發(fā)布時間：2017-11-13 07:28

  本文關(guān)鍵詞：不同分型腰椎-骨盆矢狀位序列的模型建立及應(yīng)力分析

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【摘要】：目的 :依據(jù)腰椎-骨盆矢狀位序列分型,建立4例腰椎有限元模型,比較其在椎間盤及椎弓峽部的應(yīng)力分布。方法:依據(jù)腰椎-骨盆矢狀位序列分型,選取4名青年健康志愿者,每型各1名志愿者(Ⅰ型,女,20歲;Ⅱ型,男,21歲;Ⅲ型,男26歲;Ⅳ型,女,19歲)。4名志愿者行腰椎CT檢查,并通過Mimics、Geomagic、Hypermesh、ABAQUS軟件構(gòu)建4例L1~L5腰椎有限元模型。在施加400N垂直壓縮載荷和沿X、Y、Z軸方向施加10N·m的力矩載荷后,計算模型在前屈、后伸、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)工況下的平均剛度,并驗證模型的有效性。只施加400N垂直壓縮載荷的情況下,分析各模型纖維環(huán)及椎弓峽部的應(yīng)力分布。結(jié)果 :4例模型在前屈、后伸、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)工況下平均剛度與既往體外實驗文獻結(jié)果較為接近。在承受400N的垂直壓縮載荷下,4例模型均從L1/2至L4/5纖維環(huán)所受應(yīng)力逐漸增加,且應(yīng)力大多集中在纖維環(huán)的后部;Ⅰ型和Ⅱ型椎弓峽部的應(yīng)力主要集中在L4,而Ⅲ型和Ⅳ型椎弓峽部應(yīng)力主要集中在L3。從Ⅰ型到Ⅳ型,L4/5纖維環(huán)后部平均應(yīng)力與L1/2纖維環(huán)后部平均應(yīng)力的比值逐漸減少(203.69%,197.58%,167.74%,139.85%);L5雙側(cè)椎弓峽部平均應(yīng)力與L1雙側(cè)椎弓峽部平均應(yīng)力的比值逐漸增加(204.38%,212.59%,271.43%,292.98%)。結(jié)論:本實驗所建立的4例腰椎有限元模型驗證有效,可以進行生物力學(xué)分析與模擬,不同類型腰椎-骨盆矢狀位序列個體腰椎在纖維環(huán)及椎弓峽部的應(yīng)力分布存在差異。
【作者單位】： 北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科;北京航天航空大學(xué)機器人研究所;
【分類號】：R681.5
【正文快照】： 腰椎-骨盆矢狀位形態(tài)對于維持軀體矢狀位平衡起到了重要作用。研究表明骨盆入射角(pelvic incidence,PI)的增加是腰椎峽部裂型腰椎滑脫的主要病因[1~3],而PI的減少可能是腰椎間盤突出和退變性椎間盤疾病的病因之一[4、5],并且與脊柱畸形矯形手術(shù)策略的制定和患者的臨床預(yù)后密

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