劉智開題報告

1、天津理工大學本科畢業(yè)論文開題報告屆：2013 學院：機械工程學院 專業(yè)：機械工程及自動化 2013年3月14日畢業(yè)論文題目股骨骨折近端固定的有限元分析學院名稱機械工程學院學號20090233學生姓名劉智指導教師董黎敏本題目研究的目的及意義：在臨床上,接骨板被廣泛用于股骨骨折的治療中。選擇合理的固定方式、提高接骨板對骨折愈合的促進作用、降低內(nèi)固定帶來的負面影響、確保內(nèi)固定的效果是目前臨床工作中的主要問題。從力學角度對接骨板進行數(shù)值模擬,綜合考慮接骨板的各項因素對內(nèi)固定系統(tǒng)內(nèi)每一個組成要素的影響,如接骨板自身、螺釘、板下正常骨及骨折愈合情況,可為內(nèi)固定系統(tǒng)臨床問題的解決提供參考。骨近端是一個不規(guī)則

2、體，采用一般的研究手段很難得出確切的研究結(jié)果 ，所以在股骨骨折治療方法上一直存在著爭議。臨床上應用CT或MRI圖像進行脛骨近端三維重建，雖有指導意義，但無法利用三維圖像進行生物力學分析以探討其損傷機制。雖然LISS接骨板已經(jīng)廣泛運用，但對于接骨板疲勞性質(zhì)的研究，國內(nèi)外做的都很少。接骨板的疲勞試驗可以使接骨板的設計可以在保證骨愈合的情況下，合理利用材料。所以對于接骨板的疲勞試驗具有很高的實用價值與經(jīng)濟意義。本文期望利用CT掃描和Mimics、Geomagic等軟件建立脛骨近端端三維有限元模型，并在ANSYS軟件下作生物力學分析，模擬真實骨折受力情況，在ANSYS軟件中FE-SAFE模塊下模擬疲勞

3、試驗，并在條件允許下做樣品疲勞試驗分析，為以后的研究生產(chǎn)提供參考條件。本題目國內(nèi)、外發(fā)展狀況: 目前，對于股骨骨折可供選擇的內(nèi)固定方式有很多種，1958年Muller為召集人，一些志同道合的學者成立了內(nèi)固定研究會，簡稱ASIF或AO。早期推崇的用AO加壓鋼板治療股骨骨折，固定可靠，不易發(fā)生再移位，畸形發(fā)生率低，有利于早期功能鍛煉。但手術時間長，術中廣泛剝離軟組織和骨膜，進一步損害局部血運，易使骨碎片游離，導致骨壞死，影響骨折愈合，有較高的骨折不愈合率。上個世紀90年代初，Gerber等相繼提出了生物學固定的概念，強調(diào)骨折治療要重視骨的生物學特性，充分保護骨折局部及周圍軟組織的血運。保護骨折局部

4、血供和生物力學環(huán)境成為了內(nèi)固定設計是否合理的重要參數(shù),合理的接骨板設計構(gòu)型，成為了保護接骨板板下、骨折斷端血供、避免過高的應力遮擋及提高骨折愈合質(zhì)量的重要因素。現(xiàn)階段應用加壓鋼板治療股骨干骨折的方法已基本被舍棄，AO學派從原強調(diào)生物力學的觀點，逐漸演變?yōu)橐陨飳W為主的觀點即BO，生理的、合理的接骨術的觀點。生物學固定的內(nèi)涵是：充分重視局部軟組織血運，固定堅強而無加壓。在BO理念指導下，多種創(chuàng)新性的內(nèi)固定技術與內(nèi)固定器，包括以“內(nèi)固定支架”原理為依據(jù)的經(jīng)皮微創(chuàng)接骨術、點接觸式內(nèi)固定系統(tǒng)、微創(chuàng)固定系統(tǒng)、鎖定加壓接骨板相繼研發(fā)和推廣應用，所使用的釘板鎖定結(jié)構(gòu)和接骨板-骨皮質(zhì)有限接觸或不接觸技術，顯示

5、出微創(chuàng)理念在醫(yī)療實踐中所發(fā)揮的巨大作用。這類內(nèi)固定物既減少了對骨骼的損害，又保持了固定的牢固程度，對于帶鎖髓內(nèi)釘固定困難的股骨遠近關節(jié)面附近骨折適合應用。本課題的研究內(nèi)容、研究方法、研究手段和研究步驟 研究內(nèi)容：本課題以股骨骨折為研究對象，完成如下內(nèi)容：（1）用GEOMAGIC STUDIO逆向工程軟件掃描模型；（2）用MIMICS軟件交互式醫(yī)學影像控制系統(tǒng)，建立模型；（3）用三維CAD軟件Pro/e創(chuàng)建模型；（4）用Ansys有限元分析模型受力情況； 研究的思路及步驟： 利用逆向工程技術建立股骨內(nèi)固定系統(tǒng)模型，通過股骨接骨板的數(shù)字化測量，用后處理軟件Geomagic中實現(xiàn)接骨板的模型建立；以

6、健康青年志愿者的股骨CT掃描圖像，應用MIMICS軟件對掃描圖像進行處理，建立股骨模型；將股骨接骨板模型和股骨模型導入三維CAD軟件Pro/E,按照特定基準進行裝配，完成股骨內(nèi)固定系統(tǒng)模型的建立。有限元分析及基于原模型的改進設計，建立股骨近端內(nèi)固定系統(tǒng)生物動力學模型分析框架，利用ANSYS分析模型受力及變形情況。參 考 文 獻1王戰(zhàn)朝,楊明路,黃霄漢,喻長純.脛骨平臺骨折治療的國內(nèi)外進展.中醫(yī)正骨.2003年第15卷第1期.2蘇華生,馬勇.脛骨平臺骨折治療的研究進展.實用臨床醫(yī)學.2011年第12卷第5期.3盧建斌,黃培觀. CT在脛骨平臺骨折診斷分型中的研究進展.右江民族醫(yī)學院學報.2012

7、年第34卷第4期.4魯杰,李楠.脛骨骨折治療的內(nèi)固定選擇及現(xiàn)狀.中華現(xiàn)代中西醫(yī)雜志.2005年第三卷第12期.5劉兵,劉新春.脛骨平臺骨折治療進展. 中國社區(qū)醫(yī)師.2012年第17期.6程躍飛,孔曉川,柳偉,楊立輝. 普通接骨板微創(chuàng)手術常規(guī)固定和 LISS系統(tǒng)固定治療脛骨近遠端骨折療效比較.山西醫(yī)藥雜志.2012年3月第41卷第3期.7王榮軍. AO微創(chuàng)內(nèi)固定系統(tǒng)治療研究現(xiàn)狀與進展.中國中醫(yī)藥咨訊.2011年2月第2期第2卷.8程玉達,王鍵,郝明,彭阿欽.脛骨近端骨折兩種鋼板內(nèi)固定穩(wěn)定性的生物力學比較.河北醫(yī)藥.2012年5月第9期第34卷.9毛文.反求工程在快速成型技術中的應用.中國現(xiàn)代教育

8、裝備.2010年第21期.10吳連連.反求工程技術的研究及應用.裝備制造技術.2012年第1期.11伏亞霞.反求工程的分析與應用.創(chuàng)新應用.2011年第11期.12陳永紅,曾責強,吳儀.內(nèi)固定術在脛骨近端骨折治療中的臨床療效分析.臨床探討.2012年6月第18期.13程鑫華,余永桂.MIPPO技術治療脛骨近端骨折.臨床骨科雜志.2011年10月第14期.14T.Krackhardt,J. Dilger. Fractures of the distal tibia treated with closed reductionand minimally invasive plating. Arch Orthop Trauma Surg (2005) 125: 8794.15P.A. Cole, MD,M.Zlowodzki, MD. Less invasive stabilization system (LISS) for fractures of theproximal tibia: Indications, S