股骨髁软骨正常步态下的生物力学及C型骨折术后修复的在体运动学研究
发布时间：2021-04-16 18:42
关节软骨属于多孔且含水率极高的粘弹性软组织,因其具有减震和较小摩擦系数等独特性能而在人体的关节功能结构中占有特殊的位置和功能作用,由于由于关节软骨运动量大,应力大,容易发生损伤,而且关节软骨缺少血管、依靠关节液获取营养,再生能力差,软骨损伤以后通常不能自行修复。因此,研究关节软骨损伤的运动生物力学机制及动态客观评估软骨修复效果具有重要的科学意义和临床价值。关节软骨损伤与软骨下骨的生物力学环境关系密切。关节软骨由少量软骨细胞与大量软骨细胞外基质组成,基质主要成分是胶原纤维和糖蛋白,从关节表面到骨髓腔,关节软骨的结构可以分成以下四层:表层,移行层,柱状层,钙化层,各层之间结合紧密。局部的压缩和摩擦不断累积可以导致软骨出现骨化,纤维化,裂缝等等慢性损伤;运动损伤或骨折可造成关节软骨不同程度的急性损伤。例如在一个正常步态周期中,站立期,膝关节软骨承受身体轴向压缩重量,在下蹲或身体扭转情况下,膝关节软骨承受轴向压缩和扭转双重作用力,因此,膝关节各部位特别是股骨髁的生物力学环境与膝关节软骨损伤的生物力学机制关系密切。股骨远端C型骨折是一种严重的关节内骨折,随着技术的进步,关节内骨折愈合不再是一个大...
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１?－１美国ＧＥ３．０ＴＭＲ丨扫描机?＾??ＦＩＧ．?１－１?ＵＳＡ?ＧＥ３．０ＴＭＲＩ?ｓｃａｎｎｅｒ??－１９－??
骨、半月板、软骨、韧带等蒙版模型，之后运用计算零件工具生成最佳质量的零件模??型，再对模型进行光顺处理，最后将模型导出为ＳＴＬ格式文件保存。接着将ＳＴＬ文件??导入Ｇｅｏｍａｇｉｃ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１３软件中，ＳＴＬ文件将转换成由许多三角形网格构成的多边??形模型。首先，对模型进行网格医生检查，软件将自动修复有明显问题的模型网格，??接着手动删除模型表面凹凸不平位置的三角形网格，然后用填充单个孔命令或全部填??充孔命令对上一步删除的位置进行补孔。之后利用删除钉状物、去除多余特征、优化??光滑等命令对模型做进一步处理，生成合格的多边形模型。下一步，通过精确曲面模??块的自动探测轮廓线功能在模型上生成轮廓线，再使用编辑轮廓线中的绘制、抽娶??松弛、分裂、合并等命令对变形或者不合理的轮廓线进行手工编辑修改。然后利用构??造曲面片的自动估计命令参照模型上的轮廓线生成曲面片，同时软件自动检查路径相??交的曲面片边界线，并通过修理曲面片、移动曲面片、松弛曲面片等命令对有相交的??边界线进行修改，得到可进行下一步操作的合格曲面片模型。接下来，由曲面片模型??构造格栅，勾选自动修复相交区域的格栅并清除锐化点。最后，将格栅模型通过拟合??曲面命令生成曲率光顺的三维曲面，再将拟合完成的曲面导出为通用格式Ｘ＿Ｔ的几何??模型。（图?１－３、４、５、６、７、８、９、１０）??图１－３多边形模型?图１－４轮廓线模型??ＦＩＧ．?１－３?ｐｏｌｙｇｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ＦＩＧ．?１－４?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｍｏｄｅｌ??－２１?－??
骨、半月板、软骨、韧带等蒙版模型，之后运用计算零件工具生成最佳质量的零件模??型，再对模型进行光顺处理，最后将模型导出为ＳＴＬ格式文件保存。接着将ＳＴＬ文件??导入Ｇｅｏｍａｇｉｃ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１３软件中，ＳＴＬ文件将转换成由许多三角形网格构成的多边??形模型。首先，对模型进行网格医生检查，软件将自动修复有明显问题的模型网格，??接着手动删除模型表面凹凸不平位置的三角形网格，然后用填充单个孔命令或全部填??充孔命令对上一步删除的位置进行补孔。之后利用删除钉状物、去除多余特征、优化??光滑等命令对模型做进一步处理，生成合格的多边形模型。下一步，通过精确曲面模??块的自动探测轮廓线功能在模型上生成轮廓线，再使用编辑轮廓线中的绘制、抽娶??松弛、分裂、合并等命令对变形或者不合理的轮廓线进行手工编辑修改。然后利用构??造曲面片的自动估计命令参照模型上的轮廓线生成曲面片，同时软件自动检查路径相??交的曲面片边界线，并通过修理曲面片、移动曲面片、松弛曲面片等命令对有相交的??边界线进行修改，得到可进行下一步操作的合格曲面片模型。接下来，由曲面片模型??构造格栅，勾选自动修复相交区域的格栅并清除锐化点。最后，将格栅模型通过拟合??曲面命令生成曲率光顺的三维曲面，再将拟合完成的曲面导出为通用格式Ｘ＿Ｔ的几何??模型。（图?１－３、４、５、６、７、８、９、１０）??图１－３多边形模型?图１－４轮廓线模型??ＦＩＧ．?１－３?ｐｏｌｙｇｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ＦＩＧ．?１－４?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｍｏｄｅｌ??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]业余马拉松运动员半程马拉松跑前跑后膝关节软骨的MRI T2*值定量研究[J]. 张晏境,张莉,姚婉贞,郑孝众,张懿,刘海龙,丁建平. 中华放射学杂志. 2019(10)
[2]3D打印个性化截骨导板辅助全膝关节置换术治疗膝骨关节炎合并关节外畸形[J]. 宋泽,周章武,汪千根. 世界最新医学信息文摘. 2019(20)
[3]运动项目选择的生物力学研究——从膝关节承重的视角[J]. 唐小英. 体育科技. 2017(04)
[4]3D打印技术辅助人工全膝关节置换术治疗合并关节外畸形的膝骨关节炎[J]. 许志庆,王武炼,庄至坤,张怡元. 中国修复重建外科杂志. 2017(08)
[5]个体化数字导航模板辅助儿童肘内翻畸形精准截骨[J]. 郑朋飞,陈杰,徐鹏,江波,姚庆强,王黎明. 中国骨伤. 2017(04)
[6]国产3D打印个性化全颞下颌关节的临床初步应用[J]. 郑吉驷,张善勇,杨驰,于洋,姜闻博,李慧武,王翔宇,焦子先,钟晓琪. 上海交通大学学报(医学版). 2016(09)
[7]3D打印技术在人工关节假体方面的应用与进展[J]. 张宇航,祖罡,毕大卫. 中国骨与关节损伤杂志. 2016(02)
[8]基于3D打印和接骨板标准件库数字化的股骨远端骨折内固定[J]. 林海滨,黄文华,陈宣煌,张国栋,余正希,吴献伟,吴长福,陈旭. 中华医学杂志. 2016 (05)
[9]不同压缩速率下关节软骨力学性能的有限元模拟[J]. 秦晓怡,高丽兰,张慧,张春秋,葛洪玉,刘志动. 山东大学学报(理学版). 2016(03)
[10]不同屈曲状态下膝关节韧带生物力学的有限元分析[J]. 何川,李彦林,张振光,仝路,王国梁. 中国运动医学杂志. 2015(07)
博士论文
[1]全膝关节置换术后三维步态分析与个性化多体动力学建模初步探索[D]. 熊然.第三军医大学 2017
[2]膝关节股骨髁软骨缺损的临床和三维有限元仿真研究[D]. 李青.昆明医科大学 2015
[3]膝关节力学建模与屈曲运动生物力学特性研究[D]. 王建平.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]人体膝关节胫股关节高屈曲运动特性分析[D]. 孙少开.河南理工大学 2015
[2]跑步和楼梯运动对膝关节不同部位软骨影响的MR定量研究[D]. 陈蒙.暨南大学 2015
[3]股骨远端肿瘤手术重建方式的生物力学研究[D]. 姚子龙.南方医科大学 2015
[4]326例膝关节骨软骨骨折病例流行病学分析及可吸收软骨钉治疗膝关节骨软骨骨折的疗效分析[D]. 程智涛.湖北中医药大学 2014
[5]成人股骨远端骨折流行病学调查与分析[D]. 程家祥.河北医科大学 2014
本文编号：3141966
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１?－１美国ＧＥ３．０ＴＭＲ丨扫描机?＾??ＦＩＧ．?１－１?ＵＳＡ?ＧＥ３．０ＴＭＲＩ?ｓｃａｎｎｅｒ??－１９－??
骨、半月板、软骨、韧带等蒙版模型，之后运用计算零件工具生成最佳质量的零件模??型，再对模型进行光顺处理，最后将模型导出为ＳＴＬ格式文件保存。接着将ＳＴＬ文件??导入Ｇｅｏｍａｇｉｃ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１３软件中，ＳＴＬ文件将转换成由许多三角形网格构成的多边??形模型。首先，对模型进行网格医生检查，软件将自动修复有明显问题的模型网格，??接着手动删除模型表面凹凸不平位置的三角形网格，然后用填充单个孔命令或全部填??充孔命令对上一步删除的位置进行补孔。之后利用删除钉状物、去除多余特征、优化??光滑等命令对模型做进一步处理，生成合格的多边形模型。下一步，通过精确曲面模??块的自动探测轮廓线功能在模型上生成轮廓线，再使用编辑轮廓线中的绘制、抽娶??松弛、分裂、合并等命令对变形或者不合理的轮廓线进行手工编辑修改。然后利用构??造曲面片的自动估计命令参照模型上的轮廓线生成曲面片，同时软件自动检查路径相??交的曲面片边界线，并通过修理曲面片、移动曲面片、松弛曲面片等命令对有相交的??边界线进行修改，得到可进行下一步操作的合格曲面片模型。接下来，由曲面片模型??构造格栅，勾选自动修复相交区域的格栅并清除锐化点。最后，将格栅模型通过拟合??曲面命令生成曲率光顺的三维曲面，再将拟合完成的曲面导出为通用格式Ｘ＿Ｔ的几何??模型。（图?１－３、４、５、６、７、８、９、１０）??图１－３多边形模型?图１－４轮廓线模型??ＦＩＧ．?１－３?ｐｏｌｙｇｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ＦＩＧ．?１－４?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｍｏｄｅｌ??－２１?－??
骨、半月板、软骨、韧带等蒙版模型，之后运用计算零件工具生成最佳质量的零件模??型，再对模型进行光顺处理，最后将模型导出为ＳＴＬ格式文件保存。接着将ＳＴＬ文件??导入Ｇｅｏｍａｇｉｃ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１３软件中，ＳＴＬ文件将转换成由许多三角形网格构成的多边??形模型。首先，对模型进行网格医生检查，软件将自动修复有明显问题的模型网格，??接着手动删除模型表面凹凸不平位置的三角形网格，然后用填充单个孔命令或全部填??充孔命令对上一步删除的位置进行补孔。之后利用删除钉状物、去除多余特征、优化??光滑等命令对模型做进一步处理，生成合格的多边形模型。下一步，通过精确曲面模??块的自动探测轮廓线功能在模型上生成轮廓线，再使用编辑轮廓线中的绘制、抽娶??松弛、分裂、合并等命令对变形或者不合理的轮廓线进行手工编辑修改。然后利用构??造曲面片的自动估计命令参照模型上的轮廓线生成曲面片，同时软件自动检查路径相??交的曲面片边界线，并通过修理曲面片、移动曲面片、松弛曲面片等命令对有相交的??边界线进行修改，得到可进行下一步操作的合格曲面片模型。接下来，由曲面片模型??构造格栅，勾选自动修复相交区域的格栅并清除锐化点。最后，将格栅模型通过拟合??曲面命令生成曲率光顺的三维曲面，再将拟合完成的曲面导出为通用格式Ｘ＿Ｔ的几何??模型。（图?１－３、４、５、６、７、８、９、１０）??图１－３多边形模型?图１－４轮廓线模型??ＦＩＧ．?１－３?ｐｏｌｙｇｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ＦＩＧ．?１－４?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｍｏｄｅｌ??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]业余马拉松运动员半程马拉松跑前跑后膝关节软骨的MRI T2*值定量研究[J]. 张晏境,张莉,姚婉贞,郑孝众,张懿,刘海龙,丁建平. 中华放射学杂志. 2019(10)
[2]3D打印个性化截骨导板辅助全膝关节置换术治疗膝骨关节炎合并关节外畸形[J]. 宋泽,周章武,汪千根. 世界最新医学信息文摘. 2019(20)
[3]运动项目选择的生物力学研究——从膝关节承重的视角[J]. 唐小英. 体育科技. 2017(04)
[4]3D打印技术辅助人工全膝关节置换术治疗合并关节外畸形的膝骨关节炎[J]. 许志庆,王武炼,庄至坤,张怡元. 中国修复重建外科杂志. 2017(08)
[5]个体化数字导航模板辅助儿童肘内翻畸形精准截骨[J]. 郑朋飞,陈杰,徐鹏,江波,姚庆强,王黎明. 中国骨伤. 2017(04)
[6]国产3D打印个性化全颞下颌关节的临床初步应用[J]. 郑吉驷,张善勇,杨驰,于洋,姜闻博,李慧武,王翔宇,焦子先,钟晓琪. 上海交通大学学报(医学版). 2016(09)
[7]3D打印技术在人工关节假体方面的应用与进展[J]. 张宇航,祖罡,毕大卫. 中国骨与关节损伤杂志. 2016(02)
[8]基于3D打印和接骨板标准件库数字化的股骨远端骨折内固定[J]. 林海滨,黄文华,陈宣煌,张国栋,余正希,吴献伟,吴长福,陈旭. 中华医学杂志. 2016 (05)
[9]不同压缩速率下关节软骨力学性能的有限元模拟[J]. 秦晓怡,高丽兰,张慧,张春秋,葛洪玉,刘志动. 山东大学学报(理学版). 2016(03)
[10]不同屈曲状态下膝关节韧带生物力学的有限元分析[J]. 何川,李彦林,张振光,仝路,王国梁. 中国运动医学杂志. 2015(07)
博士论文
[1]全膝关节置换术后三维步态分析与个性化多体动力学建模初步探索[D]. 熊然.第三军医大学 2017
[2]膝关节股骨髁软骨缺损的临床和三维有限元仿真研究[D]. 李青.昆明医科大学 2015
[3]膝关节力学建模与屈曲运动生物力学特性研究[D]. 王建平.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]人体膝关节胫股关节高屈曲运动特性分析[D]. 孙少开.河南理工大学 2015
[2]跑步和楼梯运动对膝关节不同部位软骨影响的MR定量研究[D]. 陈蒙.暨南大学 2015
[3]股骨远端肿瘤手术重建方式的生物力学研究[D]. 姚子龙.南方医科大学 2015
[4]326例膝关节骨软骨骨折病例流行病学分析及可吸收软骨钉治疗膝关节骨软骨骨折的疗效分析[D]. 程智涛.湖北中医药大学 2014
[5]成人股骨远端骨折流行病学调查与分析[D]. 程家祥.河北医科大学 2014
本文编号：3141966
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