上颈椎有限元模型的建立及分析,以10岁儿童为例
本文选题:上颈椎 切入点:有限元分析 出处:《基因组学与应用生物学》2017年08期 论文类型:期刊论文
【摘要】:本研究以一名10岁龄男童颈椎CT DICOM数据包为例,将数据导入MIMICS进行图像分割处理,得到优化的硬组织表面模型,再导入有限元前处理软件Hypermesh行颈椎C_0~C_2各部分网格的划分、建立颈椎韧带模型并对各部分赋材质、单元属性,建立了颈椎C_0~C_2有限元整体模型,最后导入有限元软件ANSYS14.0中行载荷计算和结论分析。进一步在模拟生理载荷下(颅底垂直加载30 N预压力,1.0 Nm力矩)测定上颈椎模型各节段(C_0~C_1,C_1~C_2)的前屈、后伸、侧屈、旋转的三维运动范围,将所得结论与文献结论进行对比,验证所建模型的有效性。研究表明,本研究成功建立了一个外观逼真的儿童上颈椎有限元模型,模拟生理载荷并测量出上颈椎各节段角位移量,较好的通过了有效性的验证,我们所建立的儿童上颈椎有限元模型几何相似性较好,对进一步用来进行生物力学研究具有重要的参考价值。
[Abstract]:In this study, a 10-year-old boy's cervical CT DICOM packet was used as an example, the data was imported into MIMICS for image segmentation, and the optimized hard tissue surface model was obtained, and then the finite element pre-processing software Hypermesh was introduced to divide the cervical spine Che _ 0 / C _ 2 mesh. The cervical vertebrae ligament model was established, and the whole finite element model of cervical vertebrae C _ 0 / C _ 2 was established by assigning material and element attribute to each part. Finally, the line load calculation and conclusion analysis were introduced into the finite element software ANSYS14.0. The forward flexion, extension and lateral flexion of each segment of the upper cervical vertebra model were measured under simulated physiological load (30N prepressure and 1.0 Nm torque) of the upper cervical vertebra model. The three-dimensional motion range of rotation was compared with the results of literature to verify the validity of the proposed model. The results showed that a realistic finite element model of upper cervical vertebrae was successfully established in this study. Simulating the physiological load and measuring the angular displacement of the upper cervical vertebrae, the validity of the finite element model of the upper cervical vertebrae is verified, and the geometric similarity of the finite element model of the upper cervical vertebrae is good. It has important reference value for further biomechanical research.
【作者单位】: 内蒙古自治区人民医院骨创伤科;
【基金】:内蒙古自治区人民医院资助
【分类号】:R318.01;R726.8
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本文编号:1622483
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