최대 Von-Mises 응력의 크기도 상완골 근위부에서 달랐습니다. 근위 상완골에 배치된 나사 수에 관계없이 경추 부위의 스트레스에 대해.
근위 상완골 골절에서 금속판 내고정술에서의 내측 지지(calcar) 나사 의 중요성과 임상적 제한성
Purpose and hypothesis
- Image segmentation
- Bone model reconstruction
- Plate and screw models reconstruction
- Material properties
힘의 분포를 줄여주는 중요한 역할을 합니다. ii) 내측 지지가 없는 골절의 경우 내측 지지 나사가 없으면 뼈의 응력 집중은 2사분위 골절에 비해 3사분위 골절에서 증가하며, 또한 상대적으로 결과적으로 가장 근위부 골절의 중요성이 커집니다. 나사가 늘어납니다. iii) 내측 지지가 없는 골절의 경우, 목 골절 원위에 위치한 나사 중 골절선에 가장 가까운 나사가 지지 역할을 하는 중요한 역할을 한다. 골절 유형은 내측 지지를 얻지 못한 유형에 대해 두 가지 유형으로 구성되었다. (30)의 각 메쉬 요소에 대해 계산된 탄성 계수가 주어진 다음 포아송 비(Poisson's ratio)가 주어졌습니다.
사람마다 골밀도가 다르기 때문에 앞선 연구에서는 CT HU 값을 기준으로 골밀도 계산식을 참고했다. 골밀도에 따른 탄성계수를 계산하는 공식 역시 기존 연구를 참고하여 사용하는 실험식이다. 뼈의 푸아송비는 기존 문헌값을 참고하여 사용하였다.
Basic settings of Finite Elements Model
Analytical refinement
4개의 나사 중 가장 낮은 나사의 위치를 기준으로 원위부 3mm까지를 근위부로 분류하였다. 나머지 하부 부분은 상완골 샤프트의 원위 부분으로 나누어졌습니다. 나사 구멍 근처의 최대 응력 값은 사용된 가장 낮은 나사 위의 섹션에서 확인되었습니다.
근위부 골절 목(상부 목)과 원위부(하부 목)에 대해 최대 골절 표면 응력 값을 확인하여 골절 표면 효과를 확인했습니다. 상완골 원위부에서는 근위부와 마찬가지로 나사가 삽입된 구멍 부근에서 최대값이 확인되었다. 분포한계로 판단되는 1 MPa를 설정하였고, 파괴경계를 근위부(상부) 부분과 원위부(하부)로 나누어 해석을 수행하였다.
Analysis of shear stress distribution depending on fracture pattern
응력집중도 평가는 정성평가와 정량평가로 진행하였다. 각 메쉬 요소에 대한 응력을 측정하고 일정한 응력 값을 정량적 평가에 사용했습니다.
근위 상완골의 컴퓨터 단층촬영 영상과 FEM 모델, 메쉬 생성 과정 요약 및 분석 모델을 이용한 골절 모델 재구성. 상완골 모형의 금속판에 배치되는 나사의 명칭과 나사군의 분류 및 뼈의 부위에 따른 분류. 골 부위별 분류에 있어서 근위부는 상완골두 끝부분부터 근위나사의 가장 낮은 나사로부터 3mm 떨어진 원위부까지를 의미하고, 근위부 골절경은 원위부로부터 가장 높은 나사로부터 3mm 떨어진 곳을 의미한다. 목 골절 상부의 낮은 근위 나사.
원위 골절 경부란 경부 골절의 바닥면에서 원위 나사의 상부에 위치한 나사로부터 3mm 떨어진 근위부를 말하며, 원위부는 하부를 말한다.
Von-Mises stress distribution: fracture pattern
원위 상완골에서는 정상 뼈 모델과 비교하여 모든 골절 유형에서 유사한 응력 분포 변화를 보였습니다. 정상 뼈 모델의 경우 응력 분포가 내측 피질골을 따라 위치하는 반면, 골절 모델의 경우 내측 분포보다는 외측 및 원위 D1 나사 근처에 응력 분포가 위치합니다. 2사분위수와 3사분위수에 대한 최대 Von-Mises 응력은 골절 패턴과 상관없이 정상 상태에서 상대적으로 일정한 변화를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
응력집중효과에 대해서는 Figure 3과 Table을 이용하여 정성적으로 비교하였다. 1 MPa보다 큰 응력 분포를 나타내는 요소 수입니다. 골절 유형에 따른 차이는 상대적으로 미미하였다.
Von-Mises stress distribution: screws pattern
목 부위의 응력은 근위 상완골에 삽입된 나사의 개수와 상관없이 수술된 목 골절면의 상부 및 하부 외측 부위에 응력 집중이 나타났다. 골절 패턴이 복잡해질수록 Von-Mises 응력이 최대로 나타나는 위치는 상완골에 가까워집니다. 골절 패턴이 복잡해질수록 근위부, 근위부, 원위부 골절 경부에서 최대 Von-Mises 응력이 증가하는 경향이 있습니다.
근위부 및 근위부 골절 경부의 최대 Von-Mises 응력은 나사를 많이 적용할수록 감소하는 경향을 보였습니다. 첫째, 골절 형태가 상대적으로 복잡해질수록 수술적 목 골절의 근위부 및 근위부 뼈 주변부에서 응력 분포 및 집중이 상대적으로 높았다. 또한, 내부 지지 나사가 없는 경우 수술용 경부 골절에 가장 가까운 근위 나사에 응력이 집중되어 이 나사의 상대적 중요성을 확인했습니다.
본 연구에서 확인된 바와 같이, 내부 지지 나사가 존재하는 경우 근위 상완골 및 경추 부위의 응력 집중이 분산되는 것으로 나타났다. 이는 원위 나사 중 목 골절에 가까운 나사가 임상적으로 중요하다는 것을 보여줍니다.
