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股骨—假体系统中不同物理参数假体对骨重建的影响分析

Form: 论文之家作者：许金栋 Publish: 2007-10-25 Hits:-

【中文题名】

股骨—假体系统中不同物理参数假体对骨重建的影响分析

【英文题名】

The Analysis of Different Physical Parameter Prostheses on Femur Reconstruction in Femur-prosthesis System

【学科专业】

机械设计及理论

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-10-25

【中关键词】

股骨自适应,假体,有限元分析,VC,髋关节,

【英关键词】

Femur self-adapting,Prosthesis,Finite Element Analysis （FEA）,VC++,Hip joint,

【分类导航】

医药、卫生>基础医学>医用一般科学>生物医学工程>一般性问题>生物材料学

【论文摘要】

生物医学工程的迅速发展,带来了人类医疗技术的革命。而病变、事故等原因导致髋关节功能丧失,给患者带来了很大的不便。人工关节特别是人工髋关节置换术是一种能即刻缓解、消除关节疼痛,提高患者生活质量的成功手术。因此工学和医学界都十分重视人工股骨(特别是髋关节)的研究,此项技术对生物医学工程具有重要意义。在全髋关节置换术中,定制型人工股骨假体由于实现了与骨髓腔的最佳匹配,因此能更好地适应人体内部的生物力学环境,消除对股骨正常应力的破坏,减少应力遮挡,从而延长了股骨假体的使用寿命。但由于股骨几何形态的多样性以及股骨结构材料的复杂性,在实际研究应用中,至今仍缺乏假体植入股骨髓腔后假体的物理参数对股骨重建影响的有效数据。本课题来源于高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060611014)。研究的目的是通过建立数字化股骨-假体系统模型,结合自主研发的骨重建自适应程序通过有限元软件ANSYS进行有限元分析,在计算机中模拟了内置假体植入股骨髓腔后,假体的结构形态、材料属性、几何尺寸和接触形式对骨组织应力大小以及骨细胞生长和重建情况的影响,从而可以在髋关节置换手术前仿真评估植入假体的设计参数的变化对股骨重建的...

【论文题纲】

中文摘要	3-4
英文摘要	4-8
1 绪论	8-16
1.1 课题背景及意义	8-10
1.2 国内外研究现状	10-14
1.2.1 股骨假体研究现状	10-13
1.2.2 骨重建自适应研究现状	13-14
1.3 研究目的及内容	14-15
1.4 本章小结	15-16
2 股骨－假体系统的三维重建	16-28
2.1 引言	16
2.2 股骨三维实体模型的反求	16-21
2.2.1 CT 图像处理	16-17
2.2.2 提取股骨内外轮廓线及光顺处理	17-19
2.2.3 股骨三维实体模型	19-21
2.3 仿真假体的设计	21-26
2.3.1 三种设计假体的方法	21-25
2.3.2 假体设计流程	25-26
2.4 假体－股骨系统的虚拟装配	26-27
2.5 本章小结	27-28
3 股骨重建自适应程序研制	28-44
3.1 引言	28
3.2 股骨再造适应性原理	28-31
3.2.1 股骨自适应重建	29-30
3.2.2 骨的功能适应性	30-31
3.3 骨重建的生理基础	31-36
3.3.1 骨重建的生理假设	31-32
3.3.2 骨的力学调控系统	32-36
3.4 股骨自适应程序	36-42
3.4.1 股骨自适应定量描述	36-37
3.4.2 股骨自适应假体参数的量化实现	37-40
3.4.3 股骨自适应程序开发	40-42
3.5 本章小结	42-44
4 假体植入股骨后的有限元分析	44-62
4.1 引言	44
4.2 股骨－假体系统初始化	44-50
4.2.1 股骨材料赋值	44-46
4.2.2 接触设置	46-49
4.2.3 耦合约束方程设置	49-50
4.3 有限元计算	50-56
4.4 结果分析	56-61
4.5 本章小结	61-62
5 结论与展望	62-64
5.1 全文工作总结	62
5.2 本文的创新点	62-63
5.3 今后研究工作的展望	63-64
致谢	64-65
参考文献	65-69
附录	69

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.205620



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