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全组织腰椎有限元模型构建技术研究

A Study of the Development of Comprehensive Lumbar Spine Finite Element Model

2025-11-11 11:58

作者

林晖1，许晨冰1，洪莹莹1，文天宇2，姚凌3 ()

摘要

本研究目的是开发一种包含软硬组织的全组织的腰椎有限元模型，该模型可用于分析人体腰椎在正常体位和屈居活动模式下的腰椎生物力学特征。研究首先利用一名成年男性的脊柱断层扫描（CT）影像数据重构出腰椎的骨性组织，依据解剖结构构建椎间组织模型包括，椎间盘，小关节，和椎间韧带，进而对腰椎模型进行网格划分，骨组织分为密质骨和松质骨以及上下终板，椎间组织包括椎间盘、髓核、纤维环。对腰椎施加人体上身重量以仿真人体在正常姿势和腰椎前曲，后伸，左右侧屈时候腰椎生物力学特征。研究结果显示，不同的椎间活动模式没有显著改变椎间盘最大应力出现的区域，最大应力都出现在腰椎间盘的前端部，正常姿态的椎间盘最大应力值低于其他活动模式的相应的最大应力值。本研究发现全组织腰椎有限元模型有效模仿真实解剖形态，可以细致展示椎骨，腰椎间盘，和小关节的生物力学特征，对临床分析腰椎生物力学异常提供工程基础。

内容

来源：数字仿真论坛

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