非均匀材料股骨在不同负荷情况下的生物力学分析
魏国强1
李云峰1
王一1
牛晓芬1
车丽芳1
王海燕2
李志军2
史国鹏1
白灵1
莫凯1
张晨晨1
许阳阳1
李筱贺3
1.长治市人民医院康复医学科,山西省长治市 0460002.内蒙古医科大学基础医学院解剖教研室,内蒙古自治区呼和浩特市 0101103.内蒙古医科大学基础医学院解剖教研室,内蒙古自治区呼和浩特市 010110;内蒙古医科大学数字医学中心,内蒙古自治区呼和浩特市 010110
摘要：背景:目前股骨有限元模型仅分析单一负荷下的生物力学特性,不同负荷条件下的骨应力应变分布有助于评估和预测疾病恢复情况并改善手术效果.目的:通过建立股骨三维模型,探索人体在不同姿势下股骨近端力学分布特点,明确股骨易骨折危险区域.方法:基于人体股骨CT影像资料,利用Mimics,Geomagic Studio,Hypermesh以及Abaqus等三维重建软件建立股骨有限元模型,沿重力方向,在股骨冠状面与矢状面,分别成角-20°,-10°,0°,+10°,+20°,共5组工况,股骨头施加力300 N,股骨下段添加固定约束,观察股骨不同位置在不同角度生理负荷作用下的应力与应变的分布特征.结果 与结论:在冠状面+10°与矢状面-20°股骨的应力值与应变值出现峰值,股骨应力值整体分布:股骨干>股骨转子下>股骨颈,股骨应变值整体分布:股骨干>股骨颈>股骨转子下.患者髋内收10°站立位下与髋外展20°站立位下会使得股骨应力值与应变值增大,股骨整体力学所受负荷会增大.
关键词：股骨三维重建有限元分析应力应变
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R493(康复医学)
资助基金：国家自然科学基金(81460330)国家自然科学基金(81560348)国家自然科学基金(81860383)国家自然科学基金(81260269)内蒙古自治区科技计划(2019)内蒙古教育厅青年科技英才项目(njyt-15-b05)新疆维吾尔自治区科技计划(2016)新疆维吾尔自治区科技计划(2019GG115)内蒙古自治区科技创新引导项目(2017)新疆维吾尔自治区自然科学基金(2016MS08131)新疆维吾尔自治区自然科学基金(2020MS08124)新疆维吾尔自治区自然科学基金(2020LH08021)内蒙古医科大学科技百万计划基金项目(YKD2017KJBW012)内蒙古医科大学后续科研项目(2020)内蒙古医科大学科技转化项目(YKD2020CGZH009)内蒙古医科大学治学人才二类(2021)
论文发表日期：2022-03-21
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 1318-1322 )
英文信息