一個(gè)退變頸椎三維有限元模型的建立和應(yīng)用.pdf

1、頸椎是人體幾何特性和運(yùn)動(dòng)特性最為復(fù)雜，也是人體最容易受到傷害的部分之一。退行性變引起的增生、骨贅、椎間盤(pán)脫水等常常是引起老齡者頸椎疾患的主要原因。目前，利用有限元法對(duì)頸椎進(jìn)行生物力學(xué)研究通常是基于正常的頸椎結(jié)構(gòu)，而對(duì)于具有退變特征的頸椎建模還未見(jiàn)報(bào)道。該文針對(duì)前人工作的不足，建立了帶有退變特征的C4-C6、C2-C7、頭+全頸椎三維有限元模型，并對(duì)所建模型進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。認(rèn)為，模型能夠較好地模擬頸椎的生物力學(xué)特性。應(yīng)用驗(yàn)證有效的頸椎模

2、型，在以下幾方面進(jìn)行了研究： 椎板半切除對(duì)頸椎的生物力學(xué)影響?；谕暾鸆4-C6模型，建立了C5左側(cè)椎板切除的有限元模型。邊界與加載條件為C6椎體下表面固定、C4椎體上表面施加1.8Nm的生理載荷?？疾炝俗蛋灏肭谐笮￡P(guān)節(jié)的應(yīng)力變化和C4-C6節(jié)段的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，半椎板切除會(huì)引起相應(yīng)節(jié)段小關(guān)節(jié)應(yīng)力的顯著增大，椎板切除對(duì)側(cè)的小關(guān)節(jié)應(yīng)力增加更大；半椎板切除術(shù)對(duì)頸椎的穩(wěn)定性不會(huì)造成大的影響。 多節(jié)段椎板切除對(duì)頸椎的生物力學(xué)

3、影響?；谕暾鸆2-C7模型，分別建立了一節(jié)段(C5)、二節(jié)段(C4-C5)、三節(jié)段(C4-C5-C6)椎板連同相關(guān)韌帶的切除模型。邊界與加載條件為C7椎體下表面固定、C2椎體上表面施加1.5Nm的生理載荷。考察了椎板切除后頸椎的整體剛度、節(jié)間穩(wěn)定性、椎體表面應(yīng)力、椎間盤(pán)應(yīng)力的變化。結(jié)果顯示，頸椎的節(jié)間穩(wěn)定性會(huì)受到較大的不利影響，整體剛度會(huì)隨著切除節(jié)段的增多而降低；椎體前后緣應(yīng)力、椎間盤(pán)應(yīng)力明顯增大處多數(shù)發(fā)生在椎板切除所在椎或相鄰椎。