目的:探討利用Abaqus構(gòu)建3種三維有限元模型,分析及對比不同狀態(tài)下（正常椎體、骨質(zhì)疏松骨折椎體、椎體成形術(shù)）椎體應(yīng)力變化情況。方法:掃描9具尸體標(biāo)本腰椎,符合納入標(biāo)準(zhǔn),收集9份CT原始數(shù)據(jù),以DICOM格式導(dǎo)入醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)Mimics15.0中進行圖像編輯及3D圖像生成,構(gòu)建L2-L3椎體、椎間盤的3D幾何模型,將構(gòu)建好的幾何模型導(dǎo)入逆向處理軟件Geomagic Studio12.0進行表面的光滑、曲面的擬合,最后導(dǎo)入Abaqus6.13將平面模型進行立體化并進行有限元分析。利用Abaqus施加力的大小及方向不同,模擬5種腰椎的生理活動（站立、前曲、后伸、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)）,記錄在此狀態(tài)下鄰近椎體、椎間盤所受應(yīng)力,同時進行尸體標(biāo)本的腰椎的生物力學(xué)測試,兩者數(shù)據(jù)對比,驗證使用該軟件及該方法建立模型的可靠性。更改已經(jīng)建好的有限元模型的參數(shù)（楊氏模量、泊松比）重新構(gòu)建OVCF（Osteoporotic Vertebral Compression Fracture,OVCF）模型,模擬PKP（Percutaneous Kyphoplasty,PKP）手術(shù)操作填充虛擬骨水泥,根據(jù)不同注射壓力、... 

【文章來源】：遵義醫(yī)科大學(xué)貴州省

【文章頁數(shù)】：39 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mimics聯(lián)合GeotnagicStudio構(gòu)建的3D模型(ABCBB)

1.2.2Abaqus6.13 構(gòu)建 L1-3 三維有限元模型（圖 4-5）將 5 個單體 Iges 文件部件導(dǎo)入 Abaqus6.13 軟件中，賦值各部件材料屬性[28]（彈性模量、泊松比 表 1），材質(zhì)為均勻、同質(zhì)，然后將各材料指派給相應(yīng)部位，以獨立方式進行裝配，建成可靠的 L1-3 有限元模型，更改已經(jīng)建好的有限元模型的參數(shù)，重新構(gòu)建 L2 椎體 OVCF 模型，設(shè)置分析步和變量輸出，相互作用及約束，終板為主面，椎間盤為從面，兩者之間接觸定義為無相對位移，于 L1 椎體上終板施加重力載荷，L3椎體下施加邊界條件 ENCASTRE（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3）（表 2），應(yīng)用四面體“tet”劃分網(wǎng)格（圖 5），提交作業(yè)，運行有限元分析。表 1 正常有限元模型各部分材料屬性賦值部位 彈性模量/MPa 泊松比皮質(zhì)骨 12000（8040） 0.3松質(zhì)骨 100（34） 0.2終板 1000（670） 0.4

1.2.2Abaqus6.13 構(gòu)建 L1-3 三維有限元模型（圖 4-5）將 5 個單體 Iges 文件部件導(dǎo)入 Abaqus6.13 軟件中，賦值各部件材料屬性[28]（彈性模量、泊松比 表 1），材質(zhì)為均勻、同質(zhì)，然后將各材料指派給相應(yīng)部位，以獨立方式進行裝配，建成可靠的 L1-3 有限元模型，更改已經(jīng)建好的有限元模型的參數(shù)，重新構(gòu)建 L2 椎體 OVCF 模型，設(shè)置分析步和變量輸出，相互作用及約束，終板為主面，椎間盤為從面，兩者之間接觸定義為無相對位移，于 L1 椎體上終板施加重力載荷，L3椎體下施加邊界條件 ENCASTRE（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3）（表 2），應(yīng)用四面體“tet”劃分網(wǎng)格（圖 5），提交作業(yè)，運行有限元分析。表 1 正常有限元模型各部分材料屬性賦值部位 彈性模量/MPa 泊松比皮質(zhì)骨 12000（8040） 0.3松質(zhì)骨 100（34） 0.2終板 1000（670） 0.4

【參考文獻】：
期刊論文
[1]經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)治療骨質(zhì)疏松性多椎體壓縮骨折[J]. 孫育良,熊小明,鄧軒賡,萬躉,石華剛,宋偲茂.  中國矯形外科雜志. 2017(22)
[2]高粘度骨水泥經(jīng)皮椎體成形術(shù)治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的療效分析[J]. 唐沖,吳四軍,劉正,張光武.  中國脊柱脊髓雜志. 2017(08)
[3]骨水泥植入綜合征研究新進展[J]. 王祥,余建明.  浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志. 2017(07)
[4]高粘度骨水泥PVP與PKP治療骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮骨折的療效比較[J]. 高亮亮,黃權(quán),孫正望,嚴(yán)望軍,魏海峰,肖建如.  中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2017(07)
[5]單、雙側(cè)穿刺經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)治療骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折對手術(shù)區(qū)域冠狀面?zhèn)韧笴obb角的影響[J]. 李慶偉,王葉新,章旭,孟純陽.  中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2016(22)
[6]Computed tomography-based finite element analysis to assess fracture risk and osteoporosis treatment[J]. Kazuhiro Imai.  World Journal of Experimental Medicine. 2015(03)
[7]PVP在骨質(zhì)疏松性T6以上胸椎嚴(yán)重壓縮骨折患者中的療效[J]. 周亮.  西部醫(yī)學(xué). 2015(02)
[8]經(jīng)皮椎體成形使用骨水泥對心血管系統(tǒng)的影響[J]. 宋奇志,李濤,奉成斌,林亞軍,洪浩.  中國組織工程研究. 2014(21)
[9]骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折治療研究進展[J]. 周湘桂,李思云.  中國骨質(zhì)疏松雜志. 2012(11)
[10]陳舊性與新鮮性壓縮骨折行椎體成形術(shù)的臨床對比研究[J]. 郝定均,劉鵬,賀寶榮,許正偉,郭華,王曉東.  脊柱外科雜志. 2012(02)



本文編號：2970697