腰椎运动节段流固耦合有限元模型的建立与验证
陈浩1
于晓华2
华国军1
胡一平3
樊嵘3
1.江苏大学临床医学院,江苏省镇江市,2120012.解放军第一○一医院南京军区军事训练医学研究所,江苏省无锡市,2140443.解放军第一○一医院骨科,江苏省无锡市,214044
摘要：背景:传统的脊柱生物力学体外实验难以取得椎间盘液体相关的力学性能数据,国外可见多孔弹性有限元模型用于腰椎的固液二相性的研究,然而国内罕见相关报道.目的:利用ANSYS12.1有限元分析软件,建立腰椎运动节段流固耦合有限元模型,旨在推动有限元分析技术在脊柱生物力学方面的广泛应用.方法:对1名健康男性志愿者进行L4～5运动节段的螺旋CT扫描成像,利用医学图像处理软件Mimics10.01对其进行预处理,再利用逆向工程软件Geomagic9 0对模型进行NURBS曲面重构,然后导入有限元软件ANSYS12.1重建椎体皮质骨、松质骨、纤维环和髓核等结构,最后通过划分网格、定义材料属性、定义接触、加载求解等操作建立了腰椎运动节段流固耦合三维有限元模型,并将椎间盘高度随时间变化的数据与文献数据进行比较,以验证模型的有效性.结果与结论:建立了L4～5运动节段的流固耦合有限元模型,模型的总节点数210 718个,总单元数85 973个.将本模型所测得的椎间盘高度数据与文献数据进行比较,结果基本一致.腰椎流固耦合有限元模型更加符合人体的生物力学特点.
关键词：腰椎生物力学多孔介质流固耦合有限元模型
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：南京军区十一五医学科研重点课题(06Z07)
论文发表日期：2010-01-01
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：4( 9706-9709 )
英文信息