CAJ | 학술논문

背景:人体颈椎运动是多节段之间相互力学及位移关系的变化,建立多节段有限元模型及多点力学加载方法可以为颈椎生物力学研究提供高精度的模型和科学的计算分析方法.目的:建立人体C4~C6颈椎三维有限元模型,并在此基础上提出多点力学加载方法.方法:以正常人C4~C6颈椎CT图像作为数据源,利用Mimics10.0、Ansys11.0有限元分析软件建立三维有限元模型,对其进行多点力学加载测试,模拟生理状态时颈椎的轴向、屈曲、后伸、侧弯、扭转运动,分析各运动状态下C4~C6颈椎关节突和椎间盘的应力和位移改变.结果与结论:建立的C4~C6颈椎有限元模型几何形态逼真,重现了C4~C6颈椎节段解剖结构外形,整体显示直观,表面无过多简化,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性.应力Se、Sz在不同加载工况时,前屈/后伸>侧弯>轴向加载.轴向加载载荷明显小,导致应力位移水平低.提示应用正常人体原始资料构建的C4~C6颈椎有限元模型以及多点力学加载分析的方法科学有效,为颈椎的生物力学研究提供了高精度模型和科学的计算分析方法.
배경:인체경추운동시다절단지간상호역학급위이관계적변화,건립다절단유한원모형급다점역학가재방법가이위경추생물역학연구제공고정도적모형화과학적계산분석방법.목적:건립인체C4~C6경추삼유유한원모형,병재차기출상제출다점역학가재방법.방법:이정상인C4~C6경추CT도상작위수거원,이용Mimics10.0、Ansys11.0유한원분석연건건립삼유유한원모형,대기진행다점역학가재측시,모의생리상태시경추적축향、굴곡、후신、측만、뉴전운동,분석각운동상태하C4~C6경추관절돌화추간반적응력화위이개변.결과여결론:건립적C4~C6경추유한원모형궤하형태핍진,중현료C4~C6경추절단해부결구외형,정체현시직관,표면무과다간화,건성후적삼유유한원모형여실체조직구유량호적궤하상사성.응력Se、Sz재불동가재공황시,전굴/후신>측만>축향가재.축향가재재하명현소,도치응력위이수평저.제시응용정상인체원시자료구건적C4~C6경추유한원모형이급다점역학가재분석적방법과학유효,위경추적생물역학연구제공료고정도모형화과학적계산분석방법.