【摘要】： 采用三維有限元方法分析腰椎椎體的生物力學(xué)性能是一種便利、快捷、可靠的理論分析方法,相對實驗應(yīng)力分析更加簡單易行、經(jīng)濟快速,分析結(jié)果的有效性和可靠性建立在較為精確的模型之上。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,基于人體腰椎CT數(shù)據(jù)建立較為精確的模型并進行力學(xué)分析已經(jīng)成為可能,已成為當前的研究熱點。 根據(jù)上述情況,本文著重研究以下三方面: 1.建立較為精確的有限元(FEA)模型 基于螺旋CT數(shù)據(jù),采用Mimics和Ansys軟件,應(yīng)用計算機斷層處理技術(shù),建立了腰椎L1~L5五節(jié)椎體(每節(jié)包括上下椎間盤在內(nèi))的精確FEA模型。 2.椎體松質(zhì)骨材料性質(zhì)分布研究 從Mimics10.01輸出L1~L5椎體每個坐標點的CT值,選取合適的經(jīng)驗公式將CT值轉(zhuǎn)換為表觀密度和彈性模量,進行統(tǒng)計學(xué)分析比較,得出腰椎椎體松質(zhì)骨材料屬性分布情況。 3.對建好的FEA模型進行有限元分析 對先行建立好的三維實體模型按照實際負重情況給予加載,分別在四種載荷條件下,分析比較了椎體應(yīng)力分布。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：R816.8
【圖文】：

10圖 2-1 椎體上面觀、椎體側(cè)面觀橫突由椎弓外后側(cè)骨性突起，因系橫向生長故稱橫突。腰椎橫突平且較薄，從第 2 腰椎起逐漸增長，第 3 腰椎最長，但第 5 腰椎較粗壯，一側(cè)或兩惻增大，很少對稱。并多有畸形。有的作者將

因此，腰椎的生物力學(xué)研究有助于深入探索腰椎以及脊柱疾患的奧秘，為臨床工作提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。2.2.1 椎體生物力學(xué)特性作用于腰椎的力(負荷)以及由此而引起的變形既有大小又有方向，根據(jù)其方向，外力以不同的方式、從不同的角度作用于骨上，使骨產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力模式[25]。作用于骨上的外力可分解成三種基本形式：拉伸、壓縮和剪切(圖 2-2)。當負荷作用的物體形狀較為規(guī)則而負荷又較為單一時，我們可測出其受力面上的應(yīng)力(stress)，而將在應(yīng)力作用物體相對于原始長度或角度所發(fā)生的改變用應(yīng)變(strain)來表示。但在人體尤其是脊柱，負荷的作用以及由此而產(chǎn)生的變形往往十分復(fù)雜。

圖 2-4 椎體壓縮骨折用力單獨或組合作用，使骨骼發(fā)的骨折(圖 2-3)。彎曲是由拉和壓用，橫形拉斷，另一側(cè)受壓應(yīng)力常為橫斷骨折。扭轉(zhuǎn)在骨骼橫、縱折。當幾種類型的力聯(lián)合作用于則引起粉碎性骨折。負荷方面起重要作用。不同椎體總的趨勢是自上而下逐漸增大，由8％和 60%[1,2]。椎體的強度隨年齡為明顯。當椎體骨量減少 25％時椎體松質(zhì)骨抗壓強度的變化基本質(zhì)骨承受壓縮負荷的比例與年齡0 歲以后則達到 65％和 35％[32]。骨僅有 2%，這說明皮質(zhì)骨在壓縮

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郭克峰;利用Mimics重建上下頜骨和牙列及有限元分析[D];吉林大學(xué);2008年

2 朱凱;頜面部骨骼模型的三維重建及碰撞的有限元分析[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學(xué)院;2010年

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9 張婉瑩;微觀骨裂的有限元分析方法和生物力學(xué)模型[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

10 李靜;基于MRI圖像的人體腰椎節(jié)段三維有限元模型重建及分析[D];天津理工大學(xué);2013年

本文編號：2749839