5岁儿童上颈椎三维有限元模型的建立及对照分析

• 作者: 刘振杰 解英静 侯玲玲
• 来源期刊: 临床骨科杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 上颈椎 有限元分析 5岁儿童
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 实验与临床|Experiment and Clinical Practice
• 页码范围: 132-136
• 页数: 5页
• 分类号: R323.1|R319
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1008-0287.2022.01.044

摘要

目的 构建5岁儿童和成人上颈椎三维有限元模型,研究不同运动方向上两种模型的活动范围及应力分布.方法 以1名5岁儿童及1名45岁成年人为研究对象,采用螺旋CT连续扫描颅骨至C5椎体,利用Mimics 14.0、Geomagic Studio 10.0、Hypermesh 13.0、Abaqus 6.14软件构建出包括枕骨、C1～4椎体、椎间盘及主要韧带.加载颅脑重量载荷及1.5 N·m扭转载荷模拟头部三维坐标轴的运动,观察上颈椎各方向活动范围及关节突和韧带的Mises应力.结果 上颈椎(C0～1、C1～2、C2～3)的旋转、前屈、后伸活动范围儿童模型均显著大于成人模型(P<0.01),C0～1侧屈活动范围儿童模型大于成人模型(P<0.01).在各运动方向上,C0～1、C1～2关节突的平均Mises应力儿童模型均显著大于成人模型(P<0.05),C2～3关节突成人模型均显著大于儿童模型(P<0.05);在前屈及后伸状态上,齿状突部位的平均Mises应力儿童模型均显著大于成人模型(P<0.01).在各运动方向上,齿突尖韧带、翼状韧带、横韧带的平均Mises应力儿童模型均显著大于成人模型(P<0.01).结论 5岁儿童上颈椎C0～1、C1～2、C2～3节段活动范围较大,使得上颈椎稳定性低于成年人,是儿童上颈椎不稳定的解剖学因素,运动中心上移是儿童期颈椎损伤高发的主要因素.