人工髓核置换三维有限元模型的建立
傅栋1
靳安民1
宋磊2
田京1
于博1
钟世镇3
1.南方医科大学珠江医院骨科中心,广东省广州市,5102802.解放军89医院骨科,山东省潍坊市,2610003.南方医科大学临床解剖学研究所,广东省广州市,510515
摘要：背景:目前人工髓核置换主要集中在临床使用及观察方面,尚缺乏更多力学实验数据的支持,需要可靠的物理模型或大量体外实验论证分析.目的:建立L4L5节段人工髓核置换三维有限元模型,拟为生物力学实验研究提供标准数学模型.设计、时间及地点:观察性实验,于2006-07/11在南方医科大学珠江医院骨科中心完成.材料:健康志愿者及人工髓核置换患者各1名,进行64层螺旋CT扫描.扫描数据以Dicom 3.0标准直接存储.根据国人实际情况,实验选用最常用PDN-SOLO-7型进行建模,PDN-SOLO-7型代表假体高度7.0mm,横径25mm,弹性模量为45 MPa,泊松比为0.49,面接触摩擦系数为0.3 MU.方法:在Mimics 10.11软件建立L4/L5运动节段及PDN-SOLO-7型人工髓核模型.模仿腰椎后路人工髓核置换,建立人工髓核置换三维有限元几何模型.各组件在ANSYS 11.0转化成体单元网格.L4和L5体单元网格导回Mimics根据灰度值进行材质分配.余组件直接定义材料参数.在ANSYS用高级有限元装配技术,建立L4/5节段人工髓核置换三维有限元模型.主要观察指标:观察人工髓核置换后有限元模型的模拟单元,节点及构成组件.结果:建立了人工髓核置换后三维几何和有限元模型.人工髓核置换模型分为92 516个四面体单元,153 963个节点,由L4、5、纤维环、上下终板、7条韧带和人工髓核13个组件构成,由三维10节点SOLID92固体单元模拟.结论:通过64层螺旋CT扫描获得腰椎精确几何数据,Mimics通过基于阈值算法及参数化建模提供精确模型,利用灰度值赋材质,建立高仿真脊柱节段及人工髓核置换有限元模型.
关键词：人工髓核Mimics数字仿真CT图像有限元模型
分类号：R318(医用一般科学)
论文发表日期：2008-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 9401-9405 )
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