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有限元在跟骨生物力学中的研究

作　者: 王文斌
导　师: 尹芸生；陈秉志
学　校: 山西医科大学
专　业: 骨科学
关键词: 跟骨 有限元 应力 生物力学
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 53次
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内容摘要


研究目的跟骨骨折是最常见的附骨骨折,近年来,科研人员采用了多种方法进行跟骨力学试验,已取得较大进展。跟骨的各种力学模型也日趋完善。然而通常的力学实验手段基本上无法直接应用于人体,而有限元可以较真实,准确地模拟了跟骨结构的解剖形态,并进行生物力学验证。本研究通过有限元对跟骨骨折植骨愈合后的应力变化进行有限元模拟分析。研究方法选取正常的男性志愿者,平卧位时,应用CT沿人体横断面以层厚0.6mm、扫描,所得到的87张CT图片以DICOM格式直接输入mimics8.1软件,建立跟骨三维模型。利用有限元软件HyperMesh8.0建出正常跟骨模型并模拟出跟骨距下关节处缺损进行髂骨植骨后的有限元模型,导入Ansys10.0软件对植骨后的受力情况进行有限元计算,并与正常状况进行对比。结果建立了包括20568个节点、116025个单元的跟骨三维有限元模型,较客观地反映了人体跟骨的解剖结构和力学特性。与正常人体跟骨相比较,植骨后跟骨应力增高,最大应力为正常跟骨的1.05倍。应力分布基本与正常骨相同,仍集中于距下关节的附近。结论运用有限元方法构建人体跟骨的三维几何模型,在此基础上构建三维有限元模型,可用于跟骨生物力学变化规律的可视化分析。

全文目录


论文  5-18
  摘要  5-6
  Abstract  6-7
  前言  7-9
    1 课题研究背景  7
    2 有限元分析在生物力学方面的应用  7-9
  材料和方法  9-13
    1 CT图像获取  9
    2 建模设备  9
    3 建模过程  9-11
    4 跟骨骨折缺损及髂骨植骨后跟骨的应力  11-13
  结果  13-14
  讨论  14-16
    1 有限元的建模方法  14
    2 模型的受力分析  14-16
  总结  16-17
  参考文献  17-18
综述  18-27
  正文  18-25
  参考文献  25-27
个人简历  27-28
致谢  28

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 一般性问题 > 生物力学
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