以三维非线性有限元法分析融合腰椎的生物力学变化

• 作者: 姜宏春 张宝弟 张延辉 李静
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 骨关节植入物 脊柱损伤基础实验 生物力学 有限元方法 腰椎融合 小关节融合 融合模型 载荷 矩阵实验室
• 年，卷（期）: 2013,（35）
• 页码范围: 6273-6280
• 页数: 8页
• 分类号: R318
• 字数: 7662字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.35.009

摘要

背景：MATLAB具有大型数值计算、数学绘图和简单有限元分析的能力，建模速度快，能够识别BMP和JPG格式的灰度图，并可将识别的数据直接转换为ANSYS三维有限元软件可识别的格式，避免了常规在Autocad软件中图像的重新定位和二次处理而产生的人为误差。<br>　　目的：寻求一种简便、快捷、准确的方法建立各种腰椎融合模型，对腰椎融合后腰椎活动节段的生物力学进行分析。<br>　　方法：利用薄层CT技术，结合Matlab(Matrix Laboratory即矩阵实验室)科学计算软件，辅助Ansys有限元分析软件建立各种腰椎融合模型。对所建立的模型施加各种载荷，分析其生物力学变化。<br>　　结果与结论：对所建立的融合模型施加轴向、屈曲及伸展载荷后，生物力学分析得出所有的融合模型中椎体间融合稳定性最好。和关节间融合相结合，椎体间，侧后方，后方融合模型的轴向位移较单独的椎体间，侧后方和后方融合模型分别减少5%、1%和4%。在伸展-屈曲载荷条件下旋转角度分别减少23%、11%和45%。应力向融合部位集中的现象表明融合块可增加载荷的转移。说明薄层CT和Matlab软件的辅助使得Ansys有限元软件建立腰椎融合模型的速度和精度提高。小关节融合和椎体间，侧后方，后方融合相结合，可使腰椎获得更好的稳定性，这种稳定性的增加在后方融合中更为显著。后方融合模型的应力分布更加合理。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李静		35	95	5.0	7.0
2	张延辉		15	89	4.0	9.0
3	姜宏春		29	57	4.0	5.0
4	张宝弟		22	79	5.0	8.0