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腰椎三维有限元模型建立和应力分析

放大字体  缩小字体 更新日期:2016-02-07  浏览次数:0
摘 要:目的建立完整的腰椎三维有限元模型,并对腰34运动节段的进行了有效性验证和生物力学分析。方法利用交互式医学图像控制系统MIMICS软件对CT图片进行预处理,后导入大型通用有限元软件ABAQUS中建立三维
  • 【题 名】腰椎三维有限元模型建立和应力分析
  • 【作 者】闫家智 吴志宏 汪学松 邢泽军 宋海峰 赵宇 仉建国 王以朋 邱贵兴
  • 【机 构】中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院骨科,100730
  • 【刊 名】《中华医学杂志》 2009年第89卷第17期,1162-1165页
  • 【关键词】人体模型 生物应力 腰椎
  • 【文 摘】目的建立完整的腰椎三维有限元模型,并对腰34运动节段的进行了有效性验证和生物力学分析。方法利用交互式医学图像控制系统MIMICS软件对CT图片进行预处理,后导入大型通用有限元软件ABAQUS中建立三维有限元模型。分别建立了腰1-腰5各椎体及其椎间盘有限元实体,后组合成整体的腰椎和腰34有限元模型,并且还准确的模拟了腰椎的椎间盘、软骨终板、关节突关节以及连接韧带。验证了模型的收敛性,并针对腰34运动单元设置了0.3、0.5、1.0、2.0、4.0mPa5种载荷进行生物力学分析。结果在轴向压力作用下,椎间盘纤维环后部存在着明显的应力集中,并向后外侧传导。最大压应力的部位在髓核和软骨终板的中央,椎弓根是椎体多种应力集中的部位。轴向压力增加,应力成比例增大。结论本研究的有限元模型精确度高,结论符合腰椎的临床特点,较好的模拟了腰椎的生物力学特性。
 
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