基于三维有限元仿真的卧床和空间失重下人体股骨重建分析

• 作者: 杨文婷 王冬梅 王春慧 陈善广 雷周激欣
• 来源期刊: 生物医学工程学杂志
• 关键词: 空间失重 骨重建 人体股骨 有限元 重建速率
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 857-862
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7507/1001-5515.201609051

摘要

进行长期空间飞行的航天员处于失重环境,所受力学激励小于正常值,会面临骨密度减小和骨丢失的问题.为了探究失重环境下股骨密度和质量的变化趋势,本文建立了人体股骨的三维模型,进行了卧床条件下基于有限元的人体股骨重建的仿真分析.通过对比卧床实验数据与仿真数据,验证了人体股骨有限元模型与重建参数的有效性.继而进行人体股骨在空间失重条件下的重建仿真,建立关于时间的骨重建速率函数.增大载荷大小和增加载荷循环都能减少骨丢失,仿真结果表明增大载荷大小更能有效减少骨丢失.对股骨骨量恢复的重建速率作出讨论,结果表明骨量恢复的重建速率小于骨丢失的重建速率.本文为航天员阻力锻炼方法及后期恢复训练提供了理论依据,航天员在空间飞行期间可以通过增大阻力锻炼强度减少骨量丢失.