人體脊椎腰段的三維模型構(gòu)建及有限元力學(xué)分析.pdf

1、近些年,腰椎疾病已成為我國人群中的一種常見疾病,并且開始出現(xiàn)低齡化現(xiàn)象。雖然隨著科技的發(fā)展腰椎外科手術(shù)和疾病的診斷技術(shù)也取得了一定的進(jìn)展,但是由于腰椎本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,腰椎手術(shù)的難度和危險(xiǎn)性依然很高。迫切需要找到一個(gè)解決方案來幫助提高手術(shù)的精確性和安全性。
　　采用有限元分析方法對腰椎模型進(jìn)行模擬計(jì)算可以精確描述其生物形態(tài)以及在不同受力狀態(tài)下的位移形變和應(yīng)力應(yīng)變情況,進(jìn)而為醫(yī)學(xué)診斷和手術(shù)治療提供科學(xué)依據(jù)。本文旨在構(gòu)建脊椎腰段L4-

2、L5節(jié)的包括軟組織的有限元模型,并模擬不同的運(yùn)動狀態(tài),獲得相應(yīng)的位移和應(yīng)力云圖。文中首先采用面繪制和體繪制的方法構(gòu)建脊椎腰段的三維模型,然后采用區(qū)域生長算法分割圖像并依靠simpleware軟件構(gòu)建腰椎L4-L5節(jié)的有限元網(wǎng)格模型,最后通過為模型添加韌帶組織,獲得完整的有限元模型,為模型施加不同的載荷和邊界條件來模擬屈曲、后伸、左側(cè)彎,右側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài),獲得位移和應(yīng)力云圖,并與退變模型在五種運(yùn)動狀態(tài)下的位移和應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,從