关节假体——股骨系统的建立与自适应研究.pdfVIP

学兔兔 关 节殿 股 骨 系 统 的 建 立 与 自适 应 研 究 ★ 口 周 峰-- 口 龚宪生 口 许金栋 口 胡江林 1．重庆大学机械工程学院机械传动国家重点实验室 重庆 400044 2．重庆市计量质量检测研究院 重庆 400020 摘 要：提出了快速设计个性化内置假体的计算机方法，并把有限元法与骨重建理论相结合，分析了个性化人造髋 关节假体一股骨系统中假体的物理参数对股骨细胞重建的影响。通过ANSYS软件与VC++平台结合，分析对比假体的 结构形态、材料属性、几何尺寸和接触形式等参数对假体一股骨系统中股骨在生理栽荷作用下的应力应变以及骨细胞重 建的影响，从而为设计和选择更接近人体结构生理性能的人造假体提供理论依据。 关键词：内置假体 三维重建 各向异性 有限元分析 中图分类号：R681．8；R687．5 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2009)10—0027—04 上世纪6O年代开始采用人工股骨假体以来，人512 何尺寸和材料等物理参数就成了研究的热点 。为此， 全髋关节置换术的疗效 日益改善，但植入的假体存在 本文就建立更接近生理特性 的股骨 一假体系统的三维 由于应力遮挡等引起假体远期松动问题仍然困扰着人 实体模型并通过计算机仿真模拟，即就假体物理参数 们『1- 。为了提高全髋假体置换术后假体的长期稳定 对骨重建影响的术前评估进行研究，以解决假体松动， 性 ，国内外很多学者就股骨的生物力学特性进行 了研 延长假体有效使用寿命和提高置换手术的成功率。 究。由于股骨假体插入股骨髓腔后，改变了股骨正常应 1 股骨一假体系统三维实体模型与各异性有 力分布，诚然，根据 wolf定律，异常应力会导致骨组织 限元模型的建立 的自我调节和骨 自适应的重建I 。对股骨组织重建和 保证假体与髓腔有良好匹配性的假体的结构形态、几 1．1 CT图像处理 -k国家高等院校博士学科点专项科研基金资助项目(编号：2006061 1014) 为了达到假体与骨髓腔的最佳匹配，在假体设计 重庆大学研究生科技创新基金资助项目(编号：200801A1A0090268) 前，首先必须获得患者个体髋关节精确数据，以重建符 收稿日期：2009年4月 合生理特性的股骨三维模型。股骨 CT图像数据用德 定的条件下进行 流动特性研究 。 通过数值仿真得 到水泥和固体颗 粒在管道中的流 动特 性 ，为混凝 土泵车输料管数 字化设计和输送 性能研究提供 了 定量化 、可视 化 的设计模型。 【1] 丁晓东，闫胜利．改型水泥混凝土泵车振动性能试验研究 建材工业出版社，2004． 【J】．山东交通学院学报，2004(3)． 【5】 严旭，孙刚．积分模型求解管道两相流压降【J]．油气储运， [2] 彭-)JI．等截面管道中气固两相流的颗粒出口速度的实验 2008(2)． 研究【J]．过程工程学报，1985(4)． 【6】李明俊，陈立丰，万诗贵．管道流动絮凝研究进展及其分析 [3】 孟宪红，宋守志，王宏勋．石英砂物料气流冲击粉碎效果影 [J】．水处理技术，1997(2)． △ 响因素分析【J】．中国粉体技术．1996 3)． (编辑 功 成) 机械制造47卷 第542期 2009／10回 学兔兔