股骨近端防旋髓内钉固定治疗累及外侧壁的股骨转子间骨折有限元分析

发布时间：2020-10-27 11:54

　　 目的:基于老年股骨近端CT影像数据,利用三维有限元法研究累及外侧壁的股骨转子间骨折、应用股骨近端防旋髓内钉(PFNA)固定治疗后,PFNA内置物于股骨近端各解剖部位的应力值,探讨股骨近端有限元模型的建立及外侧壁完整性对于转子间骨折的意义。方法:选取老年男性1名,通过影像学检查排除髋关节疾病,并确定其符合正常人体股骨近端解剖,对其进行医学CT扫描成像,利用Mimics17.0医学交互软件及Geomagic studio2012逆向工程软件建立精确的股骨近端三维有限元模型,模拟AO分型为31-A1.2型的转子间骨折,分别模拟外侧壁完整及同时存在外侧壁骨折时的冠状位移位,并与PFNA内固定装置装配,形成一体三维有限元模型。力学加载及有限元分析利用Abaqus软件完成,对模型的股骨头、颈、骨折断端、外侧壁、内置物进行有限元分析,观察在同一载荷下,不同程度骨折复位以及有无外侧壁时,模型各个部位应力值,对数据完成整理、分析及研究后,进一步分析外侧壁的临床意义。结果:应用该软件计算得出内置物在股骨近端各个解剖部位应力分布云图,骨折断端解剖复位、外侧壁完整时,股骨头、颈、主钉以及断端处内置物应力分别为:0.40MPa、30.05 MPa、74.35 MPa、121.68 MPa,外侧壁骨折时以上各部位应力值为:0.82 MPa,47.32 MPa,151.92 MPa,266.88 MPa,增加约100%;向前或向后每增加5%冠状位复位丢失,各个部位的应力以约10%递增,外侧壁骨折、复位丢失20%,主钉应力为468.43 MPa,是外侧壁完整、骨折端100%复位时应力:121.68 MPa的三倍。结论:应用PFNA治疗累及外侧壁的股骨转子间骨折,内置物应力将成倍增加,伴随冠状位复位丢失时,主钉与螺旋刀片结合部位,应力增加最为显著。
【学位单位】：中国医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R687.3
【部分图文】：

图 3股骨正位 DR属盛京医院 Philips Brillance 1ion 1.18 工作站； CPU 及 2GB 内存的个人计算机化三维医学影像交互式软件（理软件（达索 SIMULIA 公司，eomagic studio2012（Raindrop

图 4 股骨近端 CT 扫描图像股骨近端三维数据模型真实 CT 扫描数值进行图像的三维处理及编所需的相关参数，所以具有方便、良好的得的 Dicom 格式的 CT 数据导入 Mimics17人股骨近端解剖特征明确 CT 图像的 Hu(Ho，在该值的区域内，对 CT 数据完成选取、相应轮廓及完成阈值分割的方法进行提取的范围，因其灰度特性的不同，图像材料骼区域边界。始于股骨头，向远端提取 18此时的股骨内外轮廓呈不规则型，为锯齿光滑处理，主要目的是提高模型表面质量

(3)直径 4.9mm，长度 35mm 的横锁钉 2 个。将上述中已建立好的股骨皮质骨模型、股骨松质骨模型、内固定三维有限元模型一起导入Solidworks中进行装配（图8），并进行载荷预实验，按照以往的参考文献[16-17]所给出的方法：按照轴向载荷以及边界条件进行计算，得到的股骨接触压力(6.58 MPa)与文献中的压力值5-10 MPa相近，因此可以判定本研究的模型可靠有效。图 8 股骨模型与PFNA内置物装配模型
【参考文献】

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本文编号：2858489