髖關節置換
關注創建者：Nickel_Lee 創建時間：2023-11-19
髖關節置換的實例教程
基于ABAQUS的人工髖關節置換假體接觸力學仿真模型
軟件版本：ABAQUS2019
模型：依據論文尺寸建立
模型運動條件：ISO 14242-1 2014(三個方向的轉動曲線和豎直方向的力受力曲線)
但閉上眼睛片刻想象一下，假如你是數百萬受關節炎引起的髖關節嚴重衰弱影響的人之一，已經無法正常行走。在這種糟糕的情況下，你現在認為理所當然的簡單事情，如起床、爬樓梯、走向市場、跑步等將會變得復雜而又痛苦，你可能還會依賴拐杖或緩解疼痛的藥物。甚至在更嚴重的情況下，你將逐漸失去行走的能力，這對我們任何人來說都是一個可怕的場景。
髖關節為多軸性關節，能作屈曲、伸直、內收、外展、內旋、外旋等動作，在支撐身體和下肢活動的走、跑、跳躍等方面起著極其重要的作用。當出現髖關節部位病變時，往往伴有髖關節活動范圍的改變，不同程度的活動受限。幸運的是，對于嚴重髖部衰弱的患者，才華橫溢且技術嫻熟的外科醫生設計用假肢代替髖關節。目前，全球每年共有超過60萬個髖關節置換手術，在美國大約進行了18萬次。在大多數情況下，這些手術是成功的，可以讓患者恢復活動能力，獨立性和生活質量。
設計假肢的生物醫學工程師使用許多工具作為他們工藝的一部分，他們使用的工具之一是CAE仿真軟件。CAE仿真軟件用于髖關節假體設計階段的測試，從而減少物理原型的數量以及成本和時間，以便將產品送到制造階段并最終進入手術室，其中假肢可以植入患者體內。
CAE仿真如何幫助設計？
每一個患者的體重都是不同的，他們有不同的身體比例，以及有不同的行走習慣。因此，必須通過CAE仿真來模擬各種各樣的壓力，包括它們的運動方向、運動幅度情況、運動受力情況、每天的運動重復次數以及假肢使用壽命分析（沒有人想重復髖關節置換手術）。此外，由于行走是重復的活動，因此必須考慮摩擦的影響。只有某些材料與組織和骨骼具有生物相容性，并且具有可靠的化學穩定性和安全性，因此任何模擬都必須允許準確的材料假設。
展開 髖關節外展不同角度股骨頸應力分布的有限元.pdf
利用CADCAE技術進行骨骼的計算機模擬仿真.PDF
模擬股骨頸骨折外固定其固定結構模型三維有限元計算與應力分布實驗研究.pdf
人工髖關節置換后股骨柄應力的有限元分析.pdf
同時南極熊發現，3D打印產品占比12.2%， 其中3D打印髖關節仍保持了21.8%的快速增長。。
受COVID-19疫情影響，增長速度明顯放緩。截至2020年12月31日止年度，愛康醫療實現收入人民幣10.35億元，較2019年增長11.7%，2020年年報凈利31400.70萬元，淨溢利亦較2019年增加17.6%。收入的持續增長一方面是公司借助3D打印技術和3D ACT平臺樹立品牌形象，有效地推動了3D打印產品和常規髖膝關節產品的銷售所致。另一方面，集團新收購理貝爾后，快速拓展了脊柱和創傷內植入物業務，使得銷售收入增加。
髖膝關節置換內植入物產品
髖膝關節置換內植入物產品產品包括膝關節置換內植入物及髖關節置換內植入物。髖關節置換內植入物于截至2020年12月31日止年度錄得收入為人民幣571.0百萬元，較截至2019年12月31日止年度的人民幣544.4百萬元增長了4.9%。該增長乃由于集團借助3D打印技術和已在市場上樹立的良好品牌形象，使得髖關節置換內植入物銷量增長所致。于相同期間，由于新冠疫情導致來自英國的JRI收入下降部分抵銷了中國市場的收入增長。膝關節置換內植入物于截至2020年12月31日止年度錄得收入為人民幣258.0百萬元，較截止2019年12月31日止年度的人民幣229.7百萬元增長了12.3%，該增長主乃由于集團借助AHK等疑難複雜膝關節手術解決方案的上市，進一步鞏固了集團在膝關節全面解決方案提供者的品牌形象，促進了高性價的膝關節產品銷量增長所致。
金屬3D打印植入物產品
3D打印產品主要包括3D打印髖關節置換內植入物、 3D打印人工椎體及椎間融合器和3D打印人工骨盆植入物。
展開 孟德松 劉乾
摘要：本文根據《ISO 7206-4/6 人工髖關節疲勞性能》要求，通過 Inspire 易用化有限元分析軟件對人工髖關節股骨柄進行有限元計算，在計算結果解析時，以位移及 VonMises 應力結果作為評判股骨柄剛度及強度性能的依據。本研究體現了 Inspire 軟件在該類仿真中設置便捷性、功能易用性、結果可靠性的特點。
0. 引言
人工髖關節股骨柄是髖關節置換術中核心組件，其性能直接影響假體在體內的功能及使用壽命。為了保證股骨柄在植入患者體內后的安全有效，需要對人工股骨柄柄身進行嚴格的耐久性試驗。為適應不同體型患者的需求，同一系列人工股骨柄通常具有多種不同型號，如若對所有產品進行逐一耐久性試驗，需要占用巨大的設備資源及資金投入。為了滿足人工股骨柄使用安全性驗證要求同時最大化節省試驗成本，將有限元方法最大風險規格的篩查和實際物理測試相結合是目前的最佳手段。
本研究按照《ISO 7206-4/6》人工髖關節植入體的耐久性和疲勞試驗方法，利用有限元分析軟件進行逐一評價，找出同一系列不同型號中力學性能最差產品（worse case），而后將 worse case 用于實際耐久性試驗。
由于人工髖關節股骨柄幾何特征復雜，如若使用傳統有限元軟件仿真，經常出現因網格質量問題導致計算失敗的問題，加之該類產品型號眾多求解設置復雜，從而提高了工作難度。因此使用一款自動化程度高、可靠性強的有限元軟件是極其重要的。
Inspire 是 Altair 開發的一款易用化有限元仿真工具[1]。
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模型運動條件：ISO 14243-1 2009
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軟件版本：ABAQUS2019
模型運動條件：ISO14243-3-2014
5.14 全髖關節置換部件的磨損分析
ADM種植體修復體分析與對比
實驗組的微分離損失了2.9mm3/million循環
有限元分析預測的體積損失為3.3mm3/million循環
5.15 復合材料磨損分析
Al/Al2SiO5/C冷激復合材料磨損行為的有限元模擬
（FiniteElement Wear Behavior Modeling
通過對過去北京積水潭醫院創傷骨科診治的老年髖部骨折患者的梳理，吳新寶副院長、楊明輝主任醫師團隊發現，隨著老年髖部骨折患者的增多，進行人工髖關節置換數量也逐漸遞增，而此類患者也存在很高的再次跌倒受傷的風險，這意味老年股骨假體周圍骨折也將逐漸增多。對于此類老年股骨假體周圍骨折的治療，一直以來都是困擾骨科醫師的難題，在治療時要兼顧骨折、假體和骨量3個方面，無論采取何種治療方案治療難度都很大。
愛康醫療是人工關節市場份額占有量最大的國產企業，此次3D ACT骨小梁髖臼杯進入集采后，將惠及更多患者；同時，預計3D打印髖臼產品在初次髖關節置換中采用量將大幅提高，極大地促進金屬3D打印髖臼產品在初次髖關節置換中的應用，造福中國病患，刺激醫療3D打印技術的更快發展。
在人工股骨頭表面，覆蓋一層能夠滿足生物相容性、潤滑性和適當靈活性要求的保護層，是部分髖關節置換術成功的關鍵。許多其他醫療用品和海洋物體，也需要生物相容性和潤滑涂層，如醫療導管和船體，特殊的潤滑性可能有利于禁止生物膜，以獲得抗菌或防污表面。
水凝膠，由于其高含水量而具有優異的潤滑性能、生物相容性和靈活性，是軟材料的一個創新分支。
髖膝關節置換內植入物產品
髖膝關節置換內植入物產品產品包括膝關節置換內植入物及髖關節置換內植入物。髖關節置換內植入物于截至2020年12月31日止年度錄得收入為人民幣571.0百萬元，較截至2019年12月31日止年度的人民幣544.4百萬元增長了4.9%。該增長乃由于集團借助3D打印技術和已在市場上樹立的良好品牌形象，使得髖關節置換內植入物銷量增長所致。
