关键词:
夹板外固定
桡骨远端骨折
三维有限元模型
应力分析
摘要:
目的:分析桡骨远端骨折柳木夹板外固定及其骨折愈合的生物力学特性,为临床治疗提供依据。方法:将CT影像文件转化为三维有限元模型,采用三维重建软件Mimics10.01重建了尺骨、桡骨、肌肉和夹板的实体模型,并对模型进行网格划分,经光滑处理后以STL格式输出尺骨、桡骨、肌肉和夹板的实体模型。将导出的实体模型再导入点云处理软件Geomagicstudio10中,经过去噪、光滑构造曲面片、构造格栅和生成曲面处理后,形成较为光滑的实体模型,得到的尺骨、桡骨、肌肉和夹板的实体模型以STP格式输出,导入有限元软件ANSYS12.0生成有限元实体模型。将得到的尺骨、桡骨、肌肉和夹板实体模型导入ANSYS12.0后,对肌肉和尺骨、桡骨进行布尔运算,先从肌肉模型中减去尺骨和桡骨,将得到的肌肉模型和尺骨、桡骨模型粘接,再导入夹板模型,生成包括尺骨、桡骨、肌肉和夹板的实体模型。建立桡骨远端AO分型A3骨折,模拟骨折愈合不同阶段进行应力分析。结果:实体模型分为四个接触单元,分别是桡侧夹板与前臂、尺侧夹板与前臂、背侧夹板与前臂及掌侧夹板与前臂,完成夹板绑缚前臂模型的建模。以愈合0%(骨折初始)、愈合20%和愈合50%为例,应力最大区域位于掌侧、桡侧夹板近端和腕部,最大应力分别为8.44 MPa和0.92 MPa。结论:桡骨远端骨折柳木夹板外固定的生物力学特点为压力容易集中在软组织丰厚的掌侧、桡侧夹板近端及骨突处。