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个体化建模有限元分析对股骨髓内钉术后骨愈合情况随访的应用研究
目的：对股骨骨折髓内钉术后1年随访模型快速建模，通过个体化建模有限元方法研究分析，判定内固定取出后骨折断端是否具有断裂的风险。方法10名股骨上段或中段骨折的男性志愿者已行股骨骨折髓内钉术后1年，分为2组，X线判定骨折愈合与否，骨折端骨愈合组5名，骨未愈合组5名，行股骨全长CT扫描后运用Mimics、Geomagic Studio、Abaqus等软件采用快速个体化建模方法建立模型，并模拟取出髓内钉后进行有限元分析，施加人体单腿站立时的静力载荷和约束，并将分析结果进行对比，观察米塞斯应力分布、大值及其所处部位。结果按照材料属性进行区别显示米塞斯应力的大值及小值，骨愈合组：5例病人大米塞斯应力值均不在骨折断端附近，应力集中区域及应力集中点分布均位于骨愈合区外，骨折断端周围并不是应力集中区域；骨未愈合组：5例病人各类型材料大米塞斯应力值均位于骨折断端，骨折断端周围是应力集中区域。结论采用个体化建模方法可以对骨折内固定取出前的骨愈合模型进行运算分析，预测骨折畸形愈合下内固定取出后的稳定性，快速预判术后缓慢行走是否导致骨折断端断裂。
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股骨骨折髓内钉置入内固定后1年骨愈合有限元模型的快速建立
背景：当前判断内固定取出后正常站立情况下股骨是否断裂仅依靠X射线或CT数据。
目的：通过有限元方法对股骨骨折髓内钉置入内固定1年取出内固定后的骨愈合模型进行分析，探讨该方法是否能判定内固定取出后骨折断端断裂。
方法：运用Mimics、Geomagic Studio、Abaqus等软件采用快速个体化建模方法对股骨骨折髓内钉置入内固定1年取出内固定后的骨愈合多层螺旋CT数据进行模型快速建立，并采取4种方法处理模型，分别为不作模型简化；对骨愈合区以外的模型表面网格给予50%简化；对骨愈合区以外的模型表面网格给予20%简化；对骨愈合区以外的模型表面网格给予10%简化。对于以上4种模型进行有限元分析，施加3，9倍重力载荷和约束，观察米赛斯应力大值及其所处部位。
结果与结论：按照材料属性进行区别显示米赛斯应力的大值及小值，在不同应力载荷下，术后各类型材料的米赛斯应力大值及小值部位相同，各类型材料中，大值均未位于骨折断端，不同方法的大应力值部位相近，均在中远端1/4交界处，其中表面网格简化10%模型的数值偏倚小，网格处理、材料赋值及有限元分析运算时间短。采用适当的个体化建模方法可以对骨折内固定取出后的骨折模型进行有限元分析，快速判断内固定取出是否导致骨折断端断裂。 -
股骨骨折术后1年随访骨愈合模型的有限元分析
目的:对股骨骨折髓内钉术后1年骨愈合模型快速建模,通过有限元分析研究对比术前术后模型,通过术前判定内固定取出后骨折断端是否断裂.方法:运用Mimics、GeomagicStudio、Abaqus等软件采用快速个体化建模方法对股骨骨折髓内钉术后1年内固定取出术前后的多层螺旋CT数据进行快速建立模型,术前模型模拟剥除钢板后进行有限元分析,施加人体单腿站立时的静力载荷和约束,并将分析结果与术后模型进行对比,观察米塞斯应力分布情况、大值及其所处部位.结果:按照材料属性进行区别显示米赛斯应力的大值及小值,在不同应力载荷下,手术前后各类型材料的米赛斯应力大值及小值部位相同,各类型材料中,大值均没有位于骨折断端,不同方法的大应力值部位相近,均在股骨中远端1/4交界处,手术前后应力分布基本相同.结论:采用个体化建模方法可以对骨折内固定取出前的骨愈合模型进行运算分析,快速预判术后是否导致骨折断端断裂.
