经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

有限元分析在全髋关节置换中的应用

发布于:2018-03-11 20:52
有限元分析

       全骸关节置换术(total hip arthroplasty THA)是治疗股骨头坏死、骸骨关节炎、强直性脊柱炎及先天骸关节脱位等多种骸关节病变的一种有效方式,其疗效肯定,但术后并发症也不容忽视,多项研究发现THA术后假体的稳定性及多种并发症如假体无菌性松动、假体周围骨折及关节脱位等均与关节周围生物力学因素有关。
       关节复杂的剖解结构使得在体内对其进行生物力学研究非常困难,而实验生物力学常采用机械法、电测法和光弹法等对动物、尸体或者人工骨进行强度、硬度及弹性模量等生物力学数据的测试,虽然能够直观的获得一些骸关节生物力学性能相关的信息,但其费用昂贵、程序繁琐且标本的变异率大等特点常影响到结果的准确性和可重复性。1972年Brekelmans等人将有限元分析(finite element analysis FEA)引入骨科生物力学研究领域,FEA能将连续的弹性体分割成有限个单元并逐个对其性质进行研究,最后再对其进行合成,从而获得与实际物体类似的生物力学性能,达到对整个弹性体进行分析的目的。经40多年的发展,FEA现已被成功应用于人体骨骼、关节和肌肉的相关研究,在骨科生物力学领域占有重要的地位,本研究就有限元分析在全骸关节置换中的最新应用现状作综述。
       针对THA来说,建立有限元模型的对象主要是骸关节周围骨骼、肌肉、韧带及人工假体等,目前建模的主要数据来源有临床影像学资料(CT,MRI)、断面切片图像及激光三维扫描点云等,建模手段主要有CAD方法、激光三维扫描转换及计算机雕刻技术等,在实际建模过程中,往往采用多种方法综合运用,目前常用的有限元App包括Ansys,Abaqus,Marc和Solidworks等证实了有限元模型在测试假体一骨界面微动中的有效性,同时还先容了一种可模拟具有时间依赖性的假体表面骨长入过程的有限元方法。
       Kallivoka等也证实了有限元分析在模拟THA压配型非骨水泥股骨柄假体生物力学过程中的可能性及优越性。Ramo等研究表明有限元模型可以很好的模拟实体模型,Lerch等通过建立有限元模型模拟不同条件下假体周围骨重建过程,并在术后使用双能X线骨密度仪来定性定量地验证该结果,发现有限元分析结果与术后双能X线骨密度仪检测结果保持良好的一致性。Duho等利用有限元法分析钢板修复股骨柄假体周围骨折的生物力学情况,并与实验室结果比较,两者之间保持良好的一致性。可见,有限元模型可很好的模拟实体模型,目前一批机制良好的有限元模型已经出现,并与实验室及临床数据保持着良好的一致性,但如何快速生成一个有效、准确的有限元模型仍需进一步研究。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州小鱼儿科技有限企业
                                                                              本文出自杭州小鱼儿科技有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!
tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图