C₄^C₆颈椎有限元模型的建立和多点力学加载方法

【作者】 柏传毅； 宁宁； 党晓谦； 王坤正；

【机构】 西安交通大学医学院第二附属医院骨一科；

【摘要】 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 。更多还原