股骨近端锁定板的结构及应用研究-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

I I 三峡大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明 确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名： 日 期： I II 内 容 摘 要 股骨近端锁定板内固定系统是近几年来出现的新型内固定物，对于股骨近端骨折 固定效果好，尤其适用于骨质疏松症患者。但是，其头部的三枚锁定螺钉的正确打入 对术者的经验技术要求较高。所以，设计使用更加简易的锁定板结构，可以降低手术 对术者经验技术的要求，对于增加手术的成功率有着重要的意义。本文以股骨近端锁 定钢板为研究对象，在充分研究国内外各种骨折固定方法和搜集临床资料的基础上， 针对现有常见股骨近端锁定板在使用中的缺陷，对其结构进行改进，并从不同的角度 对新结构进行了分析。论文研究工作如下： 首先，研究股骨的解剖结构特点，根据 CT 扫描数据，建立股骨模型，并将现有 常见股骨近端锁定板的三维模型导入医学三维重建软件 Mimics 中，用手术模拟功能 对内固定物的植入进行模拟，结合临床资料分析其结构在使用中的不足。根据手术模 拟的分析结果，对原有结构进行改进，并建立了新结构的三维模型。提出以横向可调 整范围衡量锁定板系统的装配性能。通过将新结构的三维模型导入 Mimics 中再次进 行手术模拟，测量其横向可调整范围，从锁定板系统的装配性能的角度分析了新结构 的改进效果。 然后，建立了骨折不同愈合阶段股骨-锁定板模型，以及骨折愈合，将内固定物 取出后遗留钉道的股骨模型。利用文献中的公式，根据 CT 扫描数据中的灰度值计算 骨骼的不同部位的密度和弹性模量，实现骨骼不均匀分布的描述。然后根据骨折的不 同愈合阶段患者活动的特点，施加相应的边界条件和载荷，建立有限元模型。 最后，借助有限元分析软件 Ansys，用有限元法分析了新的锁定板结构在运用中 的应力分布情况，并且分析了骨折愈合，将内固定物取出后钉道对股骨的力学性能的 影响。结果表明，新的股骨近端锁定板的结构能够较好的达到设计要求，钉道对股骨 的刚度影响很小，但对强度的影响较大，建议将内固定物取出时行钉道植骨。 关键词：股骨粗隆间骨折；股骨近端锁定板；手术模拟；有限元分析 A Abstract PAGE PAGE III Proximal locking plate is a new fixator which performs well when used to fix proximal femur fractures, especially to patients with osteoporosis. But fixing screws well calls for rich experience and adequate skill. So it is meaningful to design a new structure which is easy to use. In this research, proximal locking plate was studied. Based on the reviewed of international research status and clinical information, the structure of the proximal locking plate is improved to conquer the shortcoming. And the new structure was analyzed from different aspects. Firstly, three dimension model of the femur was built based on CT date of a healthy young man. And then the operation simulation is used to analyze factors cause the shortcoming. According to the analysis, a new structure was designed. Transverse adjustable area was proposed to evaluate assembly performance, and transverse adjustable areas of the two structures were compared. Secondly, models of fem