C4～C6颈椎有限元模型的建立和多点力学加载方法

背景:人体颈椎运动是多节段之间相互力学及位移关系的变化,建立多节段有限元模型及多点力学加载方法可以为颈椎生物力学研究提供高精度的模型和科学的计算分析方法。目的:建立人体C4~C6颈椎三维有限元模型,并在此基础上提出多点力学加载方法。方法:以正常人C4~C6颈椎CT图像作为数据源,利用Mimics10.0、Ansys11.0有限元分析软件建立三维有限元模型,对其进行多点力学加载测试,模拟生理状态时颈椎的轴向、屈曲、后伸、侧弯、扭转运动,分析各运动状态下C4~C6颈椎关节突和椎间盘的应力和位移改变。结果与结论:建立的C4~C6颈椎有限元模型几何形态逼真,重现了C4~C6颈椎节段解剖结构外形,整体显示直观,表面无过多简化,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性。应力Se、Sz在不同加载工况时,前屈/后伸>侧弯>轴向加载。轴向加载载荷明显小,导致应力位移水平低。提示应用正常人体原始资料构建的C4~C6颈椎有限元模型以及多点力学加载分析的方法科学有效,为颈椎的生物力学研究提供了高精度模型和科学的计算分析方法。     

正常人体下颈椎有限元模型的建立及验证

目的建立解剖结构较为精确的下颈椎三维有限元模型并验证其有效性。方法采用正常成人颈椎CT图像建立C4-C5-C6有限元模型。在屈伸、侧弯、轴向旋转加载条件下绘制模型的力矩-位移曲线,计算曲线在实验生物力学模型所建立的力矩-位移标准差范围中所占的百分比。结果和结论建立了正常颈椎C4-C5-C6节段有限元模型,力矩-位移曲线在标准差范围中所占的百分比平均为90%。     

建立正常人C_(2～7)的三维有限元模型

背景:随着计算机技术的发展,颈椎生物力学研究不再局限于动物或人体尸体实验,计算机模型可以进行更准确的生物力学研究.目的:存已有研究的基础上,建立人体C2～7三维有限元模型,以期为颈椎前路分节段减压融合的生物力学研究提供参考数据.方法:选择1名28岁健康男性志愿者为观察对象,无明显的颈椎病史,扫描前先拍摄颈椎正侧位、斜位、过伸过屈位X射线片以排除颈椎病变.首先根据志愿者CT扫描图片,采用计算机辅助设计数据处理技术,输入相关的材料特性,构建C2～7三维有限元模型.模型重建采用先进的Geomagics系统,可以准确模拟颈椎结构,有限元部分则采用广泛使用的ANSYS系统.其次在1.8 N·m作用力下,观察节段运动与力-位移反应,并与国外的实验结果对比,在前屈、后伸、侧弯和旋转等4种工况(载荷状态)下对模型进行验证.结果与结论:整个模型包括C2～7六个椎体、C2/3～6/7五个椎间盘以及后部结构与主要韧带,共有23 348个节点和215 749个单元.在模拟外力的作用下,模型前屈、后伸、侧弯和旋转工况下的颈椎活动度与以往实验模型结果数据基本吻合.提示所建立的颈椎有限元模型可以模拟颈椎生物力学实验,进行生物力学分析.     

Hangman骨折相关三维有限元模型的建立和验证

背景:目前有关上颈椎多节段有限元模型的相关文献很少,尚无建立Hangman骨折有限元模型的报道。目的:建立C2~4节段正常颈椎及不同程度Hangman骨折的三维有限元模型,并对各模型进行模拟及加载验证。方法:选择一健康成年男性志愿者进行C2~4节段CT扫描,以CT扫描图像为基础,在计算机工作站利用ANSYS等有限元分析软件,建立C2~4节段颈椎三维有限元模型,模型包括椎体和椎弓、椎间盘、韧带成分,在此模型基础上逐步模拟切断双侧C2椎弓峡部、切除C2~3前纵韧带和部分椎间盘的Hangman骨折模型,分别计算正常颈椎、不同Hangman骨折模型在模拟施加50N载荷下,C2~3,C3~4节段三维六自由度的角位移(ROM)。结果与结论:C2~3节段Hangman骨折加韧带椎间盘切除模型在各个方向上均较正常和固定模型ROM增大,在屈伸运动时增大最明显,而在旋转和侧屈时与正常标本相差不多。C3~4节段各组间的ROM相差不超过0.16°。各种三维有限元模型的位移和应力验证结果与实验生物力学结果基本相符,提示建立的三维有限元模型可以模拟颈椎生物力学实验。     

建立正常人C2～7的三维有限元模型

背景：随着计算机技术的发展,颈椎生物力学研究不再局限于动物或人体尸体实验,计算机模型可以进行更准确的生物力学研究。目的：在已有研究的基础上,建立人体C2～7三维有限元模型,以期为颈椎前路分节段减压融合的生物力学研究提供参考数据。方法：选择1名28岁健康男性志愿者为观察对象,无明显的颈椎病史,扫描前先拍摄颈椎正侧位、斜位、过伸过屈位X射线片以排除颈椎病变。首先根据志愿者CT扫描图片,采用计算机辅助设计数据处理技术,输入相关的材料特性,构建C2～7三维有限元模型。模型重建采用先进的Geomagics系统,可以准确模拟颈椎结构,有限元部分则采用广泛使用的ANSYS系统。其次在1.8N？m作用力下,观察节段运动与力-位移反应,并与国外的实验结果对比,在前屈、后伸、侧弯和旋转等4种工况（载荷状态）下对模型进行验证。结果与结论：整个模型包括C2～7六个椎体、C2/3～6/7五个椎间盘以及后部结构与主要韧带,共有23348个节点和215749个单元。在模拟外力的作用下,模型前屈、后伸、侧弯和旋转工况下的颈椎活动度与以往实验模型结果数据基本吻合。提示所建立的颈椎有限元模型可以模拟颈椎生物力学实验,进行生物力学分析。     

人工椎间盘置换对腰椎小关节应力影响的三维有限元分析

背景:近年来随着对脊柱生物力学研究的深入,人工椎间盘被认为是治疗腰椎退行性变较理想的方法,但目前对人工腰椎间盘的生物力学研究还非常有限.目的:建立腰椎运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型并进行生物力学分析,观察人工椎间盘置换对腰椎小关节应力的影响.方法:在已建立的正常腰椎运动节段三维有限元模型的基础上去除L4～5椎间盘、上下终板的有限元单元,加入SB-Chaite Ⅲ型人工椎间盘的有限元模型,保留L4～5椎间隙的纤维环及相关韧带,形成L4～5运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型.对三维有限元模型在垂直压缩、前屈、后伸、侧弯等不同载荷下进行生物力学分析,记录小关节的应力,并与正常运动节段三维有限元模型相应部位的应力进行对比.结果与结论:生物力学分析结果显示,人工椎间盘置换后:①垂直压缩时上下椎体、双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).②前屈、后伸时上下椎体前、后方及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).③侧弯时上下椎体左右两侧及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).提示人工腰椎间盘置换后小关节应力可保持在正常运动节段的水平,人工腰椎间盘置换可以达到腰椎生物力学性能重建的目的.     

腰椎滑脱不同融合术式的三维有限元研究

目的通过建立腰椎后路椎间（PLIF）和后外侧（PLF）两种融合术的三维有限元模型,比较并判断融合后融合节段的稳定性以椎弓根螺钉和融合器上的应力及椎体位移有无显著性差异。方法利用健康志愿者L1～L5CT扫描的DICOM数据,通过计算机软件重建腰椎模型,进行有限单元网格划分,在腰4／腰5间置入椎弓根钉内固定系统,然后分别在椎间置入融合器生成腰椎后路椎间融合术式三维有限元模型,在横突间植入自体骨生成腰椎后外侧融合术式三维有限元模型。通过对模型进行轴向加压、前屈,后伸、侧弯及轴向扭转五种加载方法进行实验。结果建立L4／L5腰椎滑脱模型及后路腰椎椎间融合及腰椎后外侧融合的有限元模型,①观察对模型分别施加轴向压缩、侧弯、前屈、后伸、旋转载荷,PLF应力多集中在椎弓根钉与钛棒连接处、PLIF内固定系统应力为Cage所分散,未见明显应力集中;②对比在五种载荷下两种不同内固定位移PLIF组均小于PLF,P〈0．05。结论①建立了L4／L5滑脱不同后路融合术式的三维有限元模型。②在前屈、后伸、压缩、侧弯及扭转载荷下,相比PLF,PLIF位移更小,证实椎体间融合的稳定性优于和椎弓根螺钉内固定加后外侧植骨融合;③PLF应力多集中在椎弓根钉与钛棒连接处、PLIF内固定系统应力为Cage所分散,未见明显应力集中。     

腰椎滑脱不同融合术式的三维有限元研究

目的通过建立腰椎后路椎间(PLIF)和后外侧(PLF)两种融合术的三维有限元模型,比较并判断融合后融合节段的稳定性以椎弓根螺钉和融合器上的应力及椎体位移有无显著性差异。方法利用健康志愿者L1～L5CT扫描的DICOM数据,通过计算机软件重建腰椎模型,进行有限单元网格划分,在腰4/腰5间置入椎弓根钉内固定系统,然后分别在椎间置入融合器生成腰椎后路椎间融合术式三维有限元模型,在横突间植入自体骨生成腰椎后外侧融合术式三维有限元模型。通过对模型进行轴向加压、前屈,后伸、侧弯及轴向扭转五种加载方法进行实验。结果建立L4/L5腰椎滑脱模型及后路腰椎椎间融合及腰椎后外侧融合的有限元模型,①观察对模型分别施加轴向压缩、侧弯、前屈、后伸、旋转载荷,PLF应力多集中在椎弓根钉与钛棒连接处、PLIF内固定系统应力为Cage所分散,未见明显应力集中;②对比在五种载荷下两种不同内固定位移PLIF组均小于PLF,P0.05。结论①建立了L4/L5滑脱不同后路融合术式的三维有限元模型。②在前屈、后伸、压缩、侧弯及扭转载荷下,相比PLF,PLIF位移更小,证实椎体间融合的稳定性优于和椎弓根螺钉内固定加后外侧植骨融合;③PLF应力多集中在椎弓根钉与钛棒连接处、PLIF内固定系统应力为Cage所分散,未见明显应力集中。     

人类腰段脊柱三维有限元模型的建立

目的为研究人类腰段脊柱生物力学,提供三维有限元含肌肉整体力学模型。方法通过对尸体腰段脊柱表面各节点的三维坐标值测量,运用超级空间有限元电算程序(SUPER-SAPⅤ)将腰段脊柱按空间有限离散的原则,在计算器上建立三维空间坐标系,仿真完整脊柱腰段力学模型。运用横截面积肌力计算法,测量尸体腰椎周围肌肉:腰大肌、腰方肌、竖脊肌、腹内外斜肌、腹横肌的解剖横断面积及其与腰段脊柱纵轴的中心数据值,求得力矩值。再根据力矩等价换算公式得出加载于模型体表各点的肌力值。通过对本模型重力及肌力的加载,使其更接近于正常人体腰段力学状态。结果建立L1～5脊柱三维有限元模型,形成8节点6面体单元496个,共1006个节点,按不同材料参数仿真脊柱各部结构,并仿真腰段活动进行加载。结论建立完整脊柱腰段三维有限元模型,能够分析脊柱前屈、后伸、侧屈、旋转等多种情况下各部的应力分布及位移量,以探讨腰段脊柱损伤应力的病理机制。     

人类腰段脊柱三维有限元模型的建立

目的 为研究人类腰段脊柱生物力学，提供三维有限元含肌肉整体力学模型。方法 通过对尸体腰段脊柱表面各节点的三维坐标值测量，运用超级空间有限远电算程序（SUPER－SAP Ⅴ）将腰段脊柱按空间有限离散的原则，在计算器上建立一维空间坐标系，仿真守整脊柱腰段力学模型，运用横截面积肌力计算法，测量尸体腰椎周围肌肉：腰大肌、腰方肌、竖脊肌、腹内外斜肌、腹横肌的解剖横断面积及其与腰段脊柱纵轴的中心数据值，求得力矩值，再根据力矩等价换算公式得出加载于模型体表各点的肌力值，通过对本模型重力及肌力的加戴，使其更接近于正常人体腰段力学状态。结果 建立L1－5脊柱三维有限元模型，形成8节点6面体单元496个，共1006个节点，按不同材料参数仿真脊柱各部结构，并仿真腰段活动进行加载。结论 建立完整脊柱腰段三维有限元模型，能够分析脊柱前屈、后伸、侧屈、旋转等多种情况下各部的应力分布及位移量，以探讨腰段脊柱损伤应力的病理机制。     

退变性脊柱侧弯的生物力学有限元分析☆

背景：脊柱在结构、形状、材料特性以及承受载荷方面都比较复杂,传统的生物力学方法不能完全解决这些特性问题。目的：探讨退变性脊柱侧弯椎间盘、关节突关节、椎体等的应力分布,为其发生、发展的生物力学机制提供依据。方法：基于退变性脊柱侧弯患者T12-S1上段连续的CT扫描图像,赋予模型特定的材料属性,建立完整、有效的退变性脊柱侧弯三维有限元模型。在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6种工况下对模型进行加载,计算和分析脊柱的活动度、椎间盘、椎体及关节突关节软骨的应力分布。结果与结论：退变性脊柱侧弯有限元模型比正常腰椎的活动度要小,椎间盘应力分布趋向于椎间盘的四周,后伸运动时各椎间盘应力最大,侧弯顶点椎体容易出现应力集中的情况,在旋转工况下关节突软骨的应力集中最明显,后伸工况下次之,尤其以侧弯顶点节段的关节突软骨影响最大。退变性脊柱侧弯侧弯顶点容易出现应力集中,后伸、旋转运动可加重退变性脊柱侧弯发展。     

中国数字人CT数据颈椎运动节段有限元模型的建立

背景：课题组前期实验已建立了数字人体多个部位的骨骼有限元力学模型,但如何能在保证模型收敛的情况下提高模型精度与有效性,有待进一步研究。目的：建立精确的数字力学人颈椎运动节段模型。方法：采用中国数字人男1号数据,使用经Materialise公司授权试用的MIMICS13.1医学图像重建软件进行三维有限元建模,其结果导入ABAQUS6.7有限元系统进行处理,观察试运行结果,对模型的有效性进行验证。结果与结论：在大型有限元软件ABAQUS6.7中调用颈椎运动节段三维模型的＂.lis＂文件,获得颈椎运动节段的有限元模型,此模型共有节点10465个,单元52752个,模型经验证有效。结果证实,实验成功建立了高度拟真的数字力学人颈椎运动节段有限元模型。     

颈枕部三维非线性有限元模型的有效性验证

背景：人体组织属性主要表现为非线性,颈枕部的生物力学特点更易受软组织材料属性变化的影响,因此建立非线性有限元模型与人体真实属性更接近. 目的：构建正常成人颈枕部三维非线性有限元模型并验证其有效性. 方法：利用MarConi MX8000多层螺旋CT对健康成人进行颅底-C3段扫描,获取二维图像.直接读入Dicom格式原始图像,图像分割,数据光顺,三维重建后生成颅底-C3节段脊柱三维实体模型;将此模型导入ScanFE模块,进行体网格划分;在ANSYS 10.0软件中直接导入以上三维模型,构建颅底-C3段内韧带单元,模拟韧带力-位移曲线,建立完成颅底-C3段的三维非线性有限元模型.垂直向下方向施加40 N预载荷,1.5 N？m力矩模拟前屈、后伸、侧屈及旋转运动,对比分析实验结果,判断模型应力分布与临床相符度. 结果与结论：构建的三维非线性有限元模型包括663551个单元,178247个节点.施加预载荷及1.5 N？m力矩后,寰枕关节运动范围为前屈13.3°、后伸11.9°、侧屈4.3°、旋转8.7°;寰枢关节运动范围为前屈15.5°、后伸12.6°,侧屈6.4°、旋转30.8°,与尸体标本实验结果相符.从整个模型的纵向应力分布看,在任何相对位置状态下,枢椎齿状突后方的应力均较高,后伸位时应力增高区域加大.上颈椎的应力主要集中于椎管周围,寰椎侧块两端及枢椎横突的应力则较小.对比研究发现,在不同相对工况下前屈、后伸、侧屈、旋转时C2-C3小关节应力均大于钩椎关节,颈枕部三维非线性有限元模型的应力分布特点符合临床实际情况.结果提示应用多层螺旋CT扫描得到的二维图像及simple ware、Ansys10.0软件,建立的颈枕部三维非线性有限元模型符合人体真实的运动规律,可以很好地模拟颈枕部的生物力学特性.     

颈椎动态稳定器置入非融合颈椎的生物力学分析

背景：颈椎动态稳定器的解剖型设计与正常椎间盘应具有相似的生物力学特点,其动态性设计具有轴向顺应性以及震荡吸收功能,而前缘倒齿嵌入上下椎体可获得足够的轴向稳定性。目的：比较颈椎前路融合内固定和颈椎动态稳定器置入非融合后颈椎相关生物力学指标变化。方法：将6具新鲜人C2～ C7颈段脊柱标本随机分为3组,在完整颈椎测试后分别行C5、6前路减压颈椎动态稳定器DCI置入,C5、6前路减压单纯Cage融合内固定,C5、6前路减压颈椎前路一体化钢板椎间融合器融合内固定。检测各组标本前屈、后伸、左右侧屈不同生理运动工况并施加2.0N·m纯力偶矩,颈椎标本C5～ 6上下邻近节段手术前后活动度大小。结果与结论：3种内固定后C5～ 6上下邻近节段较正常颈椎标本前屈、后伸和左右侧屈关节活动度值均有所增加,且表现出良好的即时稳定性,但颈椎动态稳定器置入组最接近正常值;3组间C5～ 6上下邻近节段关节活动度差异无显著性意义。表明颈椎动态稳定器置入后对邻近节段椎体活动度无明显影响或影响甚小,在一定程度上减小假体与其邻近椎体轴向应力,有效地维持颈椎活动。     

全颈椎有限元模型的建立与验证

背景:有限元分析作为数值计算中的一种离散化方法,具有实验时间短、费用少、对身体无任何破坏、力学性能测试全面及可重复实验等突出优点.以往研究多将其集中应用于腰椎模型,由于颈椎解剖结构及损伤机制复杂,稳定性差等原因,颈椎有限元模型研究不多,并且研究只局限于单椎体和运动节段.目的:建立更为真实、有效的全颈椎三维有限元模型,用于临床生物力学研究.方法:对1名既往无颈椎病史健康男性志愿者的颈椎进行CT扫描成像,应用CAD造型软件Solid-Works2003、HyperMesh软件和ANSYS11.0软件,采用四面体网格划分方法,对颈椎周围组织赋予不同的材料特性,引入接触理论和非线性结构计算方法,建立全颈椎有限元模型.在所建模型上加载模拟脊柱的前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转6种工况下的生理活动,并与生物力学实验数据进行对比.结果与结论:所建模型共有97 705个节点,372 896个单元.所建立模型在前屈/后伸、左右侧弯、左右旋转6种方向的运动范围,理论分析结果与生物力学实测数据高度一致.证实建立的全颈椎三维有限元模型细腻有效,具有良好的生物逼真度,可应用于临床生物力学分析.     

颈椎三维运动对关节突关节压力的作用

背景:颈椎关节突关节压力变化是颈椎生理运动中的一个重要环节,但目前缺少对颈椎生理载荷下关节突间接触压力的直接测量研究.目的:通过测量颈椎三维运动中关节突关节压力的变化,探讨关节突对颈椎应力分布和运动协调的作用.方法:6具成年男性新鲜尸体颈椎标本(C2～C7)作为测试对象,将预制的压敏片置于C3～4、C4～5和C6～7左侧关节突关节内.标本先给予75 N跟随载荷,再以持续加载模式加载力偶.屈伸和侧弯最大2.0 N·m载荷,轴向旋转最大4.0 N·m载荷,测量零力偶和最大力偶时的关节突关节内压力.结果与结论:零载荷时,C3～4、C4～5和C6～7左侧关节突分别承受75 N跟随载荷的20.6%,20.0%,21.3%.在运动加载后,完整颈椎在后伸、左侧弯和右旋时均表现为左侧关节突间压力明显增大(P<0.05);但前屈、右侧弯和左旋时左侧关节突间压力无明显改变.3个节段在各运动方向关节间压力变化无显著性差异(P>0.05).结果提示关节突关节内压力变化主要取决于关节突的角度和加载方向.颈椎关节突在传递分散颈椎应力和协调三维运动中发挥重要作用.     

颈椎后凸畸形山羊动物模型:力学失衡及异常应力

背景:颈椎后凸畸形发生的同时其生物力学行为也发生变化,但关于颈椎后凸畸形动物模型的生物力学研究少见文献报道.目的:分析颈椎后凸畸形山羊动物模型的生物力学变化.方法:通过外加因素,模拟颈椎后凸畸形的形成病因,构建颈椎后凸畸形山羊的动物模型,并对颈椎后凸畸形山羊和正常山羊的新鲜颈椎标本作生物力学的对比研究,测量其三维运动范围和弯曲刚度.结果与结论:与正常山羊颈椎标本比较,颈椎后凸畸形山羊后凸范围在C2-5,颈椎后凸畸形山羊在C2/3～C4/5节段的三维运动范围明显减小,而在C5/6节段此差距明显缩小,在C6/7节段基本无差别,甚至会略大于正常山羊颈椎三维运动范围,在屈伸、左右侧屈、左右旋转运动中,旋转运动下降最多,旋转活动基本被限制;颈椎后凸畸形山羊在C2/3～C4/5节段的弯曲刚度明显增大,而在C5/6和C6/7节段两者较接近.反映了在施加实验因素后,羊的颈椎出现了生物力学的改变,羊颈椎在出现后凸畸形后变得僵硬了.结果提示后颈椎后凸畸形形成后,后凸节段颈椎的力学失衡和异常应力的存在造成颈椎关节的异常融合,导致了颈椎生物力学特征的改变.     

建立人工腰椎间盘植入腰椎运动节段有限元模型及其应力分析

背景：目前临床所使用的人工椎间盘的结构、材料特性、生物学特性等与正常生理的椎间盘有着很大区别。目的：通过三维有限元的方法观察分析人工腰椎间盘在腰椎运动节段中的应力传导作用。设计：单一样本观察分析。单位：中山大学附属第三院骨科、附属第二医院骨科及南方医科大学生物力学实验室。对象：1例健康男性意外死亡的无任何脊柱疾患的脊柱标本及SB ChariteⅢ型人工椎间盘建立起脊柱运动节段的人工椎间盘植入有限元模型。方法：根据人工椎间盘的工业设计图，利用有限元软件MSC.MARK，建立人工腰椎间盘三维模型；取脊柱健康的腰椎运动节段尸体标本，用螺旋CT机对标本进行扫描，并把图像文件输入计算机保存，在ASC．MARK软件固有的三维坐标系中建立L4-5节段的几何模型。把L4-5运动节段模型中的椎间盘换成人工椎间盘，保持模型L5下终板固定，分别向标本施加4Nm的前屈、后伸、侧弯及扭转力矩，最后计算人工椎间盘代表结点的受力大小并记录应力的分布。主要观察指标：观察人工椎间盘前屈、后伸、压缩、侧屈、旋转运动状态的应力分布情况。结果：建立了符合临床实际的人工腰椎间盘植入腰椎运动节段的有限元模型。人工椎间盘的应力分布特点为：①在所有的运动状态中，滑动核及盖板的中心部位承受的应力最大，其次为滑动核在运动状态下偏向的部位。②滑动核及盖板上表面比各自的下表面承受其两三倍的应力。③所有的运动状态中，压缩状态下滑动核和盖板的中心部位承受的应力最大。结论：建立人工腰椎间盘植入腰椎运动节段有限元模型，在形态、大小及运动特点均与实际的人工椎间盘的结构特点相符，以此进行人工椎间盘应力分布的实验是可行的。     

中国数字人CT数据颈椎运动节段有限元模型的建立(英文)

背景:课题组前期实验已建立了数字人体多个部位的骨骼有限元力学模型,但如何能在保证模型收敛的情况下提高模型精度与有效性,有待进一步研究。目的:建立精确的数字力学人颈椎运动节段模型。方法:采用中国数字人男1号数据,使用经Materialise公司授权试用的MIMICS13.1医学图像重建软件进行三维有限元建模,其结果导入ABAQUS6.7有限元系统进行处理,观察试运行结果,对模型的有效性进行验证。结果与结论:在大型有限元软件ABAQUS6.7中调用颈椎运动节段三维模型的.lis文件,获得颈椎运动节段的有限元模型,此模型共有节点10465个,单元52752个,模型经验证有效。结果证实,实验成功建立了高度拟真的数字力学人颈椎运动节段有限元模型。     

下段颈椎脊椎功能单位活动度与椎管狭窄程度间相关性分析

目的：探讨退变性下段颈椎的脊椎功能单位（FSU）活动度与相应节段椎管狭窄程度间相关性。资料与方法：随机选取拟行手术治疗的脊髓型颈椎病病人62例。全部拍摄MRI及动力位（过伸-过屈位）颈椎侧位CR片。测量参数包括C2~C7过伸/过屈位Cobb角和,反映颈椎整体活动度;选取C3~C4、C4~C5、C5~C6三个水平的颈椎FSU过伸/过屈位Cobb角和表示FSU的节段性活动度。依据椎管狭窄等级（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级）,分别对该3个FSU活动度行统计学分析。结果：Ⅰ级椎管狭窄病人的C4~C5、C5~C6椎间活动度大于C3~C4水平,其中C4~C5、与C3~C4水平间显示统计学差异。C4~C5、椎间活动度在Ⅲ级椎管狭窄时显著降低,与Ⅰ级、Ⅱ级有统计学意义。8例未显示Ⅲ级椎管狭窄病人与54例Ⅲ级椎管狭窄病人的椎体整体活动度间差异无统计学意义。结论：颈椎FSU作为维持颈椎稳定性的基本单元,随着椎管狭窄程度的增加稳定性增加,但却以牺牲椎管空间为代价,出现椎管狭窄,联合应用动力位CR侧位片及MR检查在判定颈椎活动度与椎管狭窄程度间关系显示重要价值。