脊柱腰段三维有限元模型的构建与椎间盘应力分析

• 作者: 刘媛媛 尹帅 庞胤 张海峰 赵长义
• 来源期刊: 河北医科大学学报
• 学科: 医学
• 关键词: 三维有限元模型 脊柱腰段 椎间盘
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 1368-1371
• 页数: 4页
• 分类号: R322-34
• 字数: 4163字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-3205.2019.12.002

摘要

目的 建立正常脊柱腰段三维有限元模型,为生物力学研究及腰椎损伤研究提供可靠模型.方法 采集1名健康成年男性脊柱腰段CT和MRI断层影像数据,应用Mimics软件依据CT数据对全部腰椎骨及骶骨上部进行三维模型重建,依据MRI数据对L1～L5椎间盘髓核进行三维模型重建.将椎骨与髓核进行空间配准,在此基础上建立椎间盘、关节囊和韧带的三维模型.在Ansys中划分网格并定义材料属性,对模型施加运动性载荷模拟脊柱腰段处于前屈、后伸、侧弯和扭转等运动工况下的生物力学特征,验证模型的有效性.结果 建立了完整的脊柱腰段三维有限元模型,包含椎骨、椎间盘、骶骨上端、韧带、关节囊等重要结构,总节点数为104 190个、总单元数为339 165个.模型通过有效性验证,运动工况下的角位移范围和椎间盘的应力分布特点符合腰椎的生物力学特性.结论 本研究建立的三维有限元模型仿真度高,可用于脊柱腰段的生物力学研究以及模拟疾病和手术对腰椎生物力学的影响.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵长义	河北医科大学基础医学院解剖学教研室	20	78	5.0	8.0
2	张海峰	沧州医学高等专科学校解剖学教研室	24	49	5.0	5.0
3	刘媛媛	沧州医学高等专科学校解剖学教研室	21	16	3.0	3.0
4	庞胤	沧州医学高等专科学校解剖学教研室	25	31	4.0	4.0
5	尹帅	河北省沧州中西医结合医院骨科	6	1	1.0	1.0