温州市科技计划项目(Y20090274)
- 作品数：6 被引量：14H指数：3
- 相关作者：蔡春元张力成杨国敬李永奖林瑞新更多>>
- 相关机构：温州医学院附属第三医院南方医科大学温州医学院更多>>
- 发文基金：温州市科技计划项目浙江省科技计划项目更多>>
- 相关领域：医药卫生更多>>
- 非骨水泥型人工髋关节假体固定界面骨整合力学分析被引量：5
- 2014年
- 目的:探讨不同假体粗糙面和界面压配下,非骨水泥型人工髋关节假体固定界面初始稳定性以及对骨长入,继发稳定性的影响。方法:采用Mimics软件模拟髋关节置换术重建人工髋关节三维可视化模型。构建假体柄-骨界面摩擦系数为0、0.15、0.40及1.00,代表不同的假体表面粗糙程度;根据实际操作,构建假体柄-骨界面压配为0、0.01、0.05及0.10 mm,选择人体45%步态相模拟人体攀爬楼梯工况,计算并比较骨-假体界面的微动以及相对应的应力分布情况。结果:界面压配为0.05 mm情况下,摩擦系数为0、0.15、0.40和1.00相对应的假体-骨界面正向压力分别为230、231、222和275 MN,随着摩擦系数的增加,正向压力总体趋势变化不大;界面的相对滑移量分别为0.529、0.129、0.107和0.087 mm,表明两界面之间的相对滑移量不断减少。摩擦系数为0.40情况下,界面压配为0、0.01、0.05及0.10 mm相对应的假体-骨界面摩擦力分别为56.0、67.7、60.4和49.6 MN,界面的相对滑移量分别为0.064、0.062、0.043和0.042 mm,说明随着压配量的增加,股骨假体与骨通道之间的正向压力呈下降趋势,摩擦力在压配量为0.01 mm时达到最大值,界面之间的相对滑移量则不断减少。结论:髋关节置换术后,假体和骨组织之间存在骨改建、骨整合的动态过程,其程度决定了假体的远期使用效果。骨-假体界面的间隙和摩擦系数是决定骨假体界面骨整合的关键因素。
- 李永奖张力成张美超杨国敬林瑞新蔡春元钟世镇
- 关键词：股骨骨整合有限元分析
- 头颈直径比与假体安装参数对髋关节活动度影响的计算机模拟研究
- 2012年
- 观察不同头颈直径比股骨假体全髋置换中,髋关节假体安装参数对髋关节活动度的影响,并探讨杯与颈前倾角优化组合。建立全髋关节假体三维可视化计算机模型,计算满足两组不同髋关节活动度下,髋臼外展角每变化5°时相应的髋臼前倾角安装角度,并在以髋臼外展角为横坐标,髋臼前倾角为纵坐标的坐标系上描点、连线画图,并对数据进行分析。实验显示,颈干角135°,髋关节一般标准和严格标准活动度,髋臼杯前倾角(Y)与股骨颈假体前倾角(X)的关系分别为Y1=-0.728X1+40.916,Y2=-0.7384 X2+46.456;允许的最小髋臼外展角(OImin)和头颈直径比(GR)的关系分别为OImin'1=254.27GR 1-3.172,OImin'2=230.58GR 2-2.519。髋关节活动度和髋臼安装角度安全范围随着头颈直径比增大而增大;髋关节活动度要求越高,髋臼安装角度安全范围越小。可允许的最小髋臼外展角随着头颈直径比的增大而变小。髋臼前倾角与股骨颈前倾角呈负相关。
- 李永奖蔡春元林瑞新张力成杨国敬周德彪吴立军余斌峰季文婷
- 关键词：关节成形术髋假体计算机模拟
- 不同假体设计与安装参数对全髋术后关节活动度的影响
- 2012年
- 目的研究全髋关节假体安装参数、不同头颈直径比和颈干角对假体撞击和髋关节活动范围的影响,分析髋臼杯位相安全范围及杯颈前倾角优化组合。方法建立人工全髋关节三维可视化计算机模型,将同时满足髋关节屈曲≥110°、屈曲90°内旋≥30°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为日常生活活动范围普通标准,而将屈曲≥120°、屈曲90°内旋≥45°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为严格标准,头颈比变化范围为2.00～2.92,股骨假体前倾角变化范围为0°～30°,髋臼假体外展角变化范围为10°～60°,髋臼前倾角变化范围为0°～70°,颈干角设定为130°和135°;计算满足上述两种活动范围,臼杯外展角每变化5°,相应的髋臼假体前倾角安装参数,并对数据进行分析。结果头颈比>2.37时,安全范围面积增大明显;严格标准条件下的安全范围比普通标准的小。颈干角130°,普通标准和严格标准活动度下,髋臼杯前倾角(Y)与股骨假体前倾角(X)的关系分别为Y1=-0.8164X1+41.914,Y2=-0.8028X2+47.094;允许的最小髋臼外展角(IAmin)和头颈比(HNR)的关系分别为IAmin'1=168.13HNR1-2.504,IAmin'2=213.79HNR2-2.272;当颈干角从135°移向130°,杯安全范围移向杯前倾角较小的区域,面积也有所减小。结论髋臼杯位相安全范围随着头颈比增大而增大;头颈比>2.37是比较合适的。髋关节活动范围要求越高,臼杯位相安全范围就越小,但可以通过增大头颈比来纠正。允许的最小髋臼外展角随着头颈比增大而变小;杯前倾角与股骨前倾角呈负相关。颈前倾角的增大和颈干角的变小均使得杯安全范围移向杯前倾角较小的区域,杯外展角随着颈干角增大而变小。
- 李永奖林瑞新张力成杨国敬蔡春元周德彪吴立军
- 股骨柄假体与骨固定界面三维有限元模型的构建及其生物力学意义被引量：4
- 2013年
- 目的探讨非骨水泥型人工髋关节假体柄-骨固定界面三维有限元模型的构建方法及其生物力学意义。方法选用股骨标本和股骨柄假体,分别行薄层CT扫描,保存断层扫描图像。将CT扫描数据以Dicom格式导入Mimics软件,进行灰度阈值调整、区域分割后,重建两者的三维模型,并模拟髋关节置换术进行装配。股骨体内腔与股骨柄之间定义为面-面接触关系,在Freeform软件中对各模型铺面处理后以IGES格式导入有限元分析软件Ansys中,采用十结点solid 185单元进行网格划分,选择人体45%步态相模拟人体攀爬楼梯工况,分析相应的von Mises应力分布情况以及界面接触压力、磨擦应力和相对滑动位移。结果所构建的面-面接触连接、界面划移的非骨水泥型髋假体-骨界面三维有限元模型,客观反映假体-骨界面的真实解剖形态及生物力学行为,还原性良好,可以满足有限元分析的需要。结论 构建的非骨水泥型人工髋关节假体-骨固定界面三维有限元模型,为非骨水泥型髋关节置换术后假体-骨固定界面骨改建、骨整合的力学基础研究提供精确模型。
- 蔡春元李永奖张美超林瑞新张力成杨国敬钟世镇
- 关键词：关节成形术髋假体三维有限元模型
- 满足日常生活活动范围的髋臼假体角度安全范围及杯颈前倾角组合被引量：5
- 2011年
- 目的:研究满足日常生活活动范围条件下,全髋关节置换术中髋臼杯角度安全范围及杯颈前倾角优化组合。方法:建立人工全髋关节三维可视化计算机模型,将髋关节屈曲≥110°、屈曲90°内旋≥30°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为日常生活活动范围一般标准,而将屈曲≥120°、屈曲90°内旋≥45°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为严格标准,头颈直径比为2～2.92,假体颈前倾角为0°～30°,髋臼杯前倾角为0°～70°,外展角为10°～60°,颈干角设定为135°,计算满足上述两组活动范围,髋臼杯外展角每变化5°,相应的髋臼杯前倾角安装角度,在以臼杯外展角为横坐标,臼杯前倾角为纵坐标的坐标系上描点、连线画图进行描述,采用SAS6.12统计学软件对数据进行分析。结果:髋臼杯角度安全范围随着头颈直径比增大而增大,头颈比大于2.37时,臼杯角安全范围增大明显,严格标准活动度下的安全范围比一般标准条件下的小。颈干角135°,髋关节一般标准和严格标准活动度下,髋臼杯前倾角(Y)与股骨假体前倾角(X)的关系分别为:Y1=-0.816X1+39.76(R2=0.993),Y2=-0.873X2+47.04(R2=0.999)。结论:头颈直径比较大的假体髋臼杯角安全范围明显增大,建议选择头颈比直径大于2.37的假体。髋关节活动范围要求越高,髋臼杯角度安全范围就越小,但可以通过选择较大头颈直径比的假体来纠正。杯颈前倾角呈负相关。
- 李永奖蔡春元张力成杨国敬周德彪彭茂秀陈文良赵章伟
- 关键词：关节成形术髋假体关节
- 全髋关节假体安装参数的优化组合
- 2012年
- 目的研究满足日常生活活动范围条件下，全髋关节假体安装参数优化组合及髋臼安装角度安全范围。方法建立人工全髋关节三维可视化计算机模型，将髋关节屈曲≥110°、屈曲9°内旋≥3°、后伸≥3°、外旋≥4°定义为日常生活活动范围一般标准；将屈曲≥120°、屈曲90°内旋≥45。、后伸≥3°、外旋≥40°定义为严格标准，头颈直径比变化范围为2-2．92，假体颈前倾角变化范围为0-30°，髋臼假体外展角变化范围为10°-60°，髋臼前倾角变化范围为0-7°，计算满足上述两种活动标准，臼杯外展角每变化5°，相应的髋臼假体前倾角，颈干角设定为135°。髋臼前倾角和外展角组合的安全范围定义为满足上述活动范围而没有杯颈撞击的面积。应用SAS6．12统计软件对数据进行分析。结果髋臼角度安全范围随着头颈比增大而增大；严格标准下的安全范围比一般标准的小。颈干角135°、一般标准活动度，髋臼前倾角平均值与外展角的和加0．816倍颈前倾角等于84．76°；严格标准活动度，髋臼前倾角平均值与外展角的和加0．873倍颈前倾角等于92．04°。结论大的头颈直径比明显增大髋臼角安全范围的面积。髋关节活动范围要求越高，髋臼角安全范围就越小，但可以通过增大头颈比来纠正。一般标准和严格标准活动度，髋臼前倾角平均值与外展角的和（Y）与颈前倾角（X）的组合分别可通过公式进行估计：Y1=-0．816X1＋84．76（R2=0．993），Y2=-0．873X2＋92．04（R2=0．999）。
- 蔡春元张力成李永奖杨国敬林瑞新余斌峰陈文良赵章伟
- 关键词：髋假体
