建立尺骨冠状突骨折合并肘关节后脱位的有限元模型

9月前浏览381

建立尺骨冠状突骨折合并肘关节后脱位的有限元模型，并对肘关节后脱位在关节稳定性方面的影响进行数字化研究。

方法

原始CT影像数据导入Materialise Mimics10.0软件建立IEJF的三维模型并转化为STL格式，通过Geomagic Studio12.0软件对数据中的图像进行编辑三角形、快速光滑、砂纸等操作，使网格更加平滑，在Abaqus 6.14-4有限元分析软件平台（法国Dassault公司）中构建IEJF有限元模型并完成有限元数据分析。用实体弹性单元定义的包括肱骨远端、尺骨、桡骨（皮质骨、松质骨、关节软骨、关节盘）。用实体超弹性单元定义的包括肱尺关节、肱桡关节、近端尺桡关节、远端尺桡关节的关节囊基质、前臂骨间膜基质、前斜韧带（2束）、尺侧副韧带（3束）、桡侧副韧带（3束）、环状韧带（1束）、尺桡方韧带（1束）、尺侧横副韧带（1束）、尺桡斜索韧带（1束）、远端尺桡前韧带（1束）、远端尺桡后韧带（1束）等的基质，见图1。用缆索单元定义的包括各类关节囊、骨间膜、各类韧带的纤维，见图2A。用面-面接触单元定义的包括肱尺关节接触、肱桡关节接触、上尺桡关节接触、下尺桡关节接触、关节囊与肱骨软骨接触、关节囊与桡骨软骨接触、关节囊与肱骨软骨接触、关节囊与肱骨鹰沟背部接触、关节盘与尺骨软骨接触，见图2B。

根据尺骨冠状突骨折（Regan-Morry III型）构建FUCF有限元模型。模型包含三个损伤因素：冠状突骨折、肘关节后脱位、尺侧副韧带部分断裂。(1)骨折面位于冠状突基底部（见图3C），骨折面间距约为0.2 mm，摩擦系数为0.24，包含了皮质骨和松质骨2个接触对，属于面-面接触单元，见表1。(2)冠状突骨块和肱骨相对尺骨与桡骨前移3 mm（见图3D），造成肘关节后脱位。(3)尺侧副韧带在冠状突骨折面处断裂（见图3E），造成内外侧两个韧带断裂面，但其余纤维依旧完好连接。此次建模不考虑桡骨小头损伤，因此，桡骨小头及其相连韧带模型均完好无损。