陈云
- 作品数：6 被引量：35H指数：4
- 供职机构：上海交通大学更多>>
- 相关领域：医药卫生更多>>
- 上胫腓关节三维有限元模型的建立及对两型关节脱位的生物力学分析被引量：6
- 2014年
- 背景:上胫腓关节是一个容易让人忽视的关节,临床上许多膝部的顽疾是由上胫腓关节的外伤或病变引起,研究其生物力学很重要。目前,新型高效的有限元研究方法尚未应用于上胫腓关节脱位的生物力学研究中。目的:通过正常人的上胫腓关节CT扫描图像,建立两型(水平型和倾斜型)上胫腓关节的三维有限元模型,分析躯体受到由远端向近端的纵向作用力下,上胫腓关节处的应力分布,提供对活体上胫腓关节评估的新方法。方法:选择2名(水平型和倾斜型各1名)均无上胫腓关节及膝关节外伤史的正常健康志愿者,进行64排CT扫描其上胫腓关节,运用逆向工程原理,通过三维有限元建模软件建立两型三维有限元模型。以上胫腓关节最常受力——沿纵轴受力,分别在两型三维有限元模型上进行力学加载,研究上胫腓关节处的应力分布,记录胫骨和腓骨出现明显相对位移(脱位)的作用力大小。结果:成功建立了两型上胫腓关节的三维有限元模型,其加载后的应力主要分布于两型上胫腓关节的腓骨内侧部分及腓骨头中部偏外上的区域,沿纵轴作用力引起两型关节脱位的作用力为:倾斜型关节1250 N,水平型关节1850 N。结论:倾斜型上胫腓关节较水平型上胫腓关节更易发生脱位,与文献的结果相一致。研究所用的两型上胫腓关节的三维有限元模型具有有效性,可作为力学分析的基础模型。
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- 关键词：上胫腓关节生物力学脱位
- 采用体绘制方法建立人股骨三维有限元模型及其应力分析被引量：11
- 2012年
- 背景:目前股骨三维有限元研究建模方法有多种,而采用体绘制分体建模方法还未曾报道过。目的:采用体绘制方法建立股骨三维有限元实体模型,对所建实体模型模拟力学载荷得出股骨应力分布,并与既往股骨力学实验比较,评估体绘制方法的可行性。方法:将CT扫描图像去噪等预处理后,采用体绘制技术,利用Mimics和Ansys软件建立人股骨有限元模型,并在Mimics软件中赋予股骨材质,并模拟人体正常站立位时股骨载荷情况。结果与结论:采用体绘制方法建立的人股骨三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨及髓腔解剖结构,网格化后共生成63900个节点,43552个实体单元;模拟载荷显示股骨压应力区域主要集中在股骨内侧、尤其是股骨距部位,张应力主要集中于股骨颈外侧、股骨干外侧。表明体绘制方法可以建立高仿真、接近股骨解剖结构股骨三维有限元模型实体模型,可以探索股骨的内部结构,展现其内部细节,模拟股骨生物力学分布。
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- 关键词：体绘制股骨有限元
- 活体人工髋关节假体植入位置的有限元分析被引量：4
- 2012年
- 目的建立人工髋关节置换术后的三维有限元模型,分析假体和股骨的力学分布,为研究活体内假体及评估手术实施情况提供新的方法。方法选择1例生物型人工髋关节假体置换后志愿者,64排CT扫描髋关节,通过三维建模软件建立三维有限元模型,模拟单肢负重站立状态下的受力,分析假体和股骨的应力分布;实际植入位置为实验组,对假体植入的角度进行-10°、-5°、+5°、+10°的模拟作为对照组,研究相应位置的应力变化情况,并与实际手术情况进行对比。结果患者人工股骨头假体置换术后CT扫描图像建立的三维有限元模型,经受力比较发现并非为最佳植入位置。结论活体人工髋关节模型的应力分布是假体置换后的应力传导真实反映。人工髋关节活体建模可以对手术结果进行更为合理、可靠的分析。
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- 关键词：活体髋关节假体有限元分析应力植入位置
- 体绘制分体建模法建立人体股骨有限元模型被引量：1
- 2012年
- 背景:股骨三维有限元研究建模方法有很多种,而采用体绘制分体建模方法至目前为止尚未见报道。目的:采用体绘制分体建模方法建立正常人股骨三维有限元实体模型,分析该建模方法的优越性。方法:将CT原始图像进行去噪等预处理后,建立正常人股骨三维有限元模型,模型包括皮质骨、松质骨及髓腔3部分解剖结构。再将皮质骨分为3种材料、松质骨分为6种材料,骨髓为单一材料属性分体建模,并行有限元力学分析。结果:采用体绘制分体建模方法建立的人股骨三维有限元模型包括皮质骨、松质骨及髓腔解剖结构。结论:采用体绘制分体建模比整体建模单一划分材料更接近真实情况,更符合有限元分析的要求。
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- 关键词：股骨有限元体绘制
- 人工髋关节活体有限元建模及力学分析被引量：10
- 2012年
- 背景:有限元分析最为广泛地应用于人工髋关节置换的研究,能够反映人工髋关节置换前后的应力分布情况。目的:通过CT扫描图像建立人工髋关节置换后的三维有限元模型,分析假体和股骨的力学分布,提供研究活体内假体的评估方法。方法:选非水泥型人工髋关节假体置换后患者1例,64排CT扫描髋关节,通过三维建模软件建立三维有限元模型,加载载荷1500N,分析假体和股骨的应力分布,并与体外建模和正常股骨有限元模型比较。结果与结论:应用患者人工髋关节置换后CT扫描图像建立的三维有限元模型,加载后应力主要分布在股骨干上端1/3处,在股骨假体柄颈结合处,假体外侧,假体的远端与股骨接触处,是假体置换后应力在体内传递的真实反映。结果说明活体髋关节建模优于体外建模,不改变假体在体内的位置,人工髋关节活体建模是假体评估新方法。
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- 关键词：髋关节活体有限元生物力学数字化骨科
- 基于软骨和韧带的全腕关节有限元模型建立和舟状骨生物力学研究被引量：8
- 2014年
- 目的通过基于CT扫描数据包含韧带和软骨的腕关节有限元模型构建、受力分析,在传统仅以骨为研究和建模对象的有限元领域做出突破,以期为后期开展全结构、多组织生物力学有限元分析的研究提供参考。方法应用Mimics、Geomagic Studio、Abaqus等软件,采用快速个体化建模方法对1名29岁成年健康男性志愿者的右侧尺桡骨远端至近端指骨的CT扫描数据进行快速建立模型,施加沿中指轴线的静力载荷和约束,观察米塞斯应力的分布情况、最大值及其所处部位。结果在100、300N压力下,最大应力分别为1.059×108和3.178×108 Pa,在不同应力载荷下,腕关节的最大应力值和最小应力值部位均相同。不同荷载状态下应力云图显示,舟状骨最大应力值出现在腰部区域,可明确解释临床工作中舟状骨骨折多见于腰部,并且有效验证了本模型的真实性和有效性。结论采用个体化建模方法可对腕关节整体结构模型进行运算分析,在模拟韧带结构和软骨结构的分析中,可采用简化的梁结构和相互作用对实现。
- 朱海波朱建民马南徐旻洋陈云
- 关键词：生物力学韧带软骨
