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摘要
背景:现阶段脊柱侧弯患者的生物力学模型过于简化,未建立完整的患者躯干骨骼-肌肉有限元模型,并缺少软组织力学特性的建模。目的:构建一个真实且具有详细解剖学结构的脊柱侧弯躯干有限元模型,并对其有效性进行验证。方法:选择1例11岁青少年脊柱侧弯患者,通过64排螺旋CT扫描获得.Dicom格式的原始数据,建立其躯干有限元模型,并进行有效性验证,将腰骶段模型和躯干模型的模拟结果分别与已公开发表的文献中实验结果进行对比验证。研究方案的实施符合鹤壁市人民医院的相关伦理要求(医院伦理批件号YK2019015)。结果与结论:(1)模型的建立:整个躯干有限元模型包括8 470 000余个单元,1 690 000余个节点;(2)腰骶段模型验证:建立的模型在屈伸、侧屈和扭转情况下的平均刚度分别为7.15,2.56,1.92 N·m/(°),该值介于文献报道的实验结果之间,加载结果与文献中的实验值一致;(3)躯干模型的验证:在3种束带张力(20,40和60 N)作用下,脊柱的应力值变化均介于文献报道的实验结果的中间;(4)构建的1例具有详细解剖学结构的青少年脊柱侧弯躯干生物力学模型,通过生物力学模型有效性验证,该模型可靠、合理且真实、直观地显示人体复杂骨骼及软组织结构。
- 出版日期2022
- 单位郑州铁路职业技术学院
