人胫骨骨折部应力分布的影响[J];中华创伤杂志;1996年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赖红昌;张保卫;张建中;杨宠莹;薛淼;;种植体直径变化对应力分布的影响[A];中华口腔医学会第三次全国口腔修复学术会议论文集[C];1997年

2 窦林名;何学秋;;煤岩特性对应力分布影响的实验研究[A];第七届全国岩石动力学学术会议文集[C];2000年

3 丰碧云;李强;;转K4转向架弹簧托板动应力分布拟合[A];2005年全国机械可靠性学术交流会暨“车辆与工程装备质量与可靠性论坛”论文集[C];2005年

4 刘园;卢凯良;张卫国;宓为建;;多板交汇复杂板壳结构应力分布仿真和裂纹扩展原因分析[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2012年

5 黄兴;刘红欣;;冷成型薄壁C型钢应力分布及弯心测定实验装置的设计[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年

6 曾艳;王嘉德;;下颌第一磨牙颊舌尖磨损程度对牙应力分布的影响[A];2007年第七次全国牙体牙髓病学学术会议论文集[C];2007年

7 张燕;秦晓红;姚激;;牙根表面曲度对牙根应力分布的三维有限元分析[A];全国第八次牙体牙髓病学学术会议论文汇编[C];2011年

8 黄海晶;金鸿宾;王志彬;马建雄;张清功;;跟骨应力分布的三维有限元分析[A];2009第十七届全国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编[C];2009年

9 王杭;田卫东;刘磊;;不同加载方式及咬合部位对下颌骨应力分布的影响[A];第三届全国口腔颌面部创伤暨修复重建学术研讨会论文汇编[C];2003年

10 燕少博;石健;纪思萌;王晶;;水泵钳的性质及力学研究[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 卢俊;断牙再接后的前牙应力分布三维有限元分析[D];辽宁医学院;2012年

2 鲍利红;平台转换种植体周围应力分布的三维有限元分析[D];安徽医科大学;2012年

3 谢晓明;无粘性颗粒堆的应力分布[D];中南大学;2002年

4 汪娜;Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn分裂预成根管桩对牙根应力分布的有限元分析及其优化设计[D];第四军医大学;2010年

5 巴晶晶;大龄儿童DDH髋臼周围截骨区域应力分布的三维有限元研究[D];第四军医大学;2013年

6 黄

本文编号：922283