發(fā)布時間：2024-05-11 21:35

　　目的 :以動力學仿真軟件獲取志愿者后向跌倒過程中胸腰段受力狀況的運動、動力學數據,作為有限元加載條件,評估跌倒過程中脊柱局部應力情況。方法:選取1名健康志愿者(男性,27歲,175cm,70kg),隨后對志愿者軀干進行CT掃描。然后,在Anybody人體建模仿真系統(tǒng)軟件中建立骨骼肌肉模型,志愿者站立并后向傾斜30°,在無防備狀態(tài)下后向摔倒構建跌倒過程中人體骨骼肌模型。根據志愿者CT數據建立并優(yōu)化有限元模型,模型在施加7.5N·m力矩模擬前屈、后伸、左右側彎及旋轉范圍,驗證模型有效性后,將獲取后向跌倒狀態(tài)下著力點、應力傳導方向及受力區(qū)應力值作為加載條件并賦予人體胸腰段有限元模型進行有限元分析。結果:Anybody人體建模仿真系統(tǒng)軟件模擬后向跌倒實驗中,志愿者呈無意識后向跌倒姿態(tài),骶尾部最先著地;臀部與測力臺沖擊的總時間為1.14s,最大沖擊力達4056N;模型以坐骨結節(jié)為力加載點,由骶尾部沿脊柱長軸向頭部進行力學加載。有限元結果顯示,應力經傳導主要集中于T11～L2節(jié)段;在該節(jié)段中,椎體前緣平均應力達16.6MPa;上下關節(jié)突平均載荷達25.4MPa,椎板及椎弓根與椎體連接處也出現明顯的...

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

圖4有限元模型力學加載示意圖，力量由坐骨結節(jié)沿脊柱長軸向上加載

圖3Anybody軟件模擬后向跌倒過程，人體跌倒過程中骶尾部最先著地，隨后軀干及四肢伸展圖5a～c跌倒后正面、背面及側面脊柱有限元分析，可見跌倒過程中，應力主要集中于胸腰段椎體，其中該節(jié)段椎體前緣及椎弓根部應力較大

圖5a～c跌倒后正面、背面及側面脊柱有限元分析，可見跌倒過程中，應力主要集中于胸腰段椎體，其中該節(jié)段椎體前緣及椎弓根部應力較大

圖4有限元模型力學加載示意圖，力量由坐骨結節(jié)沿脊柱長軸向上加載圖5a～c跌倒后正面、背面及側面脊柱有限元分析，可見跌倒過程中，應力主要集中于胸腰段椎體，其中該節(jié)段椎體前緣及椎弓根部應力較大

圖5a～c跌倒后正面、背面及側面脊柱有限元分析，可見跌倒過程中，應力主要集中于胸腰段椎體，其中該節(jié)段椎體前緣及椎弓根部應力較大

圖5a～c跌倒后正面、背面及側面脊柱有限元分析，可見跌倒過程中，應力主要集中于胸腰段椎體，其中該節(jié)段椎體前緣及椎弓根部應力較大本研究中獲取的胸腰段應力分布狀況是通過有限元分析間接獲取的，存在一定的實驗誤差；其次本研究中的樣本量較少，后期仍需更大樣本量。

圖3Anybody軟件模擬后向跌倒過程，人體跌倒過程中骶尾部最先著地，隨后軀干及四肢伸展

脊柱胸腰段是脊柱各節(jié)段中一個相對脆弱的區(qū)域，在相對不活動的胸椎后凸和較活動的腰椎前凸之間[1]，我們在跌到實驗的有限元結果中證實T11～L2椎體受力值明顯高于其他椎體，是骨折的好發(fā)部位。而脊椎生理曲度可能導致傳導力量分散，致使椎體力量分布不均勻[26]，離骨盆較近的L3～L5椎體....

本文編號：3970401