青少年女子舉重運(yùn)動(dòng)員腰骶關(guān)節(jié)的有限元建模及椎間盤生物力學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-22 20:43
目的:嘗試通過三維有限元建模及生物力學(xué)分析的方法,找出青少年女子舉重運(yùn)動(dòng)員的損傷原因,為教練員和隊(duì)醫(yī)更具針對性地進(jìn)行損傷預(yù)防及提升康復(fù)效率提供理論依據(jù)。方法:選取江蘇省一線青少年女子舉重運(yùn)動(dòng)員1名,通過CT圖像文件進(jìn)行腰骶關(guān)節(jié)模型重建。建立更加精細(xì)且具有解剖學(xué)特征和生物力學(xué)特點(diǎn)的腰骶關(guān)節(jié)有限元模型。結(jié)果:青少年女子舉重運(yùn)動(dòng)員腰骶關(guān)節(jié)受軸向載荷時(shí),L5上緣和椎間盤前部出現(xiàn)明顯形變,最大形變量為5.44 mm,椎體上表面和骶骨耳狀面為主要受力部位;椎間盤的Von-Mises應(yīng)力傳遞方向由右后方向左側(cè)遞增,應(yīng)力集中點(diǎn)出現(xiàn)在纖維環(huán)側(cè)后方。結(jié)論:青少年女子舉重運(yùn)動(dòng)員腰骶關(guān)節(jié)受軸向載荷時(shí),椎體上表面和骶骨耳狀面為主要受力部位;椎間盤前部受擠壓出現(xiàn)明顯形變,同時(shí)其左側(cè)中后部有明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這提示椎間盤后側(cè)方可能因?yàn)殚L期應(yīng)力集中而致使運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)下腰痛甚至椎間盤后側(cè)部纖維環(huán)出現(xiàn)破裂。
【文章來源】:體育學(xué)研究. 2020,34(05)北大核心CSSCI
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
圖2 分割后三維模型
使用填充孔洞工具對模型的孔洞進(jìn)行填補(bǔ)(以L5為例),填補(bǔ)過后使用網(wǎng)格醫(yī)生工具對補(bǔ)孔后的模型進(jìn)行優(yōu)化,直到模型沒有小組件、小通道、小孔洞等項(xiàng)目(圖3)。隨后在軟件中的多邊形選項(xiàng)中刪除釘狀物(平滑級(jí)別為30),松弛多邊形(平滑級(jí)別為默認(rèn))。最終在精確曲面選項(xiàng)中進(jìn)行構(gòu)建曲面片→構(gòu)造格柵→擬合曲面操作,將全部處理完畢的文件以“*.iges”格式輸出(圖4)。骶骨以同樣方式在Geomagic Studio12軟件中進(jìn)行處理并以同樣格式輸出。
最終在精確曲面選項(xiàng)中進(jìn)行構(gòu)建曲面片→構(gòu)造格柵→擬合曲面操作,將全部處理完畢的文件以“*.iges”格式輸出(圖4)。骶骨以同樣方式在Geomagic Studio12軟件中進(jìn)行處理并以同樣格式輸出。(5)三維模型網(wǎng)格劃分與細(xì)節(jié)構(gòu)建
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]長期運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對舉重運(yùn)動(dòng)員脊柱形態(tài)的影響[J]. 吉彥廷,宋雅偉. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2019(06)
[2]L4-5椎體有限元模型建立及退變椎間盤力學(xué)分析[J]. 文毅,蘇峰,劉肅,宗治國,張鑫,馬朋朋,李月軒,李瑞,張志敏. 中國組織工程研究. 2019(08)
[3]不同生長棒內(nèi)固定方式治療早發(fā)性脊柱側(cè)凸的有限元分析[J]. 藏磊,李永剛,海涌,范寧,杜鵬,袁碩. 中國矯形外科雜志. 2019(01)
[4]自相似常數(shù)和定量差異及其在體育科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉承宜,朱玲,李方暉,劉延瑩,段銳,張全光,龍程. 體育學(xué)刊. 2017(06)
[5]有限元在脊柱生物力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉強(qiáng),張軍,孫樹椿,王飛. 中國骨傷. 2017(02)
[6]定量差異及其在體育科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉承宜,胡少娟,李曉云,魏華江,陳同生,楊湘波,李方暉,劉延瑩,李末月,王娜. 體育學(xué)刊. 2016(01)
[7]中國女子舉重隊(duì)重點(diǎn)隊(duì)員損傷的原因與物理治療策略[J]. 李少新,黃新宇,尹軍. 首都體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]舉重運(yùn)動(dòng)員抓舉動(dòng)作脊柱腰椎節(jié)段受力特點(diǎn)分析——基于有限元理論[J]. 鮑春雨,孟慶華. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(01)
[9]椎間盤高度降低及退變對腰椎生物力學(xué)影響的有限元分析[J]. 劉耀升,陳其昕,廖勝輝,余世策,吳浩波,唐小君. 中國臨床解剖學(xué)雜志. 2006(05)
本文編號(hào):3094444
【文章來源】:體育學(xué)研究. 2020,34(05)北大核心CSSCI
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
圖2 分割后三維模型
使用填充孔洞工具對模型的孔洞進(jìn)行填補(bǔ)(以L5為例),填補(bǔ)過后使用網(wǎng)格醫(yī)生工具對補(bǔ)孔后的模型進(jìn)行優(yōu)化,直到模型沒有小組件、小通道、小孔洞等項(xiàng)目(圖3)。隨后在軟件中的多邊形選項(xiàng)中刪除釘狀物(平滑級(jí)別為30),松弛多邊形(平滑級(jí)別為默認(rèn))。最終在精確曲面選項(xiàng)中進(jìn)行構(gòu)建曲面片→構(gòu)造格柵→擬合曲面操作,將全部處理完畢的文件以“*.iges”格式輸出(圖4)。骶骨以同樣方式在Geomagic Studio12軟件中進(jìn)行處理并以同樣格式輸出。
最終在精確曲面選項(xiàng)中進(jìn)行構(gòu)建曲面片→構(gòu)造格柵→擬合曲面操作,將全部處理完畢的文件以“*.iges”格式輸出(圖4)。骶骨以同樣方式在Geomagic Studio12軟件中進(jìn)行處理并以同樣格式輸出。(5)三維模型網(wǎng)格劃分與細(xì)節(jié)構(gòu)建
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]長期運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對舉重運(yùn)動(dòng)員脊柱形態(tài)的影響[J]. 吉彥廷,宋雅偉. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2019(06)
[2]L4-5椎體有限元模型建立及退變椎間盤力學(xué)分析[J]. 文毅,蘇峰,劉肅,宗治國,張鑫,馬朋朋,李月軒,李瑞,張志敏. 中國組織工程研究. 2019(08)
[3]不同生長棒內(nèi)固定方式治療早發(fā)性脊柱側(cè)凸的有限元分析[J]. 藏磊,李永剛,海涌,范寧,杜鵬,袁碩. 中國矯形外科雜志. 2019(01)
[4]自相似常數(shù)和定量差異及其在體育科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉承宜,朱玲,李方暉,劉延瑩,段銳,張全光,龍程. 體育學(xué)刊. 2017(06)
[5]有限元在脊柱生物力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉強(qiáng),張軍,孫樹椿,王飛. 中國骨傷. 2017(02)
[6]定量差異及其在體育科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉承宜,胡少娟,李曉云,魏華江,陳同生,楊湘波,李方暉,劉延瑩,李末月,王娜. 體育學(xué)刊. 2016(01)
[7]中國女子舉重隊(duì)重點(diǎn)隊(duì)員損傷的原因與物理治療策略[J]. 李少新,黃新宇,尹軍. 首都體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]舉重運(yùn)動(dòng)員抓舉動(dòng)作脊柱腰椎節(jié)段受力特點(diǎn)分析——基于有限元理論[J]. 鮑春雨,孟慶華. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(01)
[9]椎間盤高度降低及退變對腰椎生物力學(xué)影響的有限元分析[J]. 劉耀升,陳其昕,廖勝輝,余世策,吳浩波,唐小君. 中國臨床解剖學(xué)雜志. 2006(05)
本文編號(hào):3094444
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