劉智開題報告

1、天津理工大學(xué)本科畢業(yè)論文開題報告屆：2013 學(xué)院：機械工程學(xué)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(xué)院名稱機械工程學(xué)院學(xué)號20090233學(xué)生姓名劉智指導(dǎo)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(xué)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(yīng)用CT或MRI圖像進行脛骨近端三維重建，雖有指導(dǎo)意義，但無法利用三維圖像進行生物力學(xué)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(shè)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(xué)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?fàn)顩r: 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(xué)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(shù)時間長，術(shù)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(dǎo)致骨壞死，影響骨折愈合，有較高的骨折不愈合率。上個世紀(jì)90年代初，Gerber等相繼提出了生物學(xué)固定的概念，強調(diào)骨折治療要重視骨的生物學(xué)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(xué)環(huán)境成為了內(nèi)固定設(shè)計是否合理的重要參數(shù),合理的接骨板設(shè)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(yīng)力遮擋及提高骨折愈合質(zhì)量的重要因素?，F(xiàn)階段應(yīng)用加壓鋼板治療股骨干骨折的方法已基本被舍棄，AO學(xué)派從原強調(diào)生物力學(xué)的觀點，逐漸演變?yōu)橐陨飳W(xué)為主的觀點即BO，生理的、合理的接骨術(shù)的觀點。生物學(xué)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(dǎo)下，多種創(chuàng)新性的內(nèi)固定技術(shù)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(shù)、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(yīng)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(shù)，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(guān)節(jié)面附近骨折適合應(yīng)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(xué)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(shù)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(yīng)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(dǎo)入三維CAD軟件Pro/E,按照特定基準(zhǔn)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(shè)計，建立股骨近端內(nèi)固定系統(tǒng)生物動力學(xué)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(xué).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(xué)院學(xué)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(shù)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(xué)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(shù)中的應(yīng)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(shù)的研究及應(yīng)用.裝備制造技術(shù).2012年第1期.11伏亞霞.反求工程的分析與應(yīng)用.創(chuàng)新應(yīng)用.2011年第11期.12陳永紅,曾責(zé)強,吳儀.內(nèi)固定術(shù)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(shù)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