临床骨科中应用的有限元分析法新理论与新进展.doc

临床骨科中应用的有限元分析法：新理论与新进展 倪鹏辉1，张 鹰1，杨 晶1，徐子昂1，努尔波力1，程 奎2，刘大鹏1(1新疆医科大学第五附属医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000；2新疆工程学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000) 引用本文：倪鹏辉，张鹰，杨晶，徐子昂，努尔波力，程奎，刘大鹏. 临床骨科中应用的有限元分析法：新理论与新进展[J].中国组织工程研究，2016，20(31):4693-4699. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.31.019 ORCID: 0000-0001-5556-3044(倪鹏辉) 文章快速阅读： 文题释义： 运动生物力学：运动生物力学是应用力学原理和方法研究生物体的外在机械运动的生物力学分支。狭义的运动生物力学研究是用静力学、运动学和动力学的基本原理结合解剖学、生理学研究人体运动的学科。运动生物力学的任务是研究人体或一般生物体，在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律，它不讨论神经、肌肉和骨骼系统的内部机制。 有限元网格划分：就是将整体划分为个体进行分析, 最后将个体集合为整体进行研究。其中有限元网格划分的质量直接影响分析结果的精度，主要表现在以下3方面：①几何模型结构细节处理；②网格划分密度；③网格过渡。人体骨骼的形状和结构特点比较复杂，有限元分析中描述骨骼外形(包括内表面)，一般会把重建三维分析模型划分成有限个四面体或六面体，这样就会造成分离出来的正面体(正四面体或正六面体)变形，其后果即是越发加强了对有限元网格划分这一操作的质量要求。 摘要 背景：既往因计算机技术的限制对骨骼生物力学的研究以及骨固定强度、稳定性、疲劳损伤、寿命的预测比较困难。 目的：探讨有限元分析法在临床骨科应用的新进展。 方法：由第一作者检索至2015年11月为止PubMed数据(/PubMed)及CNKI中国期刊全文数据库(/)，以“Finite element analysis，Orthopedics，Biomechanics”为英文检索词，“有限元分析，骨科，生物力学”为中文检索词，检索摘要内同时包含上述检索词的文献，总计英文文献51篇，中文文献320篇，根据纳入标准选择其中的40篇进行综述。 结果与结论：由于人体骨骼生物力学非常复杂，多数的力学状态是一个运动的、非静态的过程，从而加大了骨科生物力学研究的难度。其中对于骨固定的强度、稳定性、疲劳损伤及寿命的预测也比较困难，而在工程领域中被大量应用和实际论证其可靠性的有限元分析技术能有效的解决这些问题。随着计算机技术的飞速发展，有限元分析在骨科领域应用也越来越广泛，这也促进了骨科技术的发展。 关键词： 骨科植入物；数字化骨科；有限元分析；生物力学；新疆维吾尔自治区自然科学基金 主题词： 有限元分析；生物力学；骨折固定术；组织工程 基金资助： 新疆维吾尔自治区自然科学基金(2014211C121) Application of finite element analysis in orthopedics: new theory and new progress Ni Peng-hui1, Zhang Ying1, Yang Jing1, Xu Zi-ang1, NuErBoLi1, Cheng Kui2, Liu Da-peng1 (1the Fifth Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; 2Xinjiang Institute of Engineering, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China) Abstract BACKGROUND: The limitations of computer technology in the study of bone biomechanics and the prediction of bone fixation strength, stability, fatigue damage and life expectancy are more difficult. OBJECTIVE: To investigate the new progress and application of finite element analysis in orthopedics. METHODS: The first author sear