TKA股骨假体位置与膝关节屈伸过程中侧副韧带张力相关性的有限元分析

发布时间：2021-03-28 06:54

　　目的:利用有限元分析软件,对TKA术后不同股骨假体位置的膝关节的屈伸过程进行仿真模拟,收集内外侧副韧带张力变化的数据,探究股骨假体位置对内外侧副韧带张力的影响。方法:1.TKA术后膝关节三维有限元模型的构建对一健康志愿者的膝关节行CT和MRI扫描,利用二维图像数据重建膝关节三维模型,利用逆向工程技术构建PS假体三维模型,按照TKA标准的手术方式,模拟术中理想股骨假体位置及偏离理想位置的截骨、假体安装,并结合文献数据,定义膝关节各骨骼、韧带及假体各部分的材料属性、相应载荷和边界条件。2.股骨假体位置对内外侧副韧带张力的影响对构建成功的不同股骨假体位置的膝关节模型的屈伸过程进行有限元分析,观察内外侧副韧带张力变化情况并进行相关性分析。结果:1.TKA术后膝关节三维有限元模型的构建（1）构建了包含骨骼、内外侧副韧带、髌韧带等结构在内的膝关节三维模型,确定了符合国人解剖结构特性的标志点和标志线,建立了符合个体情况的下肢力线。（2）构建了较完整的人工膝关节PS假体几何模型。（3）建立了理想股骨假体位置及偏离理想位置的TKA术后膝关节三维有限元模型。2.股骨假体位置对内外侧副韧带张力的影响（1）股... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CT二维图像导入Mimcs17.0软件中点击ProfileLine按钮，在主窗口穿越骨骼画一条线，选择StartThreholdin,

图 1-2 基于 CT 二维图像建立的左下肢全长三维数字化模型1.3.2.2 MRI 二维图像导入及三维仿真数字模型建立使用 MRI 二维图像建立仿真三维模型过程与 CT 二维图像建立下肢全长方法类似，MRI 图像可以显示软骨、半月板韧带等组织，但不同组织间灰度差较小，通过计算机阈值分割方法计算蒙版时噪点较多，本研究采用局部阈值选择方法逐层选择需要的部分，需要操作者具有扎实的解剖知识及阅片经验，本操作由

图 1-3 基于 MRI 二维图像建立的膝关节三维数字化模型1.3.2.3 膝关节三维模型配准与修饰由于 CT 和 MRI 数据基于不同坐标系下扫描获取，MRI 数据常用于重建软骨、韧带及半月板等软组织，而在骨骼重建上基于 CT 重建的三维模型更精确[8]。通过 CT 和 MRI 数据都可以得到骨骼三维模型，为准确配准模型，基于 CT 和MRI 重建出的骨骼模型上股骨干中点、通髁线中点、髁间窝解剖标志，根据三维图像的配准原理进行模型配准，进而得到含骨骼、韧带的人体膝关节三维几何模型[9-11]。在 3-matic 软件中进行匹配操作，将膝关节的韧带及骨组织模型进行配准获取包含 MCL、LCL 的人体膝关节完整的解剖仿真模型(图 1-4)。


本文编号：3105089