颈椎牵引新设备的研究及全颈椎模型的建立与仿真

发布时间：2020-04-01 23:59

【摘要】：目前,由于手机和电脑的普及,工作的日益忙碌,大学生和白领等人群患颈椎病的人数正在逐年上升,颈椎病正在一步步威胁人们的健康。颈椎牵引是目前颈椎病预防及前期治疗最普遍的方法。但目前颈椎牵引三要素的标准还没有制定,由于牵引设备力的传导不足、牵引角度没有沿着颈椎轴向,导致真正作用到患者颈椎椎骨的牵引力少之又少,主治医生的经验很大程度上决定了治疗的效果。本文设计开发了一种新型的颈椎牵引治疗设备,介绍了其整体结构及工作原理。通过查阅大量文献,结合临床上各型颈椎病的症状,确定了该牵引设备的多功能分型治疗方案。根据本设备的治疗方式,建立了带颅骨的全颈椎模型。通过软件Mimics 17读取DICOM格式连续断层扫描数据的颈椎CT图片数据,建立全颈椎面网格模型。在逆向工程软件Geomagic Studio13中利用“搭桥法”建立与椎骨紧密贴合的椎间盘模型,同时将颅骨、颈椎椎骨、椎间盘转化为CAD实体模型,建立实体CAD全颈椎模型。然后将模型导入到Hypermesh13软件中,用1D梁单元来模拟韧带模型,并将模型进行网格划分赋予单元属性。将模型导入到Ansys中建立全颈椎三维有限元模型,并对模型的有效性进行了验证。依据本设备的治疗方式,本研究在有限元模型上添加相应的牵引力和牵引角度进行仿真,并得出颈椎间盘在前-左-后-右四个方位牵引的过程中,其Z轴方向的轴向变形和最大应变呈现由小变大再变小的规律。本文设计开发了颈椎牵引设备,建立了相应的全颈椎三维有限元模型并进行了仿真分析。该设备能够提供多方位成角度牵引,且对不同的颈椎病可进行分型治疗。利用全颈椎有限元模型仿真分析得到的数据及椎间盘内部应力应变变化规律能够为本设备及临床治疗提供理论依据和指导。本研究可以为牵引设备的改进提供参考,对不同的颈椎病提供针对性牵引治疗方案。
【图文】：

1 引言图 1.1）有门悬式颈椎牵引架，，如图（a），和头悬式颈椎牵引椅，如图（b）；2.卧位牵引法－头悬式颈椎牵引床，如图 1.2；3.充气式支架牵引法－便携式充气颈椎牵引器，如图 1.3；4.携带式牵引－珑抬头颈椎牵引器，如图 1.4；5.后期改良的自动颈椎牵引装置可以适应颈椎曲度变化，维持其生理曲度，但也存在着牵引角度单一、控制精度不高等问题，如图 1.5。

头悬式颈椎牵引床
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH77

【参考文献】

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本文编号：2611142