目的:建立L3⁵三維有限元模型,分析不同術(shù)式在椎間盤摘除后對脊柱力學(xué)分布的影響。方法:選一名既往無脊柱疾病史的男性志愿者,收集腰椎CT數(shù)據(jù)構(gòu)建有限元模型并驗證有效性。在L3/L5脊柱正常模型Ⅰ的基礎(chǔ)上建立L4/5階段單開窗髓核摘除手術(shù)模型Ⅱ,MED（椎間盤鏡）手術(shù)模型Ⅲ,PELD（椎間孔鏡側(cè)路）手術(shù)模型Ⅳ,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)模型Ⅴ。給予特定加載條件,分析模型在垂直、前屈、后伸、左右側(cè)曲、左右旋轉(zhuǎn)7種工況下L4/L5階段脊柱、椎間盤和左右關(guān)節(jié)軟骨應(yīng)力分布及腰4椎體位移。結(jié)果:建立的模型有效。從腰4-5椎間盤等效應(yīng)力分布看,模型Ⅳ應(yīng)力集中最小。從腰4椎體等效應(yīng)力分布看,模型Ⅳ在垂直左傾大于模型Ⅲ,在垂直右傾僅次于模型Ⅴ外,其它都接近模型Ⅰ。從腰4椎體左側(cè)關(guān)節(jié)軟骨等效應(yīng)力分布看,模型Ⅳ和Ⅲ的應(yīng)力分布基本接近模型Ⅰ。從腰4椎體右側(cè)關(guān)節(jié)軟骨等效應(yīng)力分布看,模型Ⅲ、Ⅳ術(shù)后早期避免左右旋轉(zhuǎn)活動,而模型Ⅲ和Ⅴ避免左右側(cè)傾活動。從腰4椎體位移分布看,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除多易發(fā)生位移而不穩(wěn),模型Ⅲ和Ⅳ在手術(shù)模型中具有更好的優(yōu)勢,二者無差異。結(jié)論:后路椎板減壓面積范圍越小,對脊柱穩(wěn)定性的影響越... 

【文章來源】：新疆醫(yī)科大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：46 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

CT斷層圖像的三維重建Fig13DreconstructionofCTimage

新疆醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文7打開GeomagicStudio2013軟件，接入已建立好的保存為stl格式的文件，對模型進(jìn)行平滑處理，消除尖銳面，更有助于后期有限元模型的構(gòu)建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在計算機(jī)（圖3）。圖1CT斷層圖像的三維重建Fig13DreconstructionofCTimage圖2初步椎體三維模型圖3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎間盤及韌帶模型的建立椎間盤和韌帶是通過解剖結(jié)構(gòu)來構(gòu)建的，在UnigraphicsNX8.5三維設(shè)計軟件中，確定韌帶的起止點，設(shè)定韌帶的寬度，經(jīng)過掃掠得到韌帶的三維模型，在椎體之間繪制纖維環(huán)和髓核的外形，通過拉伸得到模型實體，使用布爾運(yùn)算得到椎間盤模型。2.4.5模型的網(wǎng)格劃分和材料參數(shù)將模型導(dǎo)入有限元分析軟件Ansysworkbench19.2中，根據(jù)不同的材料選擇不同單位尺寸的精度進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體十節(jié)點的方法劃分，并給實驗?zāi)Ｐ筒煌牧腺x予不同的屬性,并通過此軟件，可以方便的對脊柱的模型進(jìn)行力學(xué)加載、約束，得出想要的結(jié)果。2.4.6實驗條件假設(shè)及邊界條件本實驗中，假設(shè)所有用到的骨骼結(jié)構(gòu)，韌帶，關(guān)節(jié)都是均質(zhì)、連續(xù)且各向同

新疆醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文7打開GeomagicStudio2013軟件，接入已建立好的保存為stl格式的文件，對模型進(jìn)行平滑處理，消除尖銳面，更有助于后期有限元模型的構(gòu)建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在計算機(jī)（圖3）。圖1CT斷層圖像的三維重建Fig13DreconstructionofCTimage圖2初步椎體三維模型圖3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎間盤及韌帶模型的建立椎間盤和韌帶是通過解剖結(jié)構(gòu)來構(gòu)建的，在UnigraphicsNX8.5三維設(shè)計軟件中，確定韌帶的起止點，設(shè)定韌帶的寬度，經(jīng)過掃掠得到韌帶的三維模型，在椎體之間繪制纖維環(huán)和髓核的外形，通過拉伸得到模型實體，使用布爾運(yùn)算得到椎間盤模型。2.4.5模型的網(wǎng)格劃分和材料參數(shù)將模型導(dǎo)入有限元分析軟件Ansysworkbench19.2中，根據(jù)不同的材料選擇不同單位尺寸的精度進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體十節(jié)點的方法劃分，并給實驗?zāi)Ｐ筒煌牧腺x予不同的屬性,并通過此軟件，可以方便的對脊柱的模型進(jìn)行力學(xué)加載、約束，得出想要的結(jié)果。2.4.6實驗條件假設(shè)及邊界條件本實驗中，假設(shè)所有用到的骨骼結(jié)構(gòu)，韌帶，關(guān)節(jié)都是均質(zhì)、連續(xù)且各向同

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]激素誘導(dǎo)去勢后綿羊骨質(zhì)疏松動物模型的椎體微觀結(jié)構(gòu)觀察及力學(xué)性能研究[J]. 崔軼,李軍,陸聲,王毅,何曉清,徐永清.  中國骨質(zhì)疏松雜志. 2016(07)
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[7]經(jīng)皮側(cè)后路腰椎間孔成形與經(jīng)椎間孔完全內(nèi)鏡下腰椎間盤摘除術(shù)[J]. 李振宙,侯樹勛.  中國骨與關(guān)節(jié)雜志. 2014(08)
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[9]新型個體化三維矯形胸腰骶氣囊支具的有限元研究[J]. 范建平,王傳鋒,魏顯招,易紅蕾,李志鯤,陳自強(qiáng),白玉樹,朱曉東,李明.  脊柱外科雜志. 2013(06)
[10]齒突下軟骨基質(zhì)融合部對樞椎骨折類型影響的有限元分析[J]. 王小平,梁真嬌,楊芳梅,袁月環(huán),屠玉民,鄧志成.  脊柱外科雜志. 2013(05)

博士論文
[1]Lenke 2型特發(fā)性脊柱側(cè)凸有限元建模及三維矯形手術(shù)的有限元模擬研究[D]. 劉祥勝.第二軍醫(yī)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]強(qiáng)直性脊柱后凸截骨手術(shù)治療中截骨節(jié)段選擇的有限元分析[D]. 李櫟.新疆醫(yī)科大學(xué) 2019
[2]脊柱后路單側(cè)融合固定對不同月齡幼兔脊柱生長發(fā)育影響的實驗研究[D]. 楊永焱.河北醫(yī)科大學(xué) 2007



本文編號：3118607