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骨密度对距下关节融合初稳性影响的三维有限元分析
目的 通过有限元分析的方法研究骨密度对于距下关节融合初稳性的影响. 方法 选取1名男性健康志愿者,25岁,体质量为70kg.基于志愿者右足的三维CT扫描数据利用Mimics 13.0、Geomagic 10.0等软件重建距下关节融合的三维有限元双顶模型:即距骨颈联合距骨顶前外、后外、前内、后内侧4种双钉模型,同时通过降低骨的弹性模量模拟不同程度的疏松骨质,后将模型导入Abaqus 6.9软件进行赋值、划分网格,对每个模型施加4N·m的内旋、外旋作用力,通过计算分析模型应力后距下关节面间的相对位移来评估骨密度对距下关节融合初稳性的影响. 结果 随着骨密度的降低,4种融合模型应力后关节面间的相对位移峰值均增大；距骨颈联合距骨前外侧顶的双钉模型在正常骨密度和骨质疏松存在的情况下,其应力后关节面间相对位移峰值均较其他模型低,是距下关节融合优的选择；而距骨颈联合距骨后内侧顶的双钉模型,应力后关节面间相对位置峰值大,关节融合时应避免使用此种配置. 结论 骨密度越低融合后稳定性越差；距骨颈联合前外侧顶双钉模型对于正常或疏松骨质的距下关节融合都具有好的稳定性,是距下关节融合优的选择.
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双螺钉内固定行距下关节融合后初稳性的三维有限元分析
目的 临床上使用双螺钉内固定行距下关节融合已经被用来治疗由创伤、风湿病等引起的距下关节炎,我们旨在通过三维有限元方法分析评估行距下关节融合的优双钉配置.方法 基于志愿者右足的三维CT扫描数据,利用Mimics13.0、Geomagic10.0、Solidworks等软件重建距下关节融合的三维有限元双钉模型:即距骨颈联合距骨顶前外、后外、前内、后内侧四种双钉模型,后将模型导入Abaqus6.9软件进行赋值、划分网格,对每个模型施加4N-m的内旋、外旋作用力,通过计算分析模型应力后距下关节面间的相对位移来评估不同双钉配置的优劣.结果 距骨颈联合距骨前外侧顶的双钉融合模型是稳定的模型.当对模型施加4N-m的内旋、外旋载荷时,距骨颈联合前外侧顶双钉模型关节面间的相对位移峰值分别是(41.67±0.49)、(42.64±0.75)μm;而距骨颈联合后内侧顶双钉模型融合后距下关节的稳定性差,关节面间的相对位移在内、外旋载荷下的峰值分别为(61.76±1.00)、(62.32±0.90) μm.结论 距骨颈联合前外侧顶双钉模型对距下关节融合具有好的稳定性,是距下关节融合优的选择；而距骨颈联合后内侧顶双钉模型进行距下关节融合后稳定性差,临床上应予以避免使用此双钉配置；三维有限元模型的方法可以作为有效的术前分析工具,为术前手术方案的制定如螺钉数目和位置的确定提供科学的理论依据.
