成人肘关节及前臂三维有限元模型的建立及桡骨头应力传导分析

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目的建立成人肘关节及前臂三维有限元模型,运用模型研究桡骨头在不同程度损伤、前臂不同位置及肘关节不同屈曲角度的应力传导大小及分布。方法通过CT扫描获取正常成人肘关节及前臂影像数据,将其导入相关实验处理软件(Mimics10.01、Hypermesh10.0及LS-DYNA971)建立肘关节及前臂不同位置三维有限元模型并验证模型有效性。通过Hypermesh10.0处理生成桡骨头不同程度损伤三维有限元模型,通过应力加载计算桡骨头在前臂处于不同位置、不同屈肘角度及桡骨头不同程度损伤后应力传导的改变。结果1、成功地建立了成人肘关节及前臂三维有限元模型,并通过应力加载实验验证了模型的有效性。2、通过应力加载实验得出桡骨头在前臂处于不同位置、不同屈肘角度及桡骨头不同程度损伤后应力分布,再次验证了肱桡关节应力传导占肘关节的主导地位;桡骨头损伤后应力传导相应减低,肱尺关节外侧面应力传导相应增大,二者具有一定的互补性。结论1、通过CT数据建立成人肘关节及前臂三维有限元模型进行骨科生物力学实验分析是切实可行的。2、桡骨头对于肘关节稳定性至关重要,对于临床上各类桡骨头损伤应尽可能重建桡骨头,恢复肘关节的稳定性及完整性。
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