论文部分内容阅读
目的:利用有限元分析方法,分析并对比掌侧钩钢板、掌侧微型钢板及万向锁定加压钢板3种内固定方式下,桡骨极远端骨折的生物力学稳定性。方法:对一名健康的青年志愿者进行腕关节CT进行扫描并提取数据,对其右腕关节行三维CT扫描后,提取出DICOM格式影像结果。首先使用Mimics19.0将DICOM数据进行桡骨的提取并行优化处理,生成桡骨三维模型。然后使用Geomagic Studio 2013对桡骨模型进行进一步的检查及优化,使其便于下一步的处理。在Solidworks 2017中,进行骨折的模拟,钢板与骨骼的装配。最后,使用ANSYS19.0进行有限元分析,对模型中的材料属性赋值,进行约束,进行静力分析,得出3种内固定方式下3种不同工况下的应力与位移。结果:将掌侧钩钢板、掌侧微型钢板、万向锁定加压钢板内固定的表现对比分析,得出结果如下:1.内固定物应力对比分析:轴向100N的载荷下,掌侧钩钢板(15.336MPa)<掌侧微型钢板(17.521MPa)<万向加压钢板(25.555MPa);背伸50N的载荷下,掌侧钩钢板(17.228MPa)<掌侧微型钢板(28.95MPa)<万向加压钢板(79.62MPa);掌屈50N的载荷下,掌侧钩钢板(19.701MPa)<万向加压钢板(91.872MPa)<掌侧微型钢板(211.68MPa)。2.骨折块应力对比分析:轴向100N的载荷下,掌侧钩钢板组(3.4272MPa)<掌侧微型钢板组(3.7563MPa)<万向加压钢板组(5.5772MPa);背伸50N的载荷下,掌侧钩钢板组(4.127MPa)<万向加压钢板组(4.8494MPa)<掌侧微型钢板组(5.1121MPa);掌屈50N的载荷下,掌侧钩钢板组(3.5581MPa)<万向加压钢板组(6.8398MPa)<掌侧微型钢板组(7.5267MPa)。3.桡骨远端关节面位移对比分析:轴向100N的载荷下,万向加压钢板组(0.58919mm)<掌侧钩钢板组(0.68501mm)<掌侧微型钢板组(0.68721mm);背伸50N的载荷下,万向加压钢板组(7.3557mm)<掌侧钩钢板组(7.7254mm)<掌侧微型钢板组(7.7386mm);掌屈50N的载荷下,万向加压钢板组(7.6714mm)<掌侧钩钢板组(8.1009mm)<掌侧微型钢板组(8.2852mm)。结论:在内固定物应力及骨折块应力方面,掌侧钩钢板优于掌侧微型钢板及万向加压钢板。在桡骨远端关节面移位方面,万向加压钢板优于掌侧钩钢板及掌侧微型钢板。在术后早期功能康复阶段,尽量避免负重的腕关节背伸及掌屈锻炼。