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目的:通过计算机三维重建数字化技术建立前路Y-型钢板治疗肱骨中下段骨折的三维有限元模型,并模拟不同受力状态下的应力分布及位移情况。 方法:通过对30例(男:15名;女:15名)正常成年人肱骨全长的多排CT扫描,获得连续断层图片,以Dicom格式导入三维重建软件Mimics中,将得到的STL文件读入Geomagic,进行逆向工程重建的工作,拟合并最终实体化生成三维几何模型,保存为IGES格式文件,然后导入workbench软件中添加韧带。根据手术设计思路,在Solidworks软件中,利用拉伸、旋转、拉伸切除等工具建立Y-型钢板及锁定螺钉,然后利用Solidworks装配功能,将各自装配到指定部位,然后导入Ansys,采用Ansys中solid187单元进行四面体网格划分、材料属性赋值生成有限元模型。对肱骨中下段骨折Y-型钢板固定的有限元模型同时施加100垂直荷载与15N力矩模拟前屈,后伸,侧屈,旋转四个运动,得出有限元模型上的应力分布及位移情况。 结果:建立的30例肱骨中下段骨折Y-型钢板固定的有限元模型总单元平均数为173614,总节点平均数为274750。对肱骨模型近端施加固定约束,肱骨远端同时施加100N垂直荷载与15N力矩模拟前屈,后伸,侧屈,旋转四个运动,观察模型的受力情况。采用Von Mises应力作为主要的力学分析指标,通过其应力云图观察力的分布情况,从有限元分析的应变数据及分布云图可以看旋转(右旋)载荷下钢板、钉子以及骨折两侧的钉子应力最大,侧屈(右屈)载荷下钢板+钉子位移最大。 结论:从临床角度来看,Y-型钢板治疗肱骨中下段骨折在手术过程中不需要要显露桡神经,手术显露范围小,创伤小,操作相对简单。根据本文的结果,建立的有限元模型精度高,符合肱骨中下段骨折临床特点,较好的模拟了采用Y-型钢板治疗肱骨中下段骨折后的生物力学特性,同时也证明了Y-型钢板置于肱骨的前侧,用来固定肱骨中下段骨折的方案具有可行性。针对肱骨中下段斜形骨折类型,Y-型钢板固定是一种不错的选择,然而,临床医生应该根据骨折的类型、骨的质量和患者的期望来判断选择哪种固定方法。