胸腰椎损伤的三维有限元模型的应力分析

用三维有限元方法建立人体胸腰椎活动节段的力学模型，对其在垂直压缩、压缩屈曲、分离屈曲三种外加破坏性载荷下的应力进行分析，探讨胸腰椎损伤的生物力学背景。结果表明：垂直压缩及压缩屈曲载荷时，椎体上、下终板的中央及松质骨邻近终板的中央部位应力值最高，同时椎间盘纤维环的后外侧、胸腰椎体的前后部、密质骨的椎弓根部、峡部及小关节也存在应力集中区；分离屈曲载荷下，椎体后部结构的棘突上缘、后纵韧带、棘上、棘间韧带、椎间盘纤维环后部均是应力集中部位。上述三种载荷下最高应力值均超过椎体组织破坏时所耐受的最大应力值。提示：胸腰椎损伤时，这些部位最先发生破坏，为临床诊断及治疗提供了可靠依据。