颈椎后纵韧带骨化生理曲度异常生物力学分析

马五艳; 李辉; 王改梅

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颈椎后纵韧带骨化生理曲度异常生物力学分析

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目的通过计算生理曲度异常的颈椎后纵韧带骨化生物力学特性,并与正常曲度颈椎生物力学进行比较,探讨颈椎不同曲度对生物力学的影响。方法选择临汾市人民医院脊柱外科一名颈椎后纵韧带骨化的住院患者,将279张颈椎CT扫描DICOM格式图像导入Mimics建模软件,构建STL格式初步三维模型,利用Geomagic Studio 2013软件精修细化功能对三维模型进行光滑、消除噪点,并生成曲面模型,添加韧带、椎间盘,模拟小关节,然后导入有限元分析软件Ansys workbench 15.0,进行网格划分、赋予材料属性,固定C_(7)椎体,在C_(1)椎体加载载荷,并模拟6种颈椎活动,利用Ansys软件计算颈椎各部分应力,并将计算结果与正常曲度颈椎应力进行对比。结果共建立包含7个颈椎椎体、5个椎间盘和韧带等结构,共计324325个节点,149329个单元。以前屈工况为例,颈椎生理曲度变直有限元模型C_(2)-C_(6)节段的椎间盘应力分别为1.60,1.28,0.53,0.70 MPa,生理曲度正常颈椎有限元模型C_(2)-C_(6)四个椎间盘应力为0.81,0.69,0.66,0.54 MPa。生理曲度异常模型与正常模型相比,差异最大的为C_(2)-C_(3)、C_(3)-C_(4)椎间盘应力;在小关节关节面应力分布中,生理曲度变直模型应力集中在C_(2)-C_(4)节段关节面,应力值远高于C_(4)-C_(7)关节面应力,与生理曲度正常模型相比,应力差距也集中在C_(2)-C_(4)节段关节面。结论本研究颈椎生理曲度变直有限元模型应力集中在颈椎上半部分,与生理曲度正常的模型应力相比较,曲度变直模型因椎间盘、小关节应力集中,可能会引起颈椎退变加快、压迫周围组织从而产生临床症状。

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来源
《山西医科大学学报》 |2022年第4期|495-500|共6页
作者
马五艳; 李辉; 王改梅;
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作者单位

临汾市人民医院磁共振室;

临汾市人民医院心脏大血管外科;

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正文语种 chi
中图分类脊柱及背疾病;
关键词
颈椎; 生理曲度; 有限元分析; 矢状面参数; 生物力学;

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