全颈椎有限元模型的建立与验证

被引：24

作者：

李斌 ^{[1
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赵文志 ^{[1
]}

陈秉智 ^{[2
]}

苏晋 ^{[1
]}

何盛为 ^{[1
]}

方旭 ^{[1
]}

机构：

[1] 大连医科大学附属第二医院骨科

[2] 大连交通大学交通运输工程学院

来源：

中国组织工程研究与临床康复 | 2010年 / 14卷 / 13期

关键词：

颈椎; 生物力学; 有限元; 三维模型; 数字化骨科技术;

D O I：

暂无

中图分类号：

R681.5 [脊柱及背疾病];

学科分类号：

100220 [骨科学];

摘要：

背景:有限元分析作为数值计算中的一种离散化方法,具有实验时间短、费用少、对身体无任何破坏、力学性能测试全面及可重复实验等突出优点。以往研究多将其集中应用于腰椎模型,由于颈椎解剖结构及损伤机制复杂,稳定性差等原因,颈椎有限元模型研究不多,并且研究只局限于单椎体和运动节段。目的:建立更为真实、有效的全颈椎三维有限元模型,用于临床生物力学研究。方法:对1名既往无颈椎病史健康男性志愿者的颈椎进行CT扫描成像,应用CAD造型软件Solid-Works2003、HyperMesh软件和ANSYS11.0软件,采用四面体网格划分方法,对颈椎周围组织赋予不同的材料特性,引入接触理论和非线性结构计算方法,建立全颈椎有限元模型。在所建模型上加载模拟脊柱的前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转6种工况下的生理活动,并与生物力学实验数据进行对比。结果与结论:所建模型共有97705个节点,372896个单元。所建立模型在前屈/后伸、左右侧弯、左右旋转6种方向的运动范围,理论分析结果与生物力学实测数据高度一致。证实建立的全颈椎三维有限元模型细腻有效,具有良好的生物逼真度,可应用于临床生物力学分析。

引用

页码：2299 / 2302

页数：4

共 14 条

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