【摘 要】
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目的:三维有限元分析(finite element analysis,FEA)可以形象地模拟人体颈椎几何模型和材料属性,克服离体实验和在体实验无法获得的脊柱内部结构应力的缺点,洞察颈椎系统内在的功能机制,已经被广泛的应用于颈椎生物力学研究.基于正常人颈椎CT图像数据建立C2～T1三维有限元模型,并验证该模型的正确性和有效性.方法:招募1名30岁健康女性志愿者进行颈椎薄层CT扫描.应用医学图像处理软
【机 构】
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上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心,上海201203;上海市中医药研究院骨伤科研究所,上海201203
【出 处】
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第十一届全国生物力学学术会议暨第十三届全国生物流变学学术会议
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目的:三维有限元分析(finite element analysis,FEA)可以形象地模拟人体颈椎几何模型和材料属性,克服离体实验和在体实验无法获得的脊柱内部结构应力的缺点,洞察颈椎系统内在的功能机制,已经被广泛的应用于颈椎生物力学研究.基于正常人颈椎CT图像数据建立C2～T1三维有限元模型,并验证该模型的正确性和有效性.方法:招募1名30岁健康女性志愿者进行颈椎薄层CT扫描.应用医学图像处理软件Mimics 17.0,根据CT数据建立每个颈椎节段的蒙板,结果以STL格式保存.将STL数据导入逆向工程软件Geomagic 12.0,得到颈椎C2～T1三维有限元实体模型.应用有限元分析软件ABAQUS 13.0的前处理模块对模型进行材料属性设定、装配、接触定义、网格化分及载荷与边界条件设定,固定及限制T1椎体下终板面6个方向自由度,进而对模型C2齿状突顶点分别施加±0.5、1、1.5、2N.m扭矩,用以模拟人体前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转工况下所产生的载荷作用,计算有限元模型各节段的关节活动度(range of motion,ROM),将计算的结果与离体实验及前人验证的有限元模型结果进行对比分析.
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