文章目录

0引言Introdution

1 材料和方法Materials and methods

1.1 设计

1.2 时间及地点

1.3 材料

1.4 实验方法

    1.4.1 椎体提取及椎间盘的建立

    1.4.2 三种椎体材料属性赋予方法

    1.4.3 椎间盘材料属性赋予

    1.4.4 韧带设置及材料属性赋予

    1.4.5 外部载荷加载设置

1.5 主要观察指标

2 结果Results

2.1 轴向加载验证及椎体应力应变情况

2.2 不同工况下各组椎体应力应变情况

    2.2.1 前屈、后伸工况应力应变情况

    2.2.2 侧弯工况下应力应变情况

    2.2.3 旋转工况应力分布

2.3 不同工况下各组椎体偏转角度及均方根误差分析

2.4 不同工况下椎体最大应力情况

3 讨论Discussion

文章摘要:背景:人体骨骼具有非线性强、骨质分布不均匀等特点,不同的弹性模量赋值导致静力学结果差异性大。目的:分析3种材料属性赋予方法在椎体数值模拟分析中的差异性。方法:基于逆向工程原理,通过图像分割建立腰椎L4、L5及椎间盘模型,对椎体模型赋予3种材料属性:（1）灰度值赋值:通过Mimics利用灰度值进行梯度赋值;（2）均质及灰度值混合赋值:对椎体前端皮质骨进行单一弹性模量赋予,对前端松质骨及后端椎弓根、横突、棘突等利用灰度值进行赋予;（3）皮质骨及松质骨赋值:采用皮质骨及松质骨两种弹性模量。对3种赋值方法下的有限元模型进行轴向载荷100-500 N加载,以及分别施加2,4,6,8,10 N·m的弯矩模拟椎体进行前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转。结果与结论:不同工况加载下的椎体轴向位移及偏转角度有明显差异,均方根误差分析显示,灰度值赋值法相比于其他两种方法更接近于真实实验数据,不会在材料赋值交界处产生明显的应力阶跃现象,以及不会产生明显的应力集中现象,更符合椎体的力学性质,从而可以更准确地进行脊柱生物力学分析。

文章关键词:

论文分类号:R687.3;R318.08