寰枢关节带椎动脉有限元建模及牵引治疗模拟

发布时间：2017-10-22 10:15

  本文关键词：寰枢关节带椎动脉有限元建模及牵引治疗模拟

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【摘要】：目的：1、建立寰枢关节带椎动脉有限元模型，并验证。 2、研究寰枢关节各向运动时寰枢关节各部位的应力分布。 3、研究寰枢关节旋转运动对椎动脉第2、4弯曲的形态影响。 4、通过此模型进行临床牵引治疗模拟，观察寰枢关节各部位的应力分布及预期危害性。 方法：从我院PACS数据库头颈部CTA数据中，寰枢关节及双侧椎动脉未见明显异常的检查者作为研究对象，且要求体位标准、图像清晰、椎动脉显示清楚、并排除颈部疾病。图像以DICOM格式保存，将其导入Mimics软件中建立表面几何模型，将几何模型在Geomagic Studio软件中进行网格优化处理，优化后的模型导入Hypermesh中进行体网格及单元划分，生成三维实体，最后实体模型通过Abaqus软件给予材料赋值，生成寰枢关节有限元模型，对其设定边界条件、施加载荷、提交运算，最后观察运算结果。 结果：1、成功建立寰枢关节带椎动脉的有限元模型，模型与三维CT图像一致，模型在5N、2N、0.5N载荷下旋转角度依次为19.5°、8.9°、2.5°，寰椎外侧关节面第874号节点位移依次为22.1mm、8.9mm、2.2mm，寰椎后弓应力值依次为3100-4200N/mm2、500-1000N/mm2、200-400N/mm2。 2、模型在5N力载荷下前屈、后伸、侧屈、旋转运动时寰椎后弓应力集中现象明显，各向运动时寰椎后弓与两侧块连接部应力值分别为前屈4500-5500N/mm2，后伸4300-5400N/mm2，侧屈7000-10000N/mm2，旋转3100-4200N/mm2。各椎体横突因无明显应力作用，应力值接近为零。 3、左、右侧椎动脉第2弯曲宽度在左、右旋转位及中立位时分别为7.6mm、8.0mm、7.5mm，7.6mm、7.3mm、7.1mm；左、右侧椎动脉第2弯曲高度在左、右旋转位及中立位时分别为3.7mm、3.2mm、3.8mm，4.8mm、5.3mm、5.5mm；左、右侧椎动脉第4弯曲宽度在左、右旋转位及中立位时分别为10.2mm、10.1mm、10.3mm，9.0mm、9.2mm、9.2mm；左、右侧椎动脉第4弯曲高度在左、右旋转位及中立位时分别为4.2mm、4.1mm、4.2mm，3.9mm、4.0mm、3.9mm。左、右椎动脉倾角在左、右旋转位及中立位时分别为-17.7°、+16.9°、-2.9°，+3.8°、-29.3°、-13.1°。 4、模型在施以5N牵引力时，寰椎前后弓、枢椎齿突、枢椎椎弓根在前屈30°、15°、中立位、后伸15°、30°时的应力值分别为2500-4000N/mm2、1000-2000N/mm2、600-1200N/mm2、800-1100N/mm2、900-1200N/mm2，6000-9000N/mm2、1500-2500N/mm2、2000-3000N/mm2、4700-6500N/mm2、5000-8000N/mm2，4000-7000N/mm2、1800-3000N/mm2、1200-1800N/mm2、200-700N/mm2、1200-1700N/mm2，5500-7000N/mm2、1200-2000N/mm2、1100-1600N/mm2、3500-4800N/mm2、4500-7000N/mm2。模型在施以2N牵引力时，寰椎前后弓、枢椎齿突、枢椎椎弓根在前屈30°、15°、中立位、后伸15°、30°时的应力值分别为600-1000N/mm2、500-800N/mm2、400-700N/mm2、200-600N/mm2、300-700N/mm2，1500-3000N/mm2、600-1300N/mm2、500-1000N/mm2、1600-2500N/mm2、2000-3300N/mm2，1300-1800N/mm2、700-1200N/mm2、500-800N/mm2、150-500N/mm2、200-700N/mm2，1200-2000N/mm2、500-800N/mm2、400-700N/mm2、1300-2000N/mm2、1800-2800N/mm2。 结论：1、基于CTA数据，寰枢关节带椎动脉的有限元模型外观逼真，几何相似性好，，可应用于生物力学模拟研究。 2、寰枢关节在各向运动时应力集中在寰椎后弓，尤其为后弓与两侧块连接部，相当于椎动脉沟处。 3、寰枢关节旋转运动可导致椎动脉倾角增大、椎动脉第2弯曲变形，可能影响椎动脉血流。 4、寰枢关节牵引治疗随牵引重量及牵引角度增加各部位应力值随之增加；应力最大区域在寰椎后弓，临床牵引时可能导致其受损。
【关键词】：有限元建模 寰枢关节 椎动脉 牵引治疗
【学位授予单位】：福建医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.01;R681.55;R816.8
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 引言9-13
• 一、材料13
• 二、实验方法13-19
• 三、结果19-35
• 四、讨论35-40
• 五、结论40-41
• 参考文献41-44
• 致谢44-45
• 综述45-53
• 参考文献50-53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曲德伟,郭京丽,李幼琼,田勇,刘敏;寰枢正中关节及相应平面椎管的断层解剖研究[J];长春中医学院学报;2004年01期

2 高先杰;;仰卧药枕牵引治疗颈椎病385例临床观察[J];四川中医;2007年12期

3 张渭源;大重量牵引结合手法治疗颈椎病77例[J];上海中医药杂志;1993年04期

4 张锦明,陆明,卢宇;颈椎牵引角度对神经根型颈椎病疗效的影响[J];现代康复;1999年12期

5 段少银;叶锋;康江河;;CT三维成像观察寰枢关节功能位解剖(英文)[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年04期

6 高能;王维佳;;有限元法在颈椎病牵引治疗研究中的应用[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年04期

7 张增叶,李振海,吴立民;不同间隔时间牵引治疗颈椎病疗效观察[J];现代康复;1999年03期

8 杨利学;酒涛;刘智斌;谭龙旺;孙智平;李智斌;;角度牵引下不同时间与重量对颈椎病疗效影响的临床研究[J];现代中医药;2009年03期

9 李勇;李振宇;鲁尧;王伶莉;;不同角度牵引治疗颈椎病的力学效果分析研究[J];中国中医骨伤科杂志;2008年09期

10 李雪迎,王春明,殷秀珍,黄永禧,徐本华;颈椎牵引过程的三维有限元分析[J];中华理疗杂志;1999年06期

本文编号：1077919