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关于发育性髋关节脱位及儿童生物臼盖的基础力学研究

作　者: 张传武
导　师: 张湘生
学　校: 中南大学
专　业: 骨外科
关键词: 发育性髋关节发育不良或脱位生物力学儿童生物臼盖
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

目的：计算发育性髋关节脱位所需的最小复位力，分析儿童生物臼盖在局部作用的生物力学方法：首先通过对正常髋关节在不同体位下的受力进行计算，得出单腿：直立位、双腿直立位时正常髋关节股骨头与髋臼之间的作用力的大小和方向。以发育性髋关节脱位时髋关节为基础建立二维数学模型，以髋关节间的作用力、患髋CE角（以向外成角为正值，向内成角为负值）为参数，通过推导得出两种体位下维持先髋复位的最小复位力。通：过对不同体位下，不同CE角，不同年龄的患儿最小复位力的计算，分析复位力的大小与体位、CE角、体重的关系。根据儿童生物臼盖的设计图及安装在体内时的解剖关系、力学联系，分别以髋臼、股骨头、儿童生物臼盖为研究对象进行力学分析及计算，得出儿童生物臼盖：左两种体位下的受力值，进一步计算与髂骨连接的螺钉的应力及承力极限两者对比发现可能影响螺钉应力的因素及引起螺钉破坏的主要原因。结果：（1）单腿直立位最小复位力为F_min=2．75W·sin（34．5°-（CE）/2），双腿直立位最小复位力为F_min=W/3·sin(45°-（CE）/2]。（2）当CE角减小时两种状态下的受力均明显增大。单腿直立位复位力明显大于双腿直立位。复位力的大小在同一体位下，同一CE角时与体重大小成正比。（3）单腿直立位时臼盖受力为：（?）双腿直立时臼盖受力为：（?）。（4）通过对螺钉的计算分析认为螺钉在体内断裂的主要原因是由于偏心拉引起的弯曲，故减少作用力到螺钉间的距离可以减少作用力的力矩进而减少螺钉的正应力。结论：1．通过数学计算及证明得出CE角一定时维持髋关节的最小复位力为F_min=2.75W·sin（34.5°-（CE）/2）（单腿直立时）；F_min=W/3·sin(45°-（CE）/2]（双腿直立时）2.不同CE角时髋关节复位后臼盖所受的力不同单腿直立时：（?）（方向远离股骨头中心，与竖向成47°。）；双腿直立时：（?）（方向远离股骨头中心，与竖向成角52．5°），CE角越小臼盖所受的力越大。3．不同体位下维持复位力、臼盖受力、螺钉受力有明显差异。4．单腿站立时，由偏心拉引起的正应力很可能会导致螺钉的断裂，术后应尽量避免这一体位，或对生物臼盖的设计进行合理的改进。5．儿童生物臼盖在某些情况下所提供的复位力并不是理论计算的最小复位力，因此从理论上讲儿童生物臼盖形态和安装还有可以讨论的地方。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-9
第一章前言  9-11
第二章理论分析、计算方法  11-21
  2.1 模型均建立的基础上  11
  2.2 正常儿童髋关节的受力  11-12
  2.3 发育性髋关节脱位复位力的计算  12-14
  2.4 计算臼盖受力  14-17
  2.5 螺钉受力  17-21
第三章结果  21-25
  3.1 正常儿童髋关节的受力  21
  3.2 维持发育性髋关节脱位患髋复位的最小复位力  21-22
  3.3 计算臼盖受力  22
  3.4 螺钉受力  22-25
第四章讨论  25-31
  4.1 本次课题的研究方法  25-26
  4.2 正常髋关节受力的分析  26
  4.3 维持先髋复位的最小复位力的计算  26-28
  4.4 儿童生物臼盖的生物力学原理  28
  4.5 儿童生物臼盖的受力分析  28-29
  4.6 对螺钉的应力分析  29-31
第五章结论  31-32
参考文献  32-34
综述发育性性髋关节脱位的生物力学研究进展  34-43
致谢  43

关于发育性髋关节脱位及儿童生物臼盖的基础力学研究

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