骨结构有限元建模分析与生物力学实验验证
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-13页 |
| 1 绪论 | 第13-21页 |
| ·髋臼骨折与内固定手术方法 | 第13-14页 |
| ·生物力学实验方法的运用 | 第14-17页 |
| ·有限元方法的应用 | 第17-19页 |
| ·骨骼材料属性的研究 | 第19-20页 |
| ·课题来源及研究内容 | 第20-21页 |
| 2 生物力学实验平台设计 | 第21-37页 |
| ·骨盆生理状态研究 | 第21-24页 |
| ·骨盆髋骨生理状态研究 | 第21-23页 |
| ·骨盆形状的特殊性 | 第23-24页 |
| ·骨盆力传导方向 | 第24页 |
| ·夹具设计过程 | 第24-31页 |
| ·总体设计思路 | 第24-26页 |
| ·夹具设计依据与设计过程 | 第26-28页 |
| ·具体实施方法 | 第28-30页 |
| ·验证夹具有效性实验 | 第30-31页 |
| ·肌肉力学性能模拟装置 | 第31-37页 |
| ·肌肉组织生理状态研究 | 第31页 |
| ·肌肉组织作用 | 第31-32页 |
| ·肌肉模拟装置参考数据 | 第32-34页 |
| ·肌肉模拟装置预期实现功能 | 第34-37页 |
| 3 生物力学实验与分析 | 第37-53页 |
| ·实验材料与设备 | 第37-38页 |
| ·实验骨盆术前术后模型制作 | 第38-41页 |
| ·骨折模型制作 | 第38-39页 |
| ·术后模型制作 | 第39-41页 |
| ·生物力学实验 | 第41-42页 |
| ·实验准备工作 | 第41页 |
| ·应变片布片与贴片 | 第41-42页 |
| ·实验过程 | 第42-43页 |
| ·实验结果 | 第43-47页 |
| ·实验结论与讨论 | 第47-53页 |
| ·加载体位与加载力选择 | 第47-48页 |
| ·挑选 A 点、D 点数据分析的原因 | 第48-49页 |
| ·比较长短钢板的受力 | 第49-50页 |
| ·钢板固定与螺钉固定方式的比较 | 第50页 |
| ·肌肉模拟效果 | 第50-52页 |
| ·实验中的不足 | 第52-53页 |
| 4 髋臼横断骨折内固定手术建模 | 第53-65页 |
| ·QCT 图像的获取 | 第53-54页 |
| ·患者数据及其扫描 | 第53页 |
| ·尸体骨数据 | 第53-54页 |
| ·术前模型的建立 | 第54-60页 |
| ·Mimics 基本三维重建 | 第54-57页 |
| ·Geomagic 进一步处理 | 第57-58页 |
| ·导入 Ansys 进行分析 | 第58-60页 |
| ·内固定物的选取及术后模型的建立 | 第60-65页 |
| ·髋臼横断骨折模型的制作 | 第60-61页 |
| ·内固定物的选取及建模 | 第61-62页 |
| ·钉子的生成与位置确定 | 第62-65页 |
| 5 载荷与边界条件的设置 | 第65-87页 |
| ·骨盆肌肉力的作用及实现 | 第65-72页 |
| ·肌肉力的方向的选取 | 第65-66页 |
| ·肌肉力大小的确定 | 第66-67页 |
| ·肌肉力附着点 | 第67-68页 |
| ·空间坐标旋转变换 | 第68-69页 |
| ·肌肉力的加载实例 | 第69-72页 |
| ·肌肉力加载的验证 | 第72页 |
| ·预紧力的作用 | 第72-73页 |
| ·预紧力大小 | 第72-73页 |
| ·预紧力的设置 | 第73页 |
| ·验证 | 第73页 |
| ·单元类型的设定 | 第73-76页 |
| ·solid186 | 第74-75页 |
| ·solid187 | 第75-76页 |
| ·单元材料属性的设置 | 第76-85页 |
| ·体模 | 第76页 |
| ·QCT 图像获取与骨密度计算 | 第76-77页 |
| ·体模数据的拟合 | 第77-78页 |
| ·图像的分级 | 第78-79页 |
| ·坐标转换 | 第79-81页 |
| ·材料属性计算 | 第81-83页 |
| ·材料属性设置 | 第83-85页 |
| ·螺钉及钢板材料属性的设定 | 第85-87页 |
| 6 不同内固定方式综合分析 | 第87-105页 |
| ·患者模型后柱长钢板与后柱短钢板固定方式的分析 | 第87-90页 |
| ·两种内固定骨折有限元模型的建立 | 第87-88页 |
| ·加载及约束 | 第88页 |
| ·模拟人体正常站立位的结果 | 第88-89页 |
| ·约束坐骨底的结果 | 第89页 |
| ·结果分析 | 第89-90页 |
| ·讨论 | 第90页 |
| ·患者数据其他不同内固定组合分析 | 第90-95页 |
| ·三种内固定骨折有限元模型的建立 | 第90-91页 |
| ·加载及约束 | 第91-92页 |
| ·结果 | 第92-93页 |
| ·讨论 | 第93-95页 |
| ·尸骨数据有限元与生物力学实验的对比分析 | 第95-105页 |
| ·四种有限元模型的建立 | 第95-97页 |
| ·结果 | 第97-99页 |
| ·讨论 | 第99-105页 |
| 7 总结与展望 | 第105-108页 |
| 参考文献 | 第108-114页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第114-116页 |
| 致谢 | 第116页 |
