寰枢椎三维有限元模型的建立

作者：郭亮; 权正学; 蒋电明; 唐可; 欧云生; 赵增辉

来源：重庆医科大学学报, 2010, 35(12): 1847-1850.

DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.2010.12.012

• 寰枢椎
• 生物力学
• 有限元分析
• 重建

目的:建立寰枢椎三维有限元模型,为重建寰枢椎的稳定性提供生物力学依据。方法:对颈枕部C0～3标本行CT扫描,获取数据集,通过Mimics10.0软件选取灰度值大于-250 Hu得到C0～3骨和韧带的三维模型,并用Mimics10.0软件对模型进行修饰,以OUT格式导入有限元软件Patran2005中生成四面体网格模型,再输入Mimics软件对模型赋值,完成寰枢椎三维有限元模型,包括密质骨、松质骨及韧带,模型能够高度模拟颈椎结构与材料特性,结构完整,模型节点数9 178,单元数40 356。在模型C3的下缘进行边界约束(六自由度为零),在C0处进行前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转方向1.5 Nm的加载,分析寰枢椎之间的三维运动及各部位的应力。并在实验室以相同加载方法下测量其三维运动范围。分别进行统计学分析。结果:寰枢外侧关节面及枢椎体前部是应力集中部位,寰枢椎间的三维运动(前屈/后伸5.48°/9.85°、左/右侧弯4.69°/4.93°、左/右轴向旋转31.28°/30.56°)与实验室测量(前屈/后伸8.10°/8.49°、左/右侧弯4.79°/4.93°、左/右轴向旋转28.2°/29.3°)相当。结论:利用Mimics和Patran2005建立寰枢椎有限元模型,具有较高的真实性和精确度,能够模仿寰枢椎生物力学分析。

• 单位
  重庆医科大学附属第一医院