股骨颈骨折内固定模型三维重建及其生物力学分析

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1、分类号学号M201071339学校代码10487密级硕士学位论文股骨颈骨折内固定模型三维重建及其生物力学分析学位申请人：蒙磊学科专业：固体力学指导教师：陈建桥教授答辩日期：2013年1月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringThree-dimensionalReconstructionandBiomechanicalAnalysisofInternalFixationModelofFemora

2、lNeckFractureCandidate:MengLeiMajor:SolidMechanicsSupervisor:Prof.ChenJianqiaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方

3、式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘

4、要随着计算机技术的快速发展，生物力学研究显示出越来越强大的潜力，目前已成为骨科研究领域的热点。股骨颈骨折是临床常见骨折之一，由于其解剖结构的特殊性，目前仍然是一个很大的医学难题。本课题研究首先成功建立了正常成人左侧股骨的三维实体模型。然后基于该实体模型建立了股骨颈骨折内固定三维有限元模型。最后对正常股骨模型和股骨颈骨折内固定模型进行有限元分析，得到各个模型的应力、应变以及位移云图。结果显示对于股骨颈骨折，临床上常用的两枚或三枚骨松质拉力螺钉内固定治疗方法都能达到良好的效果。两枚骨松质拉力螺钉内固定治疗方法减轻了内固定物对股骨颈髓腔

5、的破坏，有利于骨折手术后股骨头血液供应的早期重建，促进骨折愈合。三枚骨松质拉力螺钉内固定治疗方法中各钉之间形成三角形排列，具有几何不变性，抗旋转能力强，而且倒三角形的设计让来自股骨头上方的压应力恰好集中到了比较适合负重的股骨矩上，有利于骨折的愈合和预后。两种方法各有优劣，手术时需要根据患者的具体情况分析后进行选择。本课题研究从一定程度上较准确的建立了股骨颈骨折内固定手术三维有限元模型，并进行有限元分析，得到其生物力学特性，为股骨颈骨折手术效果的综合评价提供理论依据。关键词：股骨颈骨折内固定有限元生物力学I华中科技大学硕士学位论文A

6、bstractAlongwiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,biomechanicalresearchshowsthatmoreandmorepowerfulpotential,hasbecomethehotspotinthefieldoforthopedicresearch.Femoralneckfractureisoneofthecommonclinicalfractures,duetotheparticularityofitsanatomicalstructure,isst

7、illabigmedicalproblem.Theresearchfirstsuccessfullyestablishesathree-dimensionalsolidmodelofnormaladultleftfemur.Then,basedonthesolidmodeltoestablishathree-dimensionalfiniteelementmodelofinternalfixationoffemoralneckfractures.Finally,wedofiniteelementanalysiswiththenor

8、malfemoralmodelandfemoralneckfracturefixedmodel,getthestress,strainanddisplacementcontoursofeachmodel.Theresultsshowthatforf