活动平台单髁膝关节置换三维有限元模型的建立

• 作者: 刘朝晖 张启栋 朱广铎 程立明 郭万首
• 来源期刊: 中国矫形外科杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 单髁膝关节置换 有限元分析 活动平台 生物力学
• 年，卷（期）: 2015,（21）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 1994-1998
• 分类号: R687
• 语种: 中文
• DOI: 10.3977/j.issn.1005-8478.2015.21.18

摘要

[目的]建立活动平台单髁膝关节置换三维有限元模型,并验证其有效性,作为行进一步生物力学分析的基础.[方法]对1名健康成年男性志愿者左膝关节CT和MRI平扫,以Dicom格式保存数据.利用Mimics 17.0行影像学处理及三维重建,得到正常膝关节各结构STL三角网格模型,再利用Rapidform 2006行曲面拟合生成实体模型,经Abaqus 6.10建立正常膝关节有限元模型,设定边界条件及载荷,计算载荷分配、接触应力与接触面积,与文献结果对比进行验证.然后利用Abaqus 6.10在经过验证的正常膝关节模型基础上建立活动平台单髁膝关节置换三维有限元模型,行网格划分及赋值,设定边界条件和载荷,计算胫骨内外侧间室载荷分配及应力,与文献结果对照验证模型的有效性.[结果]在经过验证的正常膝关节模型基础上成功建立了活动平台单髁膝关节置换三维有限元模型,包含了膝关节的主要结构,整个模型共218 043个单元和229 524个节点,于股骨施加1000N垂直压缩载荷,计算胫骨内外侧间室载荷分配及应力,与既往文献中研究结果相比较为接近.[结论]本研究所建立活动平台单髁膝关节置换三维有限元模型具有创新性及有效性,可用于进一步生物力学模拟和分析.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭万首		75	477	12.0	17.0
3	程立明	中日友好医院骨关节外科	43	399	12.0	16.0
4	刘朝晖	中日友好医院骨关节外科	20	152	8.0	11.0
5	张启栋	中日友好医院骨关节外科	38	175	8.0	11.0
8	朱广铎		2	11	2.0	2.0