基于ANSYS多种步态下半月板应力分布的研究

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骨骼作为人体内部坚硬器官,起到支持、保护身体和运动的功能。膝关节因其所处环境、自身结构以及功能要求使其最易罹患各类疾病和损伤。半月板作为一种填充在股骨与胫骨关节间隙内的纤维软骨,对膝关节的正常运动起到重要作用,由于其自身供血差的特点,破裂损伤后愈合能力差。而半月板的损伤将会造成病人关节疼痛、失稳以及载荷传递紊乱,最终导致骨关节炎的过早发生。  本文基于CT图像建立了正常的膝关节有限元模型,利用该模型研究了不同载荷条件下膝关节的生物力学特性,有助于人们了解关节的真实运动,分析了在这一过程中膝关节半月板的受力和形变情况,对发现关节及半月板损伤的机制,正确指导膝关节半月板相关疾病的预防和治疗等都具有指导意义。  在三维建模方面,本文描述了基于CT图像进行组织器官的三维几何建模的基本流程,建立了包括股骨、胫骨、半月板及关节软骨的三维几何模型。它们的外形特征与实际临床解剖情况相吻合,很好的描述了这些部位的解剖结构特点。  在有限元分析方面,本论文使用有限元分析软件ANSYS,利用建立的膝关节三维模型模拟了不同力学载荷情况下,膝关节内半月板受到应力及自身形变位移情况。这可以为了解半月板损伤的力学机理、临床治疗及假体设计提供帮助。
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