人體脊椎腰段的三維模型構(gòu)建及有限元力學分析.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)展腰椎外科手術和疾病的診斷技術也取得了一定的進展,但是由于腰椎本身結(jié)構(gòu)的復雜性,腰椎手術的難度和危險性依然很高。迫切需要找到一個解決方案來幫助提高手術的精確性和安全性。
　　采用有限元分析方法對腰椎模型進行模擬計算可以精確描述其生物形態(tài)以及在不同受力狀態(tài)下的位移形變和應力應變情況,進而為醫(yī)學診斷和手術治療提供科學依據(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,并模擬不同的運動狀態(tài),獲得相應的位移和應力云圖。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)運動狀態(tài),獲得位移和應力云圖,并與退變模型在五種運動狀態(tài)下的位移和應力數(shù)據(jù)進行分析比較,從