人体腰椎模拟植入椎弓根螺钉的有限元分析Finite element analysis of the lumbar model of implanting pedicle screw fixation system
胡迎春;赵舒婷;余兵浩;
摘要(Abstract):
利用三维绘图软件构建人体腰椎L4-L5节段几何模型,并模拟植入椎弓根螺钉.通过UG与Ansys Workbench的无缝接口将所建模型导入后者,对模型赋值并进行有限元分析,得出在人体站立情况下腰椎的应力云图与位移云图.从云图中可看出正常腰椎模型的最大应力出现在L4下关节突附近,值为15.073 MPa;最大位移出现在椎间盘上表面前部,值为0.161 mm.植入椎弓根螺钉的腰椎模型最大应力出现在螺钉的中部,值为38.613 MPa;最大位移出现在第4腰椎上端的前部,值为0.136 mm.结果表明:植入的椎弓根螺钉可缓解椎体的承载负担,并且可使腰椎变形减小.该结论可为同类腰椎固定手术以及脊柱的生物力学分析提供理论参考.
关键词(KeyWords): 腰椎L4-L5;椎弓根螺钉内固定系统;有限元分析
基金项目(Foundation): 广西自然科学留学回国基金项目(2011GXNSFC018005);; 广西高校优秀人才资助计划(桂教人[2010]65号)资助
作者(Author): 胡迎春;赵舒婷;余兵浩;
Email:
参考文献(References):
- [1]张建新.椎弓根螺钉误置的临床结果分析与预防措施[D].济南:山东中医药大学,2005.
- [2]郭院利.腰椎骨折椎弓根螺钉不同方式植入伤椎的有限元分析[D].吉林:吉林大学,2013.
- [3]胡迎春,朱慧.基于分块法的人工髋关节模态分析[J].广西工学院学报,2011,22(2):16-19.
- [4]余兵浩.基于CT图像的人体腰椎反求建模与有限元分析研究[D].柳州:广西科技大学,2013.
- [5]Chen C S,Cheng C K,Liu C L.A Biomechanical Comparison of Posterolateral Fusion and Posterior Fusion In the Lumbar Spine[J].Joumal of Spinal Disorder and Techniques,2002,15:53-63.
- [6]Cao K D,Grimm M J,Yang K H.Load Shuring Within A Human Lunbar Vertebral Body Using the Finite Element Method[J].Spine,2001,26:253-260.
- [7]Polikeit A,Ferguson S J,Nolte L P,et al.Factors Influencing Stresses In the Lumbar Spine After the Insertion of Intervertebal Cages,Finite Element Analysis[J].Eur Spine J,2002,12:413-20.
- [8]Goel V K,Monroe B T,Gilberston L G,et al.Inter Laminar Shear Stresses and Laminar Separation In A Disc:Finite Element Analysis of the L3-L4 Motion Segment Subjected to Axial Compressive Loads[J].Spine,1995,20:689-98.
- [9]朱慧.人工髋关节力学分析和优化设计[D].柳州:广西工学院,2012.
- [10]陈明辉,聂松林,尹方龙.基于ANSYS的柱塞副问隙自动补偿技术研究[J].工程设计学报,2013,20(1):35-38.
- [11]靳龙,袁爱霞,胡迎春.基于Mimics和ProE的人体腰椎生物力学分析[J].广西工学院学报,2013,24(4):45-49.
- [12]王伟兵.股骨和应力调控型带锁髓内钉的有限元分析[D].郑州:郑州大学,2010.
文章评论(Comment):
|
||||||||||||||||||
|