骶髂复合体稳定性的三维有限元分析及其生物力学意义

摘要

目的：阐述临床上保持骶髂复合体稳定性的重要性及其生物力学意义。方法：建立骶髂复合体三维有限元模型，在双足站立位的情况下，于骶骨上垂直加载400N，分别逐根同时切断双侧同名韧带(保持其他韧带的完整)和完全切断一侧的骶髂关节周围韧带群，以垂直位移和矢状轴位移为评价标准，选取其中若干节点将获得的数据导入SPSS10.0进行统计分析，探讨韧带群对维持骶髂关节稳定性的作用，分析骶髂关节面应力的相应变化；结果：建立的骨盆模型运动范围与人体实验结果在统计学上没有显著差异(P>0.05)，逐根同时切断双侧同名韧带后，产生的骶骨垂直位移和矢状轴位移进行比较：骶髂骨间韧带、骶髂后短/长韧带切断后骶骨位移变化最显著，其中骶髂骨间韧带>骶髂后短韧带>骶髂后长韧带，而骶髂前韧带、骶结节韧带和骶棘韧带切断后对骶骨位移无明显影响，骶髂关节面和骨盆环应力分布也受到相应影响。结论：所构建的骨盆和骶髂关节复合体的三维有限元模型客观反映了骨盆真实解剖形态及生物力学行为，有利于我们以此为基础进一步进行生物力学研究。分析比较不同体位下应力在骶髂关节面的分布和骨盆环上的传导，有助于我们日常生活中注重体位对骶髂复合体的保护作用，降低骶髂关节复合体的病损和退变。分析骶髂关节韧带群损伤对骶骨位移、骶髂关节面应力分布和骨盆环应力传导的影响，有助于我们重视韧带群对于骨盆环稳定性的重要作用，理解骨盆各型损伤的力学机制，指导临床保护骶髂复合体的完整性和骨盆环稳定性的重建工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1立题依据

2研究背景

2.1骶髂复合体的生物力学特性及临床意义

2.2生物力学研究方法

2.3有限元方法的原理及在骨科生物力学领域的应用

实验一骶髂复合体三维有限元模型的建立和验证

1材料与方法

1.1材料

1.2步骤和方法

2模型的验证

3结果

3.1骨盆和骶髂复合体三维有限元模型的建立

3.2骨盆和骶髂复合体三维有限元模型的自身验证

4力学行为的验证

4.1三种体位下骶髂复合体应力的变化

4.2三种体位下骶骨位移的变化

5讨论

5.1建立骨盆和骶髂复合体三维有限元模型的难度和对策

5.2不同体位下骶髂关节面的应力分布和骨盆环的应力传导规律

5.3骶髂关节的运动规律

6结论

附图表(实验一)

实验二骶髂复合体稳定性的三维有限元分析及其生物力学意义

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果

2.1各组实验中骶骨的X、Y、Z向位移

2.2骶髂关节面应力和髂骨位移变化规律

2.3骨盆环应力分布和传导的规律

3讨论

3.1骶髂复合体(sacroiliac complex)的解剖构成和生物力学特性

3.2骶髂复合体损伤与骨盆骨折分型的关系

3.3实验结果及实验方法分析

4结论

附图表(实验二)

参考文献

附 录

致谢