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骨手术中皮质骨铣削力的有限元仿真研究
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天津市自然科学基金项目(15JCZDJC32800);天津市自然基金项目(17JCQNJC04700);国家自然科学基金项目(11672208;81741141)


Finite Element Simulation of Cortical Bone Milling Force in Bone Surgery
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    摘要:

    骨铣削是开颅手术和骨科手术中的必要步骤,铣削力过大会导致铣刀断裂、骨组织周围发生裂纹等问题,从而导致手术过程受到影响。使用ABAQUS仿真软件对四刃立铣刀铣削皮质骨进行有限元仿真并验证模型的正确性。基于仿真模型设计中心复合实验,通过响应面法得到铣削力的二次回归方程,探究铣刀转速、进给量和铣削深度对铣削力的影响。研究结果为骨科手术中合理设定铣削参数提供参考,二次回归方程作为预测模型也为手术中控制铣削力提供可能。

    Abstract:

    Bone milling is a necessary step in craniotomy and orthopedic surgery,and excessive milling force can lead to problems such as milling cutter fracture and cracking around bone tissue,which can affect the surgical process.The ABAQUS simulation software was used to conduct finite element simulation of cortical bone milling with four-edge end milling cutter and to verify the correctness of the model.Based on the simulation model,a central composite experiment was designed.The quadratic regression equation of milling force was obtained by using response surface method,and the influence of milling speed,feed and milling depth on milling force was explored.The study results provide reference for the rational setting of milling parameters in orthopedic surgery,and quadratic regression equations as predictive model can provide possibility to control milling forces during surgery.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

林贻泽,郑清春,陈先念,刘婕,胡亚辉.骨手术中皮质骨铣削力的有限元仿真研究[J].机床与液压,2021,49(20):141-144.
LIN Yize, ZHENG Qingchun, CHEN Xiannian, LIU Jie, HU Yahui. Finite Element Simulation of Cortical Bone Milling Force in Bone Surgery[J]. Machine Tool & Hydraulics,2021,49(20):141-144

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  • 在线发布日期: 2023-04-07
  • 出版日期: 2021-10-28