刘智开题报告

1、天津理工大学本科毕业论文开题报告届：2013 学院：机械工程学院 专业：机械工程及自动化 2013年3月14日毕业论文题目股骨骨折近端固定的有限元分析学院名称机械工程学院学号20090233学生姓名刘智指导教师董黎敏本题目研究的目的及意义：在临床上,接骨板被广泛用于股骨骨折的治疗中。选择合理的固定方式、提高接骨板对骨折愈合的促进作用、降低内固定带来的负面影响、确保内固定的效果是目前临床工作中的主要问题。从力学角度对接骨板进行数值模拟,综合考虑接骨板的各项因素对内固定系统内每一个组成要素的影响,如接骨板自身、螺钉、板下正常骨及骨折愈合情况,可为内固定系统临床问题的解决提供参考。骨近端是一个不规则

2、体，采用一般的研究手段很难得出确切的研究结果 ，所以在股骨骨折治疗方法上一直存在着争议。临床上应用CT或MRI图像进行胫骨近端三维重建，虽有指导意义，但无法利用三维图像进行生物力学分析以探讨其损伤机制。虽然LISS接骨板已经广泛运用，但对于接骨板疲劳性质的研究，国内外做的都很少。接骨板的疲劳试验可以使接骨板的设计可以在保证骨愈合的情况下，合理利用材料。所以对于接骨板的疲劳试验具有很高的实用价值与经济意义。本文期望利用CT扫描和Mimics、Geomagic等软件建立胫骨近端端三维有限元模型，并在ANSYS软件下作生物力学分析，模拟真实骨折受力情况，在ANSYS软件中FE-SAFE模块下模拟疲劳

3、试验，并在条件允许下做样品疲劳试验分析，为以后的研究生产提供参考条件。本题目国内、外发展状况: 目前，对于股骨骨折可供选择的内固定方式有很多种，1958年Muller为召集人，一些志同道合的学者成立了内固定研究会，简称ASIF或AO。早期推崇的用AO加压钢板治疗股骨骨折，固定可靠，不易发生再移位，畸形发生率低，有利于早期功能锻炼。但手术时间长，术中广泛剥离软组织和骨膜，进一步损害局部血运，易使骨碎片游离，导致骨坏死，影响骨折愈合，有较高的骨折不愈合率。上个世纪90年代初，Gerber等相继提出了生物学固定的概念，强调骨折治疗要重视骨的生物学特性，充分保护骨折局部及周围软组织的血运。保护骨折局部

4、血供和生物力学环境成为了内固定设计是否合理的重要参数,合理的接骨板设计构型，成为了保护接骨板板下、骨折断端血供、避免过高的应力遮挡及提高骨折愈合质量的重要因素。现阶段应用加压钢板治疗股骨干骨折的方法已基本被舍弃，AO学派从原强调生物力学的观点，逐渐演变为以生物学为主的观点即BO，生理的、合理的接骨术的观点。生物学固定的内涵是：充分重视局部软组织血运，固定坚强而无加压。在BO理念指导下，多种创新性的内固定技术与内固定器，包括以“内固定支架”原理为依据的经皮微创接骨术、点接触式内固定系统、微创固定系统、锁定加压接骨板相继研发和推广应用，所使用的钉板锁定结构和接骨板-骨皮质有限接触或不接触技术，显示

5、出微创理念在医疗实践中所发挥的巨大作用。这类内固定物既减少了对骨骼的损害，又保持了固定的牢固程度，对于带锁髓内钉固定困难的股骨远近关节面附近骨折适合应用。本课题的研究内容、研究方法、研究手段和研究步骤 研究内容：本课题以股骨骨折为研究对象，完成如下内容：（1）用GEOMAGIC STUDIO逆向工程软件扫描模型；（2）用MIMICS软件交互式医学影像控制系统，建立模型；（3）用三维CAD软件Pro/e创建模型；（4）用Ansys有限元分析模型受力情况； 研究的思路及步骤： 利用逆向工程技术建立股骨内固定系统模型，通过股骨接骨板的数字化测量，用后处理软件Geomagic中实现接骨板的模型建立；以

6、健康青年志愿者的股骨CT扫描图像，应用MIMICS软件对扫描图像进行处理，建立股骨模型；将股骨接骨板模型和股骨模型导入三维CAD软件Pro/E,按照特定基准进行装配，完成股骨内固定系统模型的建立。有限元分析及基于原模型的改进设计，建立股骨近端内固定系统生物动力学模型分析框架，利用ANSYS分析模型受力及变形情况。参 考 文 献1王战朝,杨明路,黄霄汉,喻长纯.胫骨平台骨折治疗的国内外进展.中医正骨.2003年第15卷第1期.2苏华生,马勇.胫骨平台骨折治疗的研究进展.实用临床医学.2011年第12卷第5期.3卢建斌,黄培观. CT在胫骨平台骨折诊断分型中的研究进展.右江民族医学院学报.2012

7、年第34卷第4期.4鲁杰,李楠.胫骨骨折治疗的内固定选择及现状.中华现代中西医杂志.2005年第三卷第12期.5刘兵,刘新春.胫骨平台骨折治疗进展. 中国社区医师.2012年第17期.6程跃飞,孔晓川,柳伟,杨立辉. 普通接骨板微创手术常规固定和 LISS系统固定治疗胫骨近远端骨折疗效比较.山西医药杂志.2012年3月第41卷第3期.7王荣军. AO微创内固定系统治疗研究现状与进展.中国中医药咨讯.2011年2月第2期第2卷.8程玉达,王键,郝明,彭阿钦.胫骨近端骨折两种钢板内固定稳定性的生物力学比较.河北医药.2012年5月第9期第34卷.9毛文.反求工程在快速成型技术中的应用.中国现代教育

8、装备.2010年第21期.10吴连连.反求工程技术的研究及应用.装备制造技术.2012年第1期.11伏亚霞.反求工程的分析与应用.创新应用.2011年第11期.12陈永红,曾责强,吴仪.内固定术在胫骨近端骨折治疗中的临床疗效分析.临床探讨.2012年6月第18期.13程鑫华,余永桂.MIPPO技术治疗胫骨近端骨折.临床骨科杂志.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