建立正常人C2～7的三维有限元模型

• 作者: 王新伟 程永耿 袁文
• 来源期刊: 中国组织工程研究与临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 有限元模型 颈椎 生物力学 螺旋CT 计算机辅助设计 数字化骨科
• 年，卷（期）: 2010,（17）
• 所属期刊栏目: 研究与报告
• 页码范围: 3058-3061
• 分类号: R318
• 字数: 3491字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-8225.2010.17.005

摘要

背景:随着计算机技术的发展,颈椎生物力学研究不再局限于动物或人体尸体实验,计算机模型可以进行更准确的生物力学研究.目的:存已有研究的基础上,建立人体C2～7三维有限元模型,以期为颈椎前路分节段减压融合的生物力学研究提供参考数据.方法:选择1名28岁健康男性志愿者为观察对象,无明显的颈椎病史,扫描前先拍摄颈椎正侧位、斜位、过伸过屈位X射线片以排除颈椎病变.首先根据志愿者CT扫描图片,采用计算机辅助设计数据处理技术,输入相关的材料特性,构建C2～7三维有限元模型.模型重建采用先进的Geomagics系统,可以准确模拟颈椎结构,有限元部分则采用广泛使用的ANSYS系统.其次在1.8 N·m作用力下,观察节段运动与力-位移反应,并与国外的实验结果对比,在前屈、后伸、侧弯和旋转等4种工况(载荷状态)下对模型进行验证.结果与结论:整个模型包括C2～7六个椎体、C2/3～6/7五个椎间盘以及后部结构与主要韧带,共有23 348个节点和215 749个单元.在模拟外力的作用下,模型前屈、后伸、侧弯和旋转工况下的颈椎活动度与以往实验模型结果数据基本吻合.提示所建立的颈椎有限元模型可以模拟颈椎生物力学实验,进行生物力学分析.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王新伟	上海长征医院骨科	30	268	10.0	15.0
2	袁文	上海长征医院骨科	57	461	12.0	18.0
3	程永耿	青岛市第八人民医院骨科	3	6	1.0	2.0