| 摘 要： | 目的建立成年人正常腰椎2-骨盆的三维有限元模型,并验证其有效性。方法选择24岁男性志愿者1例,自腰椎1至骨盆水平进行薄层CT扫描,获得577幅水平截图。将扫描的数据资料导入到Mimics软件中,通过阈值划分、区域增长、蒙版编辑等处理后生成三维表面模型。再导入Solid Works逆向工程软件构建实体模型,再导入到Hyper Mesh软件中划分四面体网格,按照解剖部位和形态建立终板、纤维环、髓核及椎体前后的韧带和骨盆周围韧带,以及上下关节突软骨、骶髂关节软骨、耻骨联合部软骨。参照既往文献数据,对模型进行赋值,用Abaqus软件分析。结果建立了腰椎2-骨盆的三维有限元模型,在约束臼顶,腰椎2椎体上缘施加1 000 N的轴向载荷后,腰椎5椎体上缘参考点的位移值为1.813 mm,腰椎5椎体上缘最大应力值为19.139 MPa,轴向压缩刚度为551.572 N/mm。施加7 N·m的弯曲载荷时,模型在前屈、后伸、右侧屈、左侧屈、右旋转、左旋转工况下角位移分布为5.641 15°、5.568 84°、2.101 90°、2.103 57°、2.186 61°、1.426 59°,平均轴向扭转刚度为4.05 N·m/(°)。测试结果与文献结果相当。结论建立的正常人体腰椎2-骨盆的三维有限元模型,精确度及准确度均较高,受力情况与实际情况相符合,可供下一步的研究。
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