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研究文章|开放获取
A.阿尔萨姆汉、埃尔辛格吉、扎姆赞姆、达维什， ＂儿童骨折的工程判断"，国际生物材料杂志， 卷。2011， 文章的ID737054， 7 页面， 2011． https://doi.org/10.1155/2011/737054
儿童骨折的工程判断
答:Alsamhan，1 m . m . ELSingergy，2 m . m .的可能性
，2
和
s·m·达尔维什1
1沙特国王大学工业工程系，沙特阿拉伯利雅得11421
2沙特国王大学整形外科，沙特阿拉伯利雅得11421
摘要
肱骨髁上骨折(SCHF)是儿童最常见的肘关节骨折之一。它是4 - 14岁儿童的常见伤害。在目前的研究中，使用有限元技术评估两种技术，即平行和交叉k线固定治疗SCHF，使用k线固定。
1.介绍
肱骨是上臂骨，通过连接肱骨头和肩胛盂，通过连接肱骨睾丸和尺骨、桡骨，连接肘关节，如图所示1．髁上区域是肱骨远端生长板上方的区域。约87%的肘关节骨折发生在肱骨远端，约80%发生在髁上。这些骨折可能在髁上区域的远端称为下型，也可能在髁上区域的近端称为上型[1］．
复位准确，固定稳定，避免术后并发症，即畸形和活动受限。这些骨折通常需要手术治疗，除非骨头被固定在适当的位置。有时外科医生想知道，为了病人的利益，他们应该优先考虑哪种选择。许多外科医生选择用两根克氏针固定不稳定的儿童SCHF(图)2,(2])。
(一)
(b)
这些克氏针可从外侧平行或从内侧和外侧交叉。
在目前的工作中，外科医生使用克氏针固定治疗SCHF(远端肱骨类型)进行建模、分析和评估。
2.研究方法
研究任务是收集KKU医院开发的CT扫描和x射线的信息。基于这些获得的x射线和CT扫描的特定患者，可以开发一个CAD实体模型。所开发的CAD实体模型将与有限元分析相结合，研究骨科医生针对特定患者所采用的不同损伤治疗方案的强度。
利用该方法生成了实体模型和有限元模型GID预处理程序(3.］．有限元计算采用Tochnog有限元程序(4］．Tochnog是显式-隐式有限元程序，可用于分析结构、热、弹性或弹塑性工程问题。Tochnog和GID程序下运行Linux操作系统。
首先，使用有限元方法生成有限元模型的数据文件GID然后用文本编辑器完成预处理程序。接下来,Tochnog调用有限元模块，使用所开发的数据文件进行有限元分析，然后使用GID后处理程序，根据Tochnog有限元模块所编写的输出文件对有限元结果进行可视化。
x线和CT扫描来自KKU医院的肱骨。通过两个垂直投影得到x射线。将x射线图像作为锈蚀图像导入AutoCAD程序中，测量其外部尺寸，获得不同水平CT扫描的二维几何图形。接下来，将2D图纸导入GID程序并加入完成3D实体模型。
实体模型主要由三个主要部分或三卷组成，见图3.和4:上骨(卷1)，中骨(卷2)，下骨(卷3)3.图中为平行k线固定处理的实体模型发展情况，图中为交叉k线固定实体模型4．
实体模型的中间部分分为两大部分:外壁(皮质骨)部分，壁厚为2mm，较硬，强度较高;内壁(松质骨)，强度和硬度较皮质骨低，见图5．
3.在有限元模型上指定边界和加载条件
如图所示，在肱骨上表面沿三个方向分配约束条件6．考虑了三种类型的加载条件，沿横向的法向载荷为50 N-方向，正常负荷50 N沿后-方向，法向载荷+ 1n·M扭转载荷组合。已开发的实体模型指定的材料属性如表所示1．
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4.有限元网格划分
建立了平行k线固定治疗模型和交叉k线固定模型的两种主要有限元网格。采用四节点四面体单元生成有限元网格，如图所示7．两种有限元网格的节点和单元数如表所示2．
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(一)
(b)
此外，如图所示8在美国，开发了4个有限元模型来模拟顶部和底部两种类型的裂缝。此外，在指定的裂纹区域建立摩擦接触面模型，模拟不同荷载作用下节点的滑移情况。在裂纹接触区域设置低摩擦系数0.1，以模拟患者术后即刻的情况。
5.有限元结果
在两个选定的裂纹区域均报告了峰值法向主应力和Von-Misses应力，见图9和10．
(一)
(b)
(一)
(b)
顶部和底部裂纹位置的有限元结果汇总如表所示3.和4,分别。同样的结果也在图表中显示11和12,分别。报告的有限元结果给出了三种指定的载荷条件和两种平行和交叉k线固定技术。
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数字11显示顶部裂缝区域的Von-Misses应力结果。可以清楚地看到，与平行克氏针固定相比，交叉克氏针固定在顶部骨折上的最大应力最小。这些结果报告了所有三种加载条件下的结果。例如，横向最大应力降低了62%-方向载荷，横向载荷为21%-方向装载，联合装载20%。
另一方面，图12显示底部裂缝区域的Von-Misses应力结果。可以清楚地看到，与交叉k线固定相比，平行k线固定在底部骨折上的最大应力最小。例如，横向最大应力增加了19%-方向载荷，但横向载荷明显下降33%-方向装载，90%组合装载。
6.结论
儿童肱骨髁上骨折常用的治疗方法有两种。这些治疗方法包括交叉插入两根克氏针或平行钢丝固定技术。交叉克氏针固定技术有利于顶部骨折位，平行克氏针固定技术有利于底部骨折位。
确认
作者要感谢阿卜杜勒阿齐兹国王科技城对At-28-2项目的财政支持。
参考文献
- D. L. Skaggs和R. Mirzayan，“儿童肘关节隐匿性骨折的后脂肪垫征”，骨与关节外科杂志第81卷第1期10，第1429-1433页，1999。视图:谷歌学者
- r·k·詹姆斯和h·b·詹姆斯，《肱骨远端髁上骨折》儿童骨折C. A. Rockwood Jr.， J. H. Beaty, J. R. Kasser, Eds。，第2卷，第577-624页，2001。视图:谷歌学者
- ”GID版本。国际工程数值方法中心(CIMNE)-Edificio C-1， " 08034，西班牙巴塞罗那" 6.0软件拷贝编写。视图:谷歌学者
- D.罗德曼和O. Buyukisik， "Tochnog有限元程序,”版本。feb11_2001，版权所有GNU通用公共许可证，2001，http://www.tochnog.sourceforge.net/．视图:谷歌学者
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