骶骨全切后兩種術(shù)式重建骨盆環(huán)的三維有限元分析對比研究.pdf

1、目的:
　　應(yīng)用三維有限元分析探討改良Galveston技術(shù)加腓骨移植、傳統(tǒng)的改良Galveston技術(shù)兩種術(shù)式重建骨盆環(huán)的生物力學(xué)效果,通過對比，得出何種手術(shù)方式重建后骨盆環(huán)更穩(wěn)定，為臨床上骶骨切除后骨盆環(huán)的重建提供更為理想的手術(shù)方式及理論支持。
　　方法:
　　1.選取1例正常的成年女性志愿者，對其從腰4到雙側(cè)腓骨下端的區(qū)域進行CT掃描，獲取正常成人的腰椎、骨盆及腓骨的信息，以DICOM格式存盤。
　　2.將

2、獲取的正常腰椎、骨盆及腓骨的信息導(dǎo)入mimics10.0軟件、Patran2008 r2軟件中，建立符合兩種術(shù)式要求的三維有限元模型。并將結(jié)果導(dǎo)入 nastran軟件進行有限元分析。
　　3.將建成的兩種術(shù)式的三維有限元模型以96ON的力于腰4椎體上進行軸向加載，以7Nm的載荷進行側(cè)彎及軸向扭轉(zhuǎn)，觀測其負荷下的應(yīng)力傳導(dǎo)、分布情況。
　　4.分析結(jié)果，比較兩種術(shù)式的應(yīng)力、應(yīng)變云圖，得出何種術(shù)式重建后骨盆環(huán)的穩(wěn)定性為優(yōu)的結(jié)論。<

3、br>　　結(jié)果:
　　1.CT掃描，獲得了一套高精度DICOM數(shù)據(jù)資料;采用醫(yī)學(xué)影像三維重建軟件直接進行三維重建;得到實體模型。將實體模型導(dǎo)入有限元分析軟件，劃分網(wǎng)格、單元，建立了高精度的兩種術(shù)式的三維有限元模型。建立的模型一的三維有限元模型共有149536個單元,33198個節(jié)點；模型二共有132681個單元,29479個節(jié)點。
　　2.對兩種術(shù)式的模型進行了模擬仿真和應(yīng)力分析。從應(yīng)力和應(yīng)變云圖結(jié)果中可以看出:
　　

4、①在軸向垂直加載時，施加載荷后，模型一最大應(yīng)力值為2.243E+02MPa，位于腰5與第一枚髂骨釘之間的鈦棒上及腰5椎弓根釘與鈦棒的結(jié)合部位，腰椎相對于骨盆的縱向位移為0.89345mm，軸向剛度（EF）為1074.48654;而模型二為2.736E+03MPa，位于腰5與第一枚髂骨釘之間的鈦棒上，腰椎相對于骨盆的縱向位移為15.333mm，軸向剛度（EF）為62.6100567。
　?、谠趥?cè)彎載荷下，模型一的最大應(yīng)力值為1.57

5、6E+02Mpa，位于腰5椎弓根釘與鈦棒的結(jié)合部位兩端的鈦棒上，三軸平移和三軸旋轉(zhuǎn)位移分別為x=-0.021294mm,y=-0.54271mm,z=-0.18913mm,rotx=0.0078817rad,roty=-0.00058998 rad,rotz=0.00051123 rad，而模型二承擔(dān)的最大應(yīng)力為3.119E+02Mpa，位于腰5與第一枚髂骨釘之間的鈦棒上，三軸平移和三軸旋轉(zhuǎn)位移分別為x=-0.15845mm，y=-2.

6、9283mm，z=-1.6024mm，rotx=0.039399 rad，roty=-0.0023664 rad，rotz=0.00089123rad。
　?、墼谳S向扭曲載荷下，模型一的最大應(yīng)力值為1.553E+02 Mpa，位于腰4到第一枚髂骨釘之間的鈦棒及連桿上，三軸平移和三軸旋轉(zhuǎn)位移分別為x=0.12552mm,y=-0.017706mm,z=-0.014572mm,rotx=0.00046303rad,roty=0.000

7、70301rad,rotz=0.0093962rad；而模型二承擔(dān)的最大應(yīng)力為2.143E+02Mpa，位于腰5到第一枚髂骨釘之間的鈦棒上及連桿上，三軸平移和三軸旋轉(zhuǎn)位移分別為x=0.77342mm,y=0.05311mm,z=-0.04295mm,rotx=0.00087675rad,roty=0.0016011rad,rotz=0.023621rad.
　　兩者相比較而言，術(shù)式一在三維運動上，無明顯的應(yīng)力高度集中現(xiàn)象，固定強度