中国生物医学工程学报
中國生物醫學工程學報
중국생물의학공정학보
CHINESE JOURNAL OF BIOMEDICAL ENGINEERING
2014年
4期
487-492
,共6页
方新果%赵改平%王晨曦%柏磊磊%颜文涛%马童
方新果%趙改平%王晨晞%柏磊磊%顏文濤%馬童
방신과%조개평%왕신희%백뢰뢰%안문도%마동
腰椎L4～L5节段%CT图像%有限元模型%生物力学特性
腰椎L4～L5節段%CT圖像%有限元模型%生物力學特性
요추L4～L5절단%CT도상%유한원모형%생물역학특성
L4 ～ L5 lumbar motion segment%CT images%finite element model%biomechanical properties
基于CT图像结合图像处理及有限元分析软件采用六面体网格建立完整的人体腰椎L4～L5活动节段三维有限元模型,并对模型有效性进行验证与分析.用块状化分割方法对腰椎模型进行几何处理,然后对二维四边形单元使用扫略和拉伸等方法生成六面体实体单元从而建立三维腰椎有限元模型,并另外建立单元数量和单元类型不同的腰椎有限元模型用以对比.观察腰椎在轴向力和6个方向的扭矩作用下的变形和位移以及椎间盘的应力分布情况.建立的原始模型共有110 762个单元,111 644个节点,模型在500、1000、1 500、2000 N轴向压缩力作用下的位移分别为0.34、0.65、0.91、1.21 mm,在前屈、后伸、侧弯和扭转工况下关节活动度分别为5.69°、2.28°、3.41°和1.29°,终板最大应力分布规律与前人研究结果一致.用六面体单元划分网格的精细有限元模型可兼顾模型的计算效率及精度,所建模型符合腰椎一般生物力学特点,可用于模拟生物力学实验及对脊柱生物力学的进一步研究.
基于CT圖像結閤圖像處理及有限元分析軟件採用六麵體網格建立完整的人體腰椎L4～L5活動節段三維有限元模型,併對模型有效性進行驗證與分析.用塊狀化分割方法對腰椎模型進行幾何處理,然後對二維四邊形單元使用掃略和拉伸等方法生成六麵體實體單元從而建立三維腰椎有限元模型,併另外建立單元數量和單元類型不同的腰椎有限元模型用以對比.觀察腰椎在軸嚮力和6箇方嚮的扭矩作用下的變形和位移以及椎間盤的應力分佈情況.建立的原始模型共有110 762箇單元,111 644箇節點,模型在500、1000、1 500、2000 N軸嚮壓縮力作用下的位移分彆為0.34、0.65、0.91、1.21 mm,在前屈、後伸、側彎和扭轉工況下關節活動度分彆為5.69°、2.28°、3.41°和1.29°,終闆最大應力分佈規律與前人研究結果一緻.用六麵體單元劃分網格的精細有限元模型可兼顧模型的計算效率及精度,所建模型符閤腰椎一般生物力學特點,可用于模擬生物力學實驗及對脊柱生物力學的進一步研究.
기우CT도상결합도상처리급유한원분석연건채용륙면체망격건립완정적인체요추L4～L5활동절단삼유유한원모형,병대모형유효성진행험증여분석.용괴상화분할방법대요추모형진행궤하처리,연후대이유사변형단원사용소략화랍신등방법생성륙면체실체단원종이건립삼유요추유한원모형,병령외건립단원수량화단원류형불동적요추유한원모형용이대비.관찰요추재축향력화6개방향적뉴구작용하적변형화위이이급추간반적응력분포정황.건립적원시모형공유110 762개단원,111 644개절점,모형재500、1000、1 500、2000 N축향압축력작용하적위이분별위0.34、0.65、0.91、1.21 mm,재전굴、후신、측만화뉴전공황하관절활동도분별위5.69°、2.28°、3.41°화1.29°,종판최대응력분포규률여전인연구결과일치.용륙면체단원화분망격적정세유한원모형가겸고모형적계산효솔급정도,소건모형부합요추일반생물역학특점,가용우모의생물역학실험급대척주생물역학적진일보연구.
