本文關鍵詞：全腰椎三維有限元模型的建立及其有效性驗證

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【摘要】：目的建立全腰椎及骶椎的有限元模型,為分析L4～5之間纖維環(huán)易破裂的病理提供可靠的模型。方法利用健康成人椎骨的CT影像,采用Mimics醫(yī)學圖像處理軟件和Geomagic逆向工程軟件建立L1～S1椎骨和椎間盤三維模型,再導入有限元軟件Hypermesh中劃分網格,并附加腰椎相關韌帶,賦予材料屬性,建立邊界條件,構建腰椎加骶椎有限元模型;模擬腰椎受軸向壓力、前彎、側彎和后伸4種載荷下的生物力學反應。結果模型在受到10 N.m載荷作用分別發(fā)生前屈、側彎和后伸運動下的整體剛度分別為0.61、0.7和0.75 N.m/(°),與實驗結果較為吻合;軸向施加力和彎矩時L4～5之間的纖維環(huán)應變較大;纖維環(huán)在各種載荷下均出現(xiàn)較明顯的應力集中。結論 L4～5之間纖維環(huán)局部應力集中和應變較大是導致其易破裂的原因之一;所建立的L1～S1椎體三維有限元模型符合脊柱生物力學特性,可用于脊柱生物力學的進一步研究。
【作者單位】： 上海交通大學材料學院;第三軍醫(yī)大學西南醫(yī)院兒科;
【關鍵詞】： 腰椎 力學特性 有限元分析 載荷 生物力學
【基金】：國家自然科學基金資助項目(50975236,11172171) 重慶市科技攻關項目(CSTC2012gg-yyjs10011)
【分類號】：R318.01
【正文快照】： 腰椎作為連系軀干和盆骨的中間結構,其在負荷體量、產生生理彎曲、連接韌帶和肌肉方面起著舉足輕重的作用[1]。由于腰椎載荷較大,活動性較大,導致其易產生多種疾病,臨床資料顯示脊椎疾病也多見于該處。脊柱的結構為適應其功能,既具有較強的剛度又有一定的柔韌性,故其外形復雜

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