腰椎-骨盆-髋关节有限元模型建立及生物力学分析
文鹏飞1
李亚宁2
路玉峰1
郝林杰1
王亚康1
马涛1
宋伟1
张育民1
1.西安交通大学附属红会医院,关节外科,陕西省西安市 7100542.西安交通大学附属红会医院,影像科,陕西省西安市 710054
摘要：背景:髋腰疾病的发病率不断增加,给临床治疗带来一定的挑战,需要完善的腰椎-骨盆-髋关节模型以分析其生物力学特点.目的:建立正常成人腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型进行生物力学分析,为研究髋腰疾病和相关手术治疗提供实验依据和参考.方法:获取正常成人CT数据,利用Mimics、Geomagic、Hypermesh、Abaqus等软件构建正常的腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型,将所得模型进行各个工况分析,得到椎体活动度、椎间盘及股骨头应力分布进行模型有效性验证.之后进一步构建坐位模型,比较分析站立位和坐位2种姿势下的生物力学分布特点和变化趋势.结果 与结论:①成功建立了正常成人腰椎-骨盆-髋关节三维有限元模型;②构建的模型在各工况分析中结果均在既往文献数据的参考范围内,确认模型有效,可进一步用于后续的实验研究;③从站立位到坐位姿势变化后,L4-L5及L5-S1椎间盘的应力呈上升趋势,其中L5-S1应力变化最明显;对于髋关节应力分布而言,在站立位时,应力在髋臼的前、上、后3个方向都有分布,而在坐位时应力则主要集中在髋臼前部.
关键词：腰椎骨盆髋关节韧带有限元生物力学应力数字模型
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R684(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
资助基金：陕西省重点研发计划项目(2022SF?237)
论文发表日期：2023-12-21
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：6( 5741-5746 )
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