外固定支架结合有限内固定治疗跟骨骨折有限元分析.pdf

外固定支架结合有限内固定治疗跟骨骨折的有限元分析中文摘要
外固定支架结合有限内固定治疗跟骨骨折的
有限元分析
中文摘要
目的:
跟骨骨折是临床上最常见的跗骨骨折,其手术治疗方法一直是骨科研究
的热点,且目前仍存在争议。为减少跟骨骨折术后软组织并发症,微创
技术提供了新思路,近年来,我们使用微创技术外固定支架结合有限内
固定治疗跟骨骨折,临床疗效良好,并发症少。本研究通过有限元法建
立外固定支架结合有限内固治疗跟骨骨折术后模型并进行生物力学分
析,为临床治疗跟骨骨折提供理论依据。
方法:
1. 获取健康成年男性足踝部 CT 扫描的计算机数字图像数据,采用
Mimics、Patran、Solidworks、Abaqus 有限元软件建立正常足踝部有限元
模型并进行模型验证。
2. 采用 Mimics、Patran、Solidworks 有限元软件分别建立单纯外固
定支架、外固定支架结合有限内固定治疗 SandersⅡ型跟骨骨折有限元模
型,利用 Abuqus 软件模拟下肢非负重状态下跟骨受到跟腱的最大拉应力
时,分析骨折移位、足踝部骨骼、外固定支架及有限内固定应力分布情况。
结果:
1. 建立的正常足踝部有限元模型共包括 101625 个节点,451374 个四面
体单元,42 个杆单元。验证模型共包括 55909 节点,295453 个四面体
I
中文摘要外固定支架结合有限内固定治疗跟骨骨折的有限元分析
单元,31 个杆单元。
2. 建立的单纯外固定支架治疗 SandersⅡ型跟骨骨折有限元模型共包括
建立 134422 个节点,706720 个四面体单元,42 个杆单元。骨折块之
间向踝关节内侧、后侧、上方相对位移分别为 、、
,骨折块之间最大位移 ;外固定支架最大应力值
;足踝部骨骼最大应力集中于跟骰关节,大小为 。
3. 建立的外固定支架结合有限内固定即两枚螺钉治疗 SandersⅡ型跟骨
骨折有限元模型共包括建立 163617 个节点,765848 个四面体单元,
42 个杆单元;骨折块之间向踝关节内侧、后侧、上方相对位移分别为
、 、 ,骨折块之间最大位移为
;外固定支架最大应力值 ;螺钉应力最大值
;足踝部骨骼最大应力集中于跟骰关节,大小为 。
结论:
1. 建立的外固定支架结合有限内固定治疗跟骨 SandersⅡ型骨折有限元
模型有效可靠,外观逼真,符合实验要求,所得数据和图像可以重复利用。
2. 外固定支架结合有限内固定治疗跟骨 SandersⅡ型骨折,可以提供足够
的稳定性;足踝部骨骼应力分布相对合理;外支架和有限内固定螺钉存
在应力集中,但仍在理想范围之内。
关键词: 外固定支架,有限内固定,跟骨骨折,有限元

作者:柴雷子
指导老师:薛锋
II
外固定支架结合有限内固定治疗跟骨骨折的有限元分析英文摘要
External bined with limited
internal fixation for the treatment of calcaneal
fracture in finite element analysis
Abstract
Purpose Calcaneal fractures are the mon tarsal bone fractures.
The surgical methods have been Orthopedic research highlights, and there are
still controversial. In order to reduce fractures and soft plications
after surgery, minimally invasive technique provides a new idea. In recent
years, we use minimally invasive technique that external bined
with limited internal fixation treats calcaneal fractures, and the surgical
clinical efficacy is well, with plications. Th