骨质疏松性椎体压缩骨折的断裂荷载及植入物治疗的仿真分析

发布时间：2020-12-29 08:49

　　骨质疏松性椎体压缩骨折作为一种常见的骨科系统疾病,已经极大地影响了患者的正常生活,也加重了患者家庭和社会的负担。本文从断裂荷载和植入物对椎体的生物力学影响两个角度对骨质疏松性椎体压缩骨折进行了研究。目前对骨质疏松椎体的断裂荷载研究仅局限于分析固定骨质疏松程度的椎体,然而不同骨质疏松椎体具有不同的骨质疏松程度。因此,本文研究了不同骨质疏松程度下椎体的断裂荷载,以得出椎体的断裂荷载与骨密度的关系。将椎体皮质骨和松质骨的骨密度分别以3%和6%的比例逐级下降到正常骨密度的67%和34%,建立了12个不同骨质疏松程度的椎体L1有限元模型。向所建立的有限元模型施加轴向压缩荷载,计算得到椎体的断裂荷载和断裂位置。结果表明,椎体断裂位置位于椎体L1后缘,断裂荷载与椎体皮质骨和松质骨的骨密度满足指数函数关系,这可以为骨质疏松性椎体压缩骨折的预防提供理论指导。骨质疏松性椎体压缩骨折的常见治疗方法是椎体成形术,而针对椎体成形术临床上并没有统一的骨水泥剂量标准。因此,本文研究了骨水泥剂量对具有不同骨质疏松程度的椎体生物力学影响,以期为临床上骨水泥剂量的选择提供理论指导与临床建议。本文建立了12个骨质疏松的椎体... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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椎间盘及韧带[41]

上海交通大学硕士学位论文然后输出通用的 CAD 或者有限元数据格式。因此，本文将扫描得到的 CT Mimics10.01 软件中。首先设置坐标系确定方位，将骨组织灰度值的最低阈置为 225，并进行阈值分割。再使用边界读取、区域增长的方法分离软组织构，去掉离散的体素，建立胸腰椎骨骼的蒙版（Mask）。在建立腰椎骨骼蒙中，由于椎骨内的灰度值较低，在相应的蒙版中会出现孔洞，所以需要使ask”命令手动填充蒙版去除孔洞。最后，使用“calculate3D”命令生成胸腰椎模型，如图 2-3 所示，并以 STL 数据格式导出每节段椎体的皮质骨和松质

进行光滑、去毛刺等操作，从而能有效提高几何模型的质量。腰椎几何模型的 STL 数据文件导入 Geomagic Studio 12 中。如图 要对几何模型进行优化：将原始模型 4 倍细分，以减小面片尺寸并滑等操作引起的结构变形或信息丢失过多；再对模型进行整体平滑钉状物，以去除将曲面局部的尖点、杂点。然后进行曲面构建：探是否光顺，之后再抽取轮廓线，进一步构造出符合要求的曲面片；成光滑的 NURBS 曲面。将在 Geomagic 中建立的胸腰椎 Nurbs 曲式导出，即完成了胸腰椎几何模型的建立。a)光滑去毛刺后 b)轮廓线探测a) Smooth b) Detecting contour line


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