三维有限元法构建青少年特发性脊柱侧弯模型

背景:目前国外有很多脊柱侧凸方面的有限元研究,均是在建立良好的有限元脊柱侧凸模型基础上进行的,但是国内尚未有建立脊柱侧凸有限元模型的报道。目的:利用有限元分析软件abaqus建立青少年特发性脊柱侧弯三维实体有限元模型。设计、时间及地点:三维有限元建模,于2007-08/2008-05在北京协和医院生物力学实验室完成。对象:经北京协和医院选取女性志愿者1名,17岁,发现脊柱侧凸4年,为双弯畸形。上弯为胸弯,下弯为腰弯,Risser征Ⅳ度。方法:获得青少年特发性脊柱侧弯患者的CT资料,导入医学建模软件mimics11.11,获得医学仿真模型。利用获得青少年特发性脊柱侧弯患者医学仿真模型,导入有限元分析软件abaqus6.7,通过表面网格体网格化、定义材质属性、定义接触、定义连接、模拟韧带等建立PUMCⅡdⅡ型青少年特发性脊柱侧弯患者有限元分析模型。主要观察指标:建立模型的节点和单元数、韧带的弹簧单元模拟数目、表面接触数目。结果:建立的特发性脊柱侧弯有限元模型,共包含节点数:648034,单元数:3074881,单元类型为C3D4,为一阶单元,共计定义表面224个,表面间接触34对,表面间绑定78对(tie接触),定义弹簧单元162个。结论:利用计算机软件abaqus成功地建立特发性脊柱侧弯的有限元模型,具有良好的仿生效果及生物逼真度。