人工髓核置换三维有限元模型的建立

• 作者: 于博 傅栋 宋磊 田京 钟世镇 靳安民
• 来源期刊: 中国组织工程研究与临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 人工髓核 Mimics 数字仿真 CT图像 有限元模型
• 年，卷（期）: 2008,（48）
• 所属期刊栏目: 技术与方法
• 页码范围: 9401-9405
• 页数: 5页
• 分类号: R318
• 字数: 5458字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1673-8225.2008.48.001

摘要

背景:目前人工髓核置换主要集中在临床使用及观察方面,尚缺乏更多力学实验数据的支持,需要可靠的物理模型或大量体外实验论证分析.目的:建立L4L5节段人工髓核置换三维有限元模型,拟为生物力学实验研究提供标准数学模型.设计、时间及地点:观察性实验,于2006-07/11在南方医科大学珠江医院骨科中心完成.材料:健康志愿者及人工髓核置换患者各1名,进行64层螺旋CT扫描.扫描数据以Dicom 3.0标准直接存储.根据国人实际情况,实验选用最常用PDN-SOLO-7型进行建模,PDN-SOLO-7型代表假体高度7.0mm,横径25mm,弹性模量为45 MPa,泊松比为0.49,面接触摩擦系数为0.3 MU.方法:在Mimics 10.11软件建立L4/L5运动节段及PDN-SOLO-7型人工髓核模型.模仿腰椎后路人工髓核置换,建立人工髓核置换三维有限元几何模型.各组件在ANSYS 11.0转化成体单元网格.L4和L5体单元网格导回Mimics根据灰度值进行材质分配.余组件直接定义材料参数.在ANSYS用高级有限元装配技术,建立L4/5节段人工髓核置换三维有限元模型.主要观察指标:观察人工髓核置换后有限元模型的模拟单元,节点及构成组件.结果:建立了人工髓核置换后三维几何和有限元模型.人工髓核置换模型分为92 516个四面体单元,153 963个节点,由L4、5、纤维环、上下终板、7条韧带和人工髓核13个组件构成,由三维10节点SOLID92固体单元模拟.结论:通过64层螺旋CT扫描获得腰椎精确几何数据,Mimics通过基于阈值算法及参数化建模提供精确模型,利用灰度值赋材质,建立高仿真脊柱节段及人工髓核置换有限元模型.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田京	南方医科大学珠江医院骨科中心	104	582	12.0	15.0
2	钟世镇	南方医科大学临床解剖学研究所	252	3320	30.0	45.0
3	傅栋	南方医科大学珠江医院骨科中心	11	171	7.0	11.0
4	靳安民	南方医科大学珠江医院骨科中心	225	1694	19.0	28.0
5	于博	南方医科大学珠江医院骨科中心	65	451	12.0	16.0
6	宋磊	解放军89医院骨科	2	6	1.0	2.0