全颈椎有限元模型的建立与验证

• 作者: 何盛为 方旭 李斌 苏晋 赵文志 陈秉智
• 来源期刊: 中国组织工程研究与临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 颈椎 生物力学 有限元 三维模型 数字化骨科技术
• 年，卷（期）: 2010,（13）
• 所属期刊栏目: 研究与报告
• 页码范围: 2299-2302
• 分类号: R318
• 字数: 4691字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-8225.2010.13.006

摘要

背景:有限元分析作为数值计算中的一种离散化方法,具有实验时间短、费用少、对身体无任何破坏、力学性能测试全面及可重复实验等突出优点.以往研究多将其集中应用于腰椎模型,由于颈椎解剖结构及损伤机制复杂,稳定性差等原因,颈椎有限元模型研究不多,并且研究只局限于单椎体和运动节段.目的:建立更为真实、有效的全颈椎三维有限元模型,用于临床生物力学研究.方法:对1名既往无颈椎病史健康男性志愿者的颈椎进行CT扫描成像,应用CAD造型软件Solid-Works2003、HyperMesh软件和ANSYS11.0软件,采用四面体网格划分方法,对颈椎周围组织赋予不同的材料特性,引入接触理论和非线性结构计算方法,建立全颈椎有限元模型.在所建模型上加载模拟脊柱的前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转6种工况下的生理活动,并与生物力学实验数据进行对比.结果与结论:所建模型共有97 705个节点,372 896个单元.所建立模型在前屈/后伸、左右侧弯、左右旋转6种方向的运动范围,理论分析结果与生物力学实测数据高度一致.证实建立的全颈椎三维有限元模型细腻有效,具有良好的生物逼真度,可应用于临床生物力学分析.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李斌	大连医科大学附属第二医院骨科	53	145	7.0	10.0
2	赵文志	大连医科大学附属第二医院骨科	49	314	10.0	15.0
3	何盛为	大连医科大学附属第二医院骨科	27	126	6.0	10.0
4	陈秉智	大连交通大学交通运输工程学院	71	340	10.0	15.0
5	方旭	大连医科大学附属第二医院骨科	17	110	6.0	10.0
6	苏晋	大连医科大学附属第二医院骨科	4	63	4.0	4.0