【摘要】：腰椎作為人體的重要承載部位,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易產(chǎn)生損傷。對(duì)腰椎進(jìn)行模型重建與力學(xué)分析是研究腰椎力學(xué)特性以及預(yù)防腰椎疾病的重要手段。針對(duì)腰椎結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料多樣等特點(diǎn),本文利用有限元法和醫(yī)學(xué)處理軟件Mimics對(duì)腰椎進(jìn)行有限元模型構(gòu)建以及仿真分析研究。主要工作如下：(1)針對(duì)目前骨生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀,分析了腰椎有限元模型構(gòu)建存在的難度,并進(jìn)行了解決方法的擬定。(2)基于斷層CT圖像,利用Mimics醫(yī)學(xué)軟件對(duì)圖像進(jìn)行閥值分析、編輯、網(wǎng)格劃分等操作,重構(gòu)出腰椎的三維模型。在前人材料賦值研究的基礎(chǔ)上,對(duì)腰椎的組織層進(jìn)行分離,實(shí)現(xiàn)分別的材料賦值,從而重建出完整的腰椎有限元模型。(3)針對(duì)腰椎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用Python語(yǔ)言在Abaqus平臺(tái)上進(jìn)行腰椎參數(shù)化建模的嘗試。開發(fā)出參數(shù)化插件,通過(guò)輸入腰椎的幾何與材料信息,實(shí)現(xiàn)了腰椎的快速有限元建模。(4)腰椎作為人體的主要支撐部位,通過(guò)AnyBody骨肌系統(tǒng)模擬出不同負(fù)載情況下的腰椎受力,作為腰椎力學(xué)分析的數(shù)據(jù)。(5)對(duì)腰椎進(jìn)行力學(xué)分析,獲得腰椎不同承載情況下的應(yīng)力與變形位移,證實(shí)了重載會(huì)造成腰椎應(yīng)力集中與變形過(guò)大,為腰椎病的預(yù)防和治療提供了理論依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)腰椎進(jìn)行三維重建以及材料賦值,構(gòu)建出了完整的腰椎有限元模型,與以往研究相比,更好的反映出了腰椎的材料特性。同時(shí),參數(shù)化建模以及腰椎力學(xué)承載能力的探討也為腰椎臨床預(yù)防與治療提供了指導(dǎo)作用。
【圖文】：

的孔隙度很高，最高孔隙度接近于１００％，二者的區(qū)別也造成了二者在骨中所承擔(dān)的功逡逑能不同Ｗ及分布區(qū)域的差異。逡逑顯微鏡下，骨由骨單元或哈佛系統(tǒng)組成，如圖２．２所示，（Ａ）骨單元呈平行排列，逡逑圓筒狀的結(jié)構(gòu)。哈佛管構(gòu)成骨單元的中屯、（Ｂ圖所示），并與四周的骨板層一起構(gòu)成了逡逑骨單位，也被成為Ｈａｖｅｒｓ邋（哈佛氏）系統(tǒng)，每個(gè)骨單元圍繞著中央管，同屯、排列。（Ｃ）逡逑陷窩位于板層之間的小腔內(nèi)，含有一個(gè)骨細(xì)胞，骨細(xì)胞通過(guò)骨小管獲取營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)排除逡逑代謝廢物。逡逑護(hù)佽居／下控窺＇１邀當(dāng)逡逑Ａ逡逑圖２．２骨骼顯微鏡下的結(jié)構(gòu)逡逑２．３．２骨骼力學(xué)轉(zhuǎn)性與影響因素逡逑２．３．２．１力學(xué)特性邐—逡逑１１逡逑

骨組織屬于特殊的結(jié)締組織，是膠原纖維和}L基a惢沂槌傻母春喜牧�，这也君fㄥ義狹斯羌染哂瀉芨叩那慷扔志哂瀉芎玫娜岢跣�。辶x先繽跡玻乘荊歉稍謖帕ψ饔孟碌撓αΓΡ淝咄肌４油枷窨煽闖觶員溴義閑吻蚰謨?chǔ)力与应变呈现臭溸性关蠐?dān)歉紗聳本哂邢叩緣奶氐�。弹朽y胨芐鄖膩義轄喚緄閌喬�，该点峨s歉勺畬蟮牡約蓿Ρ湮抻Ρ�，应力为屈服极辶x舷抻αΑＫ芐鄖�，应力与应变不存灾O咝怨叵擔(dān)聳憊歉山讕瞇緣謀湫危斐懾義瞎欽鄣紉幌盜興鶘�。辶x羨啻髶巧0，，，，逡逑ｔ邋／／邐／邋陸化強(qiáng)型０，，逡逑；邐／邐站服片．邋骨乾盈逡逑２邋／逡逑Ｉ邐／邋

本文編號(hào)：2547403