脛骨遠端關節(jié)面損有限元模型的建立及生物力學分析.pdf

1、背景:隨著數字醫(yī)學的興起，計算機技術的發(fā)展，采用有限元分析法進行骨與關節(jié)的生物力學研究得到了廣泛應用，但是關于脛骨遠端關節(jié)面缺損有限元分析，國內外尚無關于此類的報道。
　　 目的:建立踝關節(jié)的三維有限元模型，制作脛骨遠端關節(jié)面不同面積的缺損，并模擬在不同位相下脛骨遠端關節(jié)面發(fā)生形變、位移情況，預測脛骨遠端關節(jié)面缺損的最大允許程度和探討踝關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎的力學發(fā)病機制，為臨床應用提供理論依據。
　　 方法:通過對1名正常成

2、年男性踝關節(jié)的多排螺旋CT掃描，獲得連續(xù)斷層圖片，導入Mimics醫(yī)學建模軟件生成實體模型后，應用大型通用有限元分析軟件ANSYS13.0進行網格劃分、材料屬性賦值生成有限元模型。約束邊界條件，模擬踝關節(jié)遠端軸向受力，得出在不同位相下脛骨遠端關節(jié)面有限元模型上的應力分布與位移結果。
　　 結果與結論:建立人體踝關節(jié)有限元模型總單元數為157990，總節(jié)點數為193801。三個位相，都是隨著脛骨遠端缺損面積的增大，接觸面積逐漸減小

3、，尤其是跖屈10°位在缺損直徑13mm的面積時，變化最為明顯;三個位相的接觸面積，在中立位接觸面積最大;在中立位和背屈10°位都是隨著脛骨遠端關節(jié)面缺損面積的增大，應力峰值逐漸增大，都是在11-13mm以后應力峰值明顯增大;并且應力峰值主要集中在后內和后外象限;在跖屈10°位，變化比較復雜，在11-13mm，隨著缺損面積的增大應力峰值變化明顯增大，到13mm應力峰值達到最大值。所以，脛骨遠端關節(jié)面的最大缺損直徑可認為是11-13mm。脛