PELD治疗腰椎间盘突出症术后三维有限元分析研究
发布时间：2021-04-04 22:31
目的:建立L35三维有限元模型,分析不同术式在椎间盘摘除后对脊柱力学分布的影响。方法:选一名既往无脊柱疾病史的男性志愿者,收集腰椎CT数据构建有限元模型并验证有效性。在L3/L5脊柱正常模型Ⅰ的基础上建立L4/5阶段单开窗髓核摘除手术模型Ⅱ,MED（椎间盘镜）手术模型Ⅲ,PELD（椎间孔镜侧路）手术模型Ⅳ,关节突关节切除术模型Ⅴ。给予特定加载条件,分析模型在垂直、前屈、后伸、左右侧曲、左右旋转7种工况下L4/L5阶段脊柱、椎间盘和左右关节软骨应力分布及腰4椎体位移。结果:建立的模型有效。从腰4-5椎间盘等效应力分布看,模型Ⅳ应力集中最小。从腰4椎体等效应力分布看,模型Ⅳ在垂直左倾大于模型Ⅲ,在垂直右倾仅次于模型Ⅴ外,其它都接近模型Ⅰ。从腰4椎体左侧关节软骨等效应力分布看,模型Ⅳ和Ⅲ的应力分布基本接近模型Ⅰ。从腰4椎体右侧关节软骨等效应力分布看,模型Ⅲ、Ⅳ术后早期避免左右旋转活动,而模型Ⅲ和Ⅴ避免左右侧倾活动。从腰4椎体位移分布看,关节突关节切除多易发生位移而不稳,模型Ⅲ和Ⅳ在手术模型中具有更好的优势,二者无差异。结论:后路椎板减压面积范围越小,对脊柱稳定性的影响越...
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage
新疆医科大学硕士学位论文7打开GeomagicStudio2013软件，接入已建立好的保存为stl格式的文件，对模型进行平滑处理，消除尖锐面，更有助于后期有限元模型的构建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在计算机（图3）。图1CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage图2初步椎体三维模型图3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎间盘及韧带模型的建立椎间盘和韧带是通过解剖结构来构建的，在UnigraphicsNX8.5三维设计软件中，确定韧带的起止点，设定韧带的宽度，经过扫掠得到韧带的三维模型，在椎体之间绘制纤维环和髓核的外形，通过拉伸得到模型实体，使用布尔运算得到椎间盘模型。2.4.5模型的网格划分和材料参数将模型导入有限元分析软件Ansysworkbench19.2中，根据不同的材料选择不同单位尺寸的精度进行网格划分，采用四面体十节点的方法划分，并给实验模型不同材料赋予不同的属性,并通过此软件，可以方便的对脊柱的模型进行力学加载、约束，得出想要的结果。2.4.6实验条件假设及边界条件本实验中，假设所有用到的骨骼结构，韧带，关节都是均质、连续且各向同
新疆医科大学硕士学位论文7打开GeomagicStudio2013软件，接入已建立好的保存为stl格式的文件，对模型进行平滑处理，消除尖锐面，更有助于后期有限元模型的构建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在计算机（图3）。图1CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage图2初步椎体三维模型图3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎间盘及韧带模型的建立椎间盘和韧带是通过解剖结构来构建的，在UnigraphicsNX8.5三维设计软件中，确定韧带的起止点，设定韧带的宽度，经过扫掠得到韧带的三维模型，在椎体之间绘制纤维环和髓核的外形，通过拉伸得到模型实体，使用布尔运算得到椎间盘模型。2.4.5模型的网格划分和材料参数将模型导入有限元分析软件Ansysworkbench19.2中，根据不同的材料选择不同单位尺寸的精度进行网格划分，采用四面体十节点的方法划分，并给实验模型不同材料赋予不同的属性,并通过此软件，可以方便的对脊柱的模型进行力学加载、约束，得出想要的结果。2.4.6实验条件假设及边界条件本实验中，假设所有用到的骨骼结构，韧带，关节都是均质、连续且各向同
【参考文献】：
期刊论文
[1]俯卧位牵引配合核心肌群锻炼治疗腰椎间盘突出症效果观察[J]. 王浩. 实用医技杂志. 2019(06)
[2]腰椎椎间孔成形幅度对关节突关节应力变化的有限元分析[J]. 阮朝阳,何永清,曾强华,朱群威,付强. 脊柱外科杂志. 2017(06)
[3]模拟肌肉在腰椎撞击伤中作用的生物力学研究[J]. 彭浩,黄文华. 中华生物医学工程杂志. 2017 (02)
[4]腰椎后外侧融合椎弓根钉对相邻节段椎间盘影响的三维有限元分析[J]. 黄宇峰,潘福敏,赵卫东,巴兆玉,马敏,吴德升. 脊柱外科杂志. 2016(06)
[5]激素诱导去势后绵羊骨质疏松动物模型的椎体微观结构观察及力学性能研究[J]. 崔轶,李军,陆声,王毅,何晓清,徐永清. 中国骨质疏松杂志. 2016(07)
[6]MED治疗腰椎间盘突出症术后三维有限元分析研究[J]. 陶伟伟,鲍军平,洪鑫,吴小涛. 中国矫形外科杂志. 2014(21)
[7]经皮侧后路腰椎间孔成形与经椎间孔完全内镜下腰椎间盘摘除术[J]. 李振宙,侯树勋. 中国骨与关节杂志. 2014(08)
[8]纤维环缝合对腰椎稳定性及椎间盘内压力影响的研究[J]. 杨洋,尹晓红,余将明,杨成伟,邓国英,程自申,叶晓健. 中国矫形外科杂志. 2014(13)
[9]新型个体化三维矫形胸腰骶气囊支具的有限元研究[J]. 范建平,王传锋,魏显招,易红蕾,李志鲲,陈自强,白玉树,朱晓东,李明. 脊柱外科杂志. 2013(06)
[10]齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型影响的有限元分析[J]. 王小平,梁真娇,杨芳梅,袁月环,屠玉民,邓志成. 脊柱外科杂志. 2013(05)
博士论文
[1]Lenke 2型特发性脊柱侧凸有限元建模及三维矫形手术的有限元模拟研究[D]. 刘祥胜.第二军医大学 2012
硕士论文
[1]强直性脊柱后凸截骨手术治疗中截骨节段选择的有限元分析[D]. 李栎.新疆医科大学 2019
[2]脊柱后路单侧融合固定对不同月龄幼兔脊柱生长发育影响的实验研究[D]. 杨永焱.河北医科大学 2007
本文编号：3118607
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage
新疆医科大学硕士学位论文7打开GeomagicStudio2013软件，接入已建立好的保存为stl格式的文件，对模型进行平滑处理，消除尖锐面，更有助于后期有限元模型的构建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在计算机（图3）。图1CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage图2初步椎体三维模型图3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎间盘及韧带模型的建立椎间盘和韧带是通过解剖结构来构建的，在UnigraphicsNX8.5三维设计软件中，确定韧带的起止点，设定韧带的宽度，经过扫掠得到韧带的三维模型，在椎体之间绘制纤维环和髓核的外形，通过拉伸得到模型实体，使用布尔运算得到椎间盘模型。2.4.5模型的网格划分和材料参数将模型导入有限元分析软件Ansysworkbench19.2中，根据不同的材料选择不同单位尺寸的精度进行网格划分，采用四面体十节点的方法划分，并给实验模型不同材料赋予不同的属性,并通过此软件，可以方便的对脊柱的模型进行力学加载、约束，得出想要的结果。2.4.6实验条件假设及边界条件本实验中，假设所有用到的骨骼结构，韧带，关节都是均质、连续且各向同
新疆医科大学硕士学位论文7打开GeomagicStudio2013软件，接入已建立好的保存为stl格式的文件，对模型进行平滑处理，消除尖锐面，更有助于后期有限元模型的构建。建立NURBS曲面，用iges形式保存在计算机（图3）。图1CT断层图像的三维重建Fig13DreconstructionofCTimage图2初步椎体三维模型图3曲面模型Fig2Preliminary3DmodelofvertebralbodyFig3Surfacemodel2.4.4椎间盘及韧带模型的建立椎间盘和韧带是通过解剖结构来构建的，在UnigraphicsNX8.5三维设计软件中，确定韧带的起止点，设定韧带的宽度，经过扫掠得到韧带的三维模型，在椎体之间绘制纤维环和髓核的外形，通过拉伸得到模型实体，使用布尔运算得到椎间盘模型。2.4.5模型的网格划分和材料参数将模型导入有限元分析软件Ansysworkbench19.2中，根据不同的材料选择不同单位尺寸的精度进行网格划分，采用四面体十节点的方法划分，并给实验模型不同材料赋予不同的属性,并通过此软件，可以方便的对脊柱的模型进行力学加载、约束，得出想要的结果。2.4.6实验条件假设及边界条件本实验中，假设所有用到的骨骼结构，韧带，关节都是均质、连续且各向同
【参考文献】：
期刊论文
[1]俯卧位牵引配合核心肌群锻炼治疗腰椎间盘突出症效果观察[J]. 王浩. 实用医技杂志. 2019(06)
[2]腰椎椎间孔成形幅度对关节突关节应力变化的有限元分析[J]. 阮朝阳,何永清,曾强华,朱群威,付强. 脊柱外科杂志. 2017(06)
[3]模拟肌肉在腰椎撞击伤中作用的生物力学研究[J]. 彭浩,黄文华. 中华生物医学工程杂志. 2017 (02)
[4]腰椎后外侧融合椎弓根钉对相邻节段椎间盘影响的三维有限元分析[J]. 黄宇峰,潘福敏,赵卫东,巴兆玉,马敏,吴德升. 脊柱外科杂志. 2016(06)
[5]激素诱导去势后绵羊骨质疏松动物模型的椎体微观结构观察及力学性能研究[J]. 崔轶,李军,陆声,王毅,何晓清,徐永清. 中国骨质疏松杂志. 2016(07)
[6]MED治疗腰椎间盘突出症术后三维有限元分析研究[J]. 陶伟伟,鲍军平,洪鑫,吴小涛. 中国矫形外科杂志. 2014(21)
[7]经皮侧后路腰椎间孔成形与经椎间孔完全内镜下腰椎间盘摘除术[J]. 李振宙,侯树勋. 中国骨与关节杂志. 2014(08)
[8]纤维环缝合对腰椎稳定性及椎间盘内压力影响的研究[J]. 杨洋,尹晓红,余将明,杨成伟,邓国英,程自申,叶晓健. 中国矫形外科杂志. 2014(13)
[9]新型个体化三维矫形胸腰骶气囊支具的有限元研究[J]. 范建平,王传锋,魏显招,易红蕾,李志鲲,陈自强,白玉树,朱晓东,李明. 脊柱外科杂志. 2013(06)
[10]齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型影响的有限元分析[J]. 王小平,梁真娇,杨芳梅,袁月环,屠玉民,邓志成. 脊柱外科杂志. 2013(05)
博士论文
[1]Lenke 2型特发性脊柱侧凸有限元建模及三维矫形手术的有限元模拟研究[D]. 刘祥胜.第二军医大学 2012
硕士论文
[1]强直性脊柱后凸截骨手术治疗中截骨节段选择的有限元分析[D]. 李栎.新疆医科大学 2019
[2]脊柱后路单侧融合固定对不同月龄幼兔脊柱生长发育影响的实验研究[D]. 杨永焱.河北医科大学 2007
本文编号：3118607
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