基于影像的股骨近端非线性有限元建模及其在骨折风险预测中的应用

项目名称： 基于影像的股骨近端非线性有限元建模及其在骨折风险预测中的应用

项目编号： No.10972090

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 宫赫

作者单位： 吉林大学

项目金额： 34万元

中文摘要： 随着人口老龄化日益显著，髋部骨折，通常由于跌倒引发，已经成为一个严重的公共健康问题而备受关注。准确评价患者的髋部骨折风险能够鉴别高风险人群，以便于采取相应的预防治疗措施。因此，根据临床已知信息更好地预测与股骨强度相关的髋部骨折风险，是一个非常重要的应用基础研究课题。本项研究通过基于micro-CT扫描的显微有限元计算获得股骨内部骨组织的正交各向异性材料属性分布；建立基于临床QCT影像的个体化非线性有限元模型来预测股骨近端强度，包括骨组织的非线性弹塑性本构关系、各向异性和非均匀性，以及合适的骨失效准则，以期提高股骨强度预测精度；进行离体股骨的实验研究，以确定失效准则和验证有限元模型；弄清股骨强度和骨矿化密度、材料分布、三维几何形态、人体测量学指标之间的关系，提出最能反映骨折风险的一系列指标，有望用于临床提高骨折风险预测的准确性，架起力学与生物医学等多学科交叉研究、防治骨质疏松及骨折的桥梁。

中文关键词： 股骨；非线性有限元；骨折风险；正交各向异性；强度

英文摘要：

英文关键词： Femur；Nonlinear FEM；Fracture risk；Orthotropy；Strength