国立台湾科技大学

问题描述：

不稳定的骨盆骨折经常与高死亡率和发病率联系在一起。有两种不同的固定装置可被应用于骨折治疗。但是由于患者的骨质量和几何结构通常存在很大差异，因此很难评估两种装置在人体内的生物力学性能表现。此外，患者的各种不同姿势也会显著影响两种固定装置和人体骨骼的生物力学性能表现。NTUST相信计算机仿真可以公正有效地解决这一问题。

解决方案：

为了分析不同的骨盆固定技术和人体姿势，NTUST使用ANSYS Workbench开发包含23块人体肌肉和韧带的脊柱-盆骨-股骨复合结构，用以进行结构仿真。非线性接触条件和164个张力弹簧分别用来仿真骨骼植入面、人体肌肉和韧带。对完整模型、骨折模型以及植入了三种骨盆固定装置（包括后段髂骶螺钉、骶骨棒和锁定加压钢板）的骨折模型进行仿真和研究。这样便可提供与人体骨骼的最大应力、不同固定装置的最大应力以及不同固定技术的固定稳定性相关的数据。结果显示所有固定技术都能提供所需的固定稳定性。后段髂骶螺钉和骶骨棒在骨盆应力和植入强度方面都有较好的生物力学性能表现。

NTUST相信这是首个考虑了脊柱-盆骨-股骨复合结构以及骨盆固定装置真实几何结构的模型。此外，数值模型还可用于研究不同的人体姿势（例如上楼、下楼和站立姿势等）的影响。

使用软件：

ANSYSWorkbench