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文檔簡介
1、隨著人們生活節(jié)奏的加快,腰椎間盤突出癥發(fā)病率越來越高而且趨于年輕化。在諸多治療方法中,牽引療法以其獨有的優(yōu)點而被廣泛采用。由于人體脊柱的腰椎節(jié)段呈現(xiàn)出向前凸起的生理彎曲,傳統(tǒng)的牽引療法只能對患者施加水平方向的牽引力,牽引力不能完全有效的作用于病變椎間盤;因此,研究各節(jié)段腰椎間盤的最優(yōu)牽引角度具有重要的臨床意義。在生物力學研究領(lǐng)域,有限元分析方法日趨成熟,相對傳統(tǒng)的實驗生物力學方法,具有更好的可重復性和可控性等優(yōu)點。利用有限元方法可以建立
2、人體腰椎有限元模型,并可求解不同實驗條件下模型各部位的應力和應變。
本研究基于CT掃描數(shù)據(jù)利用醫(yī)學圖像處理軟件Mimics重建出人體腰椎骨面網(wǎng)格模型,將其導入逆向工程軟件Geomagic Studio中,逆向生成與相鄰椎骨完好貼合的腰椎間盤幾何模型,并對模型表面網(wǎng)格進行修整完善,再將所有椎骨和椎間盤面網(wǎng)格模型進行實體化,構(gòu)建成CAD模型,然后將實體模型導入有限元分析軟件Ansys中,對模型賦予材料屬性和單元類型、劃分網(wǎng)格、定義
3、接觸,建立起全腰椎有限元模型;對模型進行軸向拉伸和壓縮條件下的仿真分析,將仿真結(jié)果與相同實驗條件下得到的結(jié)果對比驗證了所建有限元模型的正確性;對模型施加與牽引治療相同條件下的約束和載荷模擬人體腰椎牽引過程,最后用優(yōu)化設(shè)計的方法確定了各段椎間盤的最優(yōu)牽引角度。
本研究提出一種快速精準建立腰椎三維有限元模型的方法,該方法所建模型能夠方便地根據(jù)生物力學實驗要求施加約束和載荷并進行有限元分析。結(jié)果表明,由于人體脊柱的生理彎曲,各段腰椎
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