胸腰段屈曲压缩损伤的三维有限元分析

目的探讨胸腰段屈曲压缩损伤的生物力学背景,为临床正确的诊断及治疗提供理论基础与科学依据。 方法用三维有限元法建立人体正常胸腰段脊柱(T11～L2)的力学模型,分别在模型T11椎体上表面施加不同方式的屈曲和侧屈压缩破坏性载荷,并对其应力分布进行分析。 结果1、T12及L1在施加与矢状面水平轴成85°方向的屈曲压缩破坏性载荷下,前柱应力最高,中柱和后柱应力较低,表现为前柱骨折,中柱和后柱保持完整;L1 在施加与矢状面水平轴成80°、75°两种不同方式的屈曲压缩破坏性载荷下,T12在施加与矢状面水平轴成80°、75°、60°三种不同方式的屈曲压缩破坏性载荷下,前柱和后柱应力较高,中柱应力较低,表现为前柱和后柱骨折,中柱保持完整;L1 在施加与矢状面水平轴成60°、30°两种不同方式的屈曲压缩破坏性载荷下,T12在施加与矢状面水平轴成30°方向的屈曲压缩破坏性载荷下,后柱应力最高,前柱和中柱的应力均较高,表现为三柱骨折。T12L1椎间盘纤维环前部的应力在上述不同方式屈曲压缩破坏性载荷下均明显大于其后部的应力。 2、L1在施加与冠状面水平轴成85°、80°两种不同方式的侧屈压缩破坏性载荷下,弯曲侧前柱和中柱应力较高,弯曲侧后柱应力低,表现为弯曲侧前柱和中柱骨折,后柱保持完整;L1在施加与冠状面水平轴成75°、60°、30°三种不同方式的侧屈压缩破坏性载荷下,T12在施加与冠状面水平轴成85°、80°、75°、60°、30°五种不同方式的侧屈压缩破坏性载荷下,弯曲侧前柱、中柱和后柱的应力均较高,表现为弯曲侧三柱骨折。T12L1椎间盘纤维环弯曲侧的应力在上述不同方式侧屈压缩破坏性载荷下均明显大于其对侧的应力。