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研究生:簡愛如
研究生(外文):Ai-Ru Jian
論文名稱:Plica之材料特性分析及三維有限元素模擬
論文名稱(外文):Medial Plica and the Knee - A Biomechanical Property and 3-D Finite Element Analysis
指導教授:劉德騏
指導教授(外文):Scott Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:皺襞膝關節電腦輔助分析
外文關鍵詞:PlicaKnee ModelComputer Simulation
相關次數:
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所謂plica是一種容易變形並呈現帶狀的組織,位於膝關節之關節囊,而其病理的重要性一直是受爭論的話題。Plica引起之臨床症狀並非典型的表徵,從併發之臨床症狀中並不能辨別出膝關節內部究竟是發生什麼狀況。Plica的種類可依其對臏骨的關係來分類,最普遍的plica為infrapatellar plica,再來則是medial patellar plica和suprapatellar plica,而medial patellar plica為最常引發臨床症狀的原因。大部份的plica都是無害的,infrapatellar幾乎不會導致併發症,而mdeial plica會導致併發症的成因有很多種,如:外傷、過量運動,膝蓋骨外偏或綜合以上因素。初始,疼痛的plica之所以會持續引起症狀是因為腫脹、柔軟性減少並產生纖維化,其結果會導致plica穿過內側股骨上髁絞殺軟骨,形成外傷性滑膜炎以及軟骨炎。本研究的目的在利用微拉力實驗機測得不同plica的材料特性,並將所得的材料參數耦合數值計算的模型來模擬plica在膝關節軟骨上的壓力分佈。研究結果將可提供plica的材料特性與纖維含量的關係式及隨著膝關節彎曲plica如何影響膝關節上的軟骨。

Plica are some of the normal synovial structures of the knee joint cavity. They are remnants of the mesenchymal tissue that occupies the space between the distal femoral and proximal tibial epiphyses in the 8-week-old embryo. The incomplete resorption leaves synovial pleats in most of the knee. The superior and the inferior plica are the most common (50% to 65%) but have extremely little clinical relevance. Each may be of many various morphological types. The lateral plica is rare (1% to 3%). The medial plica is present at autopsies in one of every three or four knees.Arthroscopy allows a very precise assessment of the plica, including dynamic examination. It looks for medial impingement against the patellofemoral articular surfaces and secondary (localized chondromalacia) as well as incidentally associated other knee pathologic conditions.The plica causes symptoms such as pain, crepitus, snapping or popping, or effusion related to patellofemoral joint motion. Histologic examination often confirms the chronic conflict between the plica and the femoral condyle.The purpose of this study is using Tytron microforce testing machine to find out the biomechanical properties of different types of medial plica in subjects of different age groups, and to perform three-dimensional finite element contact stress between the plica and the cartilage of the human knee joint. The results of this study can provide valuable information about the relationship between the young’s modulus and the fiber’s ratio of the plica, and how the plica affect the cartilage of the human knee joint.

第一章 緒論
1-1研究動機
1-2研究目的
1-3文獻回顧
1-4研究方法與流程
第二章 膝關節簡介
2-1人體膝關節之解剖構造簡介
2-2膝關節之生物力學
2-3Plica簡介
第三章 Plica拉伸實驗
3-1實驗設備與架構
3-2試片與夾具製作
3-3實驗方法與步驟
3-3-1模擬實驗
3-3-2標本之取得
3-3-3實際測試Plica的材料性質
3-4實驗結果與討論
第四章 Plica纖維含量分析
4-1實驗設備與分析軟體
4-2研究方法與步驟
4-2-1病理組織分析
4-2-2迴歸分析
4-3實驗結果
4-4討論
4-4-1迴歸模式之檢定
4-4-2以plica之組織特性解釋其相關性
第五章 膝關節之3-D數值模擬
5-1膝關節有限元素模型之建立
5-1-1電腦斷層圖
5-1-2有限元素模型之建立
5-2膝關節活動之模擬
5-2-1材料參數給定
5-2-2膝關節運動路徑之給定
5-2-3模型之檢證
5-2-3-1plica形變之比對
5-2-3-2曲率中心移動軌跡的比對
5-2-4plica不同材料參數之給予
5-3結果與討論
5-3-1Plica材料參數影響之探討
5-3-2臨床結果之比較
5-3-3結果與討論
第六章 結論與未來研究方向
附錄A 迴歸分析-迴歸模式之檢定
A-1應用殘差值研討模式的偏差性
A-1-1變異數一致性檢定
A-1-2隨機性的檢定
A-1-3常態性的檢定
A-2相關指數R
A-3變異數分析
A-4係數之檢定:T檢定法
A-5迴歸係數之估計值
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