【摘要】：目的收集測量骨盆后環(huán)解剖數(shù)據(jù),設(shè)計微創(chuàng)螺釘?shù)尼數(shù)?并通過建立骨盆有限元模型,進(jìn)行三維有限元分析,為后續(xù)骶骨骨折及微創(chuàng)螺釘?shù)难芯吭O(shè)計打下基礎(chǔ)。方法測量20例健康志愿者骨盆數(shù)據(jù),初步篩選確定骨盆后環(huán)微創(chuàng)螺釘?shù)脑O(shè)計數(shù)據(jù),并建立骨盆有限元模型,進(jìn)行三維有限元分析,分別進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)加載,進(jìn)行骨盆有限元模型驗證。結(jié)果完成健康志愿者骨盆CT數(shù)據(jù)測量后,對骨盆進(jìn)行三維重建,并選擇A、B、C 3條髂骨釘釘?shù)?獲取釘?shù)繟、B、C相關(guān)數(shù)據(jù),測量結(jié)果顯示:B、C釘?shù)篱L度和寬度大于A釘?shù)?釘?shù)肋M(jìn)釘點(diǎn)與軟組織的距離較A釘?shù)蓝獭＝⒄９桥栌邢拊Ｐ秃?靜態(tài)力學(xué)加載結(jié)果顯示,在施加500N的外旋載荷下,骨盆受到的最大Von Mises應(yīng)力為582.05Pa;骶髂復(fù)合體處的受力為107.38Pa;應(yīng)變分布顯示,在500N的外旋載荷下,應(yīng)變分布最大的部位在同側(cè)骶髂關(guān)節(jié)軟骨,對側(cè)骶髂關(guān)節(jié)軟骨和恥骨聯(lián)合的應(yīng)變次之。位移分布顯示,在500N的外旋載荷下,位移分布最大的部位在同側(cè)髂骨,沿著同側(cè)-對側(cè)方向,位移分布呈梯度降低。同側(cè)髂前上棘處的位移最大為0.35cm。動態(tài)力學(xué)加載結(jié)果顯示,髂前上棘在Z軸方向的位移是1.5 mm,在X軸方向的位移是1.8mm,在Y軸方向的位移是-0.2mm。恥骨聯(lián)合在Z軸方向的位移是0.8mm,在X軸方向的位移是1.0mm,在Y軸方向的位移是0.03mm。Y軸,即沿沖擊方向的位移最大。等效應(yīng)力在恥骨支、坐骨、髂前上棘、骶骨、髖臼等骨折易發(fā)生處應(yīng)力相對較大。隨著沖擊力的增加,骨盆受到的應(yīng)力隨著時間增大,沖擊力下降,其應(yīng)力也呈下降趨勢。沖擊力、應(yīng)力、骨盆位移的最大值在10ms處,即達(dá)到峰值力時候的沖擊時間。在4 000N和5 000N的沖擊力作用下,骨組織的應(yīng)力超過了200 MPa,超過了其平均屈服強(qiáng)度,提示此時可能會出現(xiàn)骨盆骨折。結(jié)論通過數(shù)據(jù)測量及分析,得出B/C釘?shù)雷鳛橹麽數(shù)?A釘?shù)雷鳛檩o釘?shù)赖脑O(shè)計合理;建立的骨盆有限元模型可作為后續(xù)骶骨骨折及內(nèi)固定模型研究及對比研究的基礎(chǔ)。
【作者單位】： 四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科;
【基金】：四川省科技廳科技支撐計劃項目(No.2012SZ0014)資助
【分類號】：R687.3

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