构建并验证儿童肱骨髁上骨折三维有限元模型

Construction and validation of the finite element model of humeral supracondylar fracture in children

二维码有效期 120s

摘要背景:有限元法最核心的部分就是有限元模型的建立,所建立模型的精确度和建模所需的时间直接体现了该方法的可行性与有效性.随着建模方法的发展,骨科有限元分析的范围也逐渐从早期的股骨拓展到脊柱、四肢,而采用DICOM数据直接建模法建立儿童肱骨模型并进行有限元分析,国内外文献尚未见相关报道.目的:建立并验证儿童肱骨二维有限元模型,并应用该模型探讨儿童肱骨髁上骨折和肘内翻发生的机制.设计、时间及地点:观察验证性实验,于2007-07/09在大连交通大学机械工程学院CAD/CAE研究中心完成.对象:选择山西医科大学第二医院放射科1例左肱骨髁间粉碎骨折患者CT图像,男性,4岁,采集右侧对照CT图像.方法:扫描层厚为1.25mm,无间隔,将所得图像数据导入到医学图像处理软件mimics中,生成肱骨三维模型.然后以IGS格式输出导入到专业有限元网格制作软件HYPERMESH中,生成三维有限元模型.最后导入有限元分析软件ANSYS进行有限元分析.主要观察指标:不同载荷下尺侧和桡侧平均应力值.结果:①模型检验与体外生物力学实验的数据基本一致.②肱骨髁上区可见明显的应力交界区.③肱骨尺侧应力大于桡侧.结论:①本实验所建立模型真实可信,可用于生物力学分析.②肱骨髁上骨折模型与实际骨折基本一致,进一步形象地证实了肱骨髁上骨折发生于骨形状及皮松质骨交界区.③尺侧皮质受损大于桡侧是肘内翻畸形的基本力学因素.