模拟腰部推拿手法建立“腰-盆-髋”有限元模型

背景:对局部椎体或整个脊柱进行推拿手法的有限元分析具有一定的局限性。目的:通过建立腰-盆-髋有限元模型对腰部推拿手法进行相关生物力学分析。方法:利用螺旋CT数据通过Mimics10.01建立具有高度几何相似性的腰椎、骨盆和股骨近端复合体骨骼的面模型,利用geomagic9精修模型,在hypermesh10.0中划分网格,添加椎间盘和主要韧带。并对有限元模型各部件进行材料属性赋值。利用有限元分析软件模拟腰椎推拿手法三工况加载,计算特征部位位移、最大应变及应力。结果与结论:有限元模型在三工况载荷下的特征部位应力、应变值基本能够反映腰-盆-髋特有的力学结构特性,模型的仿真性较好。在近似的几何外形下,据生物力学资料报道的材料赋值建模保证了有限元模型计算的正确性;模拟接近生理状况下的边界及载荷条件进行计算可以确保结果的准确性。     

骨盆环三维有限元模型的建立

利用螺旋CT数据通过Mimics 12.0建立具有高度几何相似性的左、右骨盆、骶骨、股骨近端复合体的面模型,利用Abaqus 6.5进行实体建模.根据各单元CT值对有限元模型进行材料属性赋值,再根据解剖部位建立骨盆主要韧带.利用有限元分析软件Abaqus 6.5对S1椎体上终板施加600 N静载荷模拟站立位骨盆受力环境,计算特征部位位移、最大应变及von Mises应力.有限元模型在静载荷下的特征部位应力、应变值基本能够反应骨盆特有的力学结构特性,模型的准确性较高.在几何外形近似的情况下,特征材料赋值建模能够提高有限元模型的汁算准确性;在有限元计算时应通过更为接近生理状况下的边界及载荷条件进行模拟以提高结果的准确性.     

腰部推拿手法生物力学和有限元比较研究

目的：应用生物力学方法和三维有限元模型，模拟不同腰部推拿手法，比较其腰椎内部结构的变化。方法：标本固定于生物力学材料实验机（MTS）应用计算机定量控制，同时使用ABAQUS6.1有限元软件建立腰椎L4-5有限元模型，分别模拟斜板手法、坐位旋转和牵扳手法。结果：生物力学模型显示斜扳手法和坐位旋转手法髓核内压力明显升高，牵扳手法髓核内压力降低或轻度升高；神经根与椎间盘之间有一位移；腰椎小关切内应力低于关节内骨折的限度。有限元模型模拟手法作用时，椎间盘的髓压力在坐位旋转最大；牵扳手法最小且为负值。3种手法作用时，小关节合力均无明显差别。斜扳手法和坐位旋转手法外层纤维环应力最大，牵扳手法内层纤维环应力最大，3种手法均可造成椎间盘的后外侧与神经根之间有一位移。结论：模拟手法作用时椎间盘与相邻神经根之间有一相对位移，这可能是其治疗机制，有的手法作用时髓核内压升高，应注意其安全性。同时应用三维有限元模型可以很好的模拟各种腰部推拿手法，并得到与生物力学实验基本一致的结果。     

三维有限元腰椎节段模型上模拟拨伸按压手法的生物力学分析

背景:应用计算机技术和有限元法对传统中医推拿手法进行研究,给传统的中医推拿手法研究注入了活力.目的:分析手法治疗腰椎间盘突出症的机制,探求符合生物力学的治疗手法,明确手法治疗腰椎疾患的安全范围.方法:选择成年无腰椎疾患的男性志愿者,年龄28岁,身高170 cm,体质量60 kg.采用CT对L3～S1进行扫描,利用ADINA5.0构件软件,并赋予不同组织不同的材料属性,建立腰椎有限元模型,设定腰椎水平位、后伸10°位、前屈30°位状态,加载拔伸按压载荷,观察腰椎间盘、髓核和纤维环的受力改变情况.结果与结论:在拔伸按压状态下,腰椎前屈30°椎间盘组织的位移应变和应力变化最明显,提示在设定的条件下手法治疗腰椎疾患是安全的.     

坐位骨盆的三维有限元分析

背景：由于骨盆具有复杂的结构,目前对于坐位骨盆的生物力学研究较少,有限元法日益成为骨盆生物力学研究的重要手段。目的：以有限元法研究成人正常静态坐位骨盆应力分布。方法：获取正常成年女性全骨盆CT扫描图像,利用CT数据通过Mimics10.0对图像数据进行重建,利用Geomagic,Proe5.0进行实体建模,输入ANSYS。再根据解剖部位建立骨盆主要韧带。对S1椎体上终板施加600N静载荷模拟坐位时骨盆受力环境,计算该加载方式下骨盆的应力、应变及位移的分布情况。结果与结论：垂直加载600N载荷于骶骨上表面时重力由骶骨经骶髂关节向下传递,到达坐骨结节。此时的坐骨结节处承受较大压应力。有限元模型在静载荷下的特征部位应力、应变值基本能够反应骨盆特有的力学结构特性,模型的准确性较高。计算结果与文献中报道的结果相近,建立的人体全骨盆三维有限元模型较客观地反映人体骨盆的解剖结构和力学特性,可作为骨盆生物力学研究的工具及满足临床研究的需要。     

肱骨远端三维有限元模型的建立及生物力学分析

背景：采用有限元分析法进行骨与关节的生物力学分析得到了广泛应用,但是关于肱骨远端的有限元分析较少,且所建模型粗糙,方法繁琐。目的：建立肱骨远端的三维有限元模型,并模拟不同受力状态下的应力分布及应变特征。方法：通过对正常成年男性肘关节的多排螺旋CT扫描,获得连续断层图片,导入Mimics医学建模软件生成实体模型后,应用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0,进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型。约束边界条件,模拟肱骨远端轴向受力,得出肱骨远端有限元模型上的应力分布与应变结果。结果与结论：建立的肱骨远端有限元模型总单元数为6292,总节点数为10232。肱骨远端在轴向载荷状态下的应力集中主要位于内、外侧柱区域。提示建立的有限元模型精确度高,符合肱骨远端的临床特点,较好地模拟了肱骨远端的生物力学特性。     

坐位骨盆的三维有限元分析

背景:由于骨盆具有复杂的结构,目前对于坐位骨盆的生物力学研究较少,有限元法日益成为骨盆生物力学研究的重要手段.目的:以有限元法研究成人正常静态坐位骨盆应力分布.方法:获取正常成年女性全骨盆CT扫描图像,利用CT数据通过Mimics 10.0对图像数据进行重建,利用Geomagic,Proe5.0进行实体建模,输入ANSYS.再根据解剖部位建立骨盆主要韧带.对S1椎体上终板施加600 N静载荷模拟坐位时骨盆受力环境,计算该加载方式下骨盆的应力、应变及位移的分布情况.结果与结论:垂直加载600 N载荷于骶骨上表面时重力由骶骨经骶髂关节向下传递,到达坐骨结节.此时的坐骨结节处承受较大压应力.有限元模型在静载荷下的特征部位应力、应变值基本能够反应骨盆特有的力学结构特性,模型的准确性较高.计算结果与文献中报道的结果相近,建立的人体全骨盆三维有限元模型较客观地反映人体骨盆的解剖结构和力学特性,可作为骨盆生物力学研究的工具及满足临床研究的需要.     

过伸复位治疗胸腰椎单纯压缩性骨折的有限元分析

背景：过伸复位被中医骨伤科临床广泛用于治疗胸腰椎单纯压缩性骨折,其生物力学机制研究尚显不足。目的：应用有限元分析方法探讨了复位过程中各结构的力学特性以及整体的应力特点。方法：依据1例T12椎体单纯压缩性骨折患者的210层Dicom3.0标准的CT图片建立T12椎体单纯压缩性骨折的有限元模型,在对建立的模型的有效性进行验证后模拟过伸复位手法,约束L2下端所有面,给T11椎体上端一个纵向牵引力,分别于T11,T12,L1椎骨棘突顶点给予一个方向垂直朝向椎体、大小为3.0cm的位移。程序运算后读取压缩椎骨外形改变和应力分布。结果与结论：建立了几何外型逼真、生物力学特性全面的胸腰段椎体压缩性骨折三维有限元模型,复位手法作用后压缩的椎骨表现出明显的过伸,在复位过程中表现的复位机制与传统的生物力学实验相同。利用有限元分析法研究传统手法的作用机制具有实验结果可靠、显示结果直观、节约资源以及手法模拟精确等优点,可广泛应用于骨折手法复位机制的研究。     

肱骨远端三维有限元模型的建立及生物力学分析

背景:采用有限元分析法进行骨与关节的生物力学分析得到了广泛应用,但是关于肱骨远端的有限元分析较少,且所建模型粗糙,方法繁琐.目的:建立肱骨远端的三维有限元模型,并模拟不同受力状态下的应力分布及应变特征. 方法:通过对正常成年男性肘关节的多排螺旋CT扫描,获得连续断层图片,导入Mimics医学建模软件生成实体模型后,应用大型通用有限元分析软件ANSYS 10.0,进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型.约束边界条件,模拟肱骨远端轴向受力,得出肱骨远端有限元模型上的应力分布与应变结果.结果与结论:建立的肱骨远端有限元模型总单元数为6 292,总节点数为10 232.肱骨远端在轴向载荷状态下的应力集中主要位于内、外侧柱区域.提示建立的有限元模型精确度高,符合肱骨远端的临床特点,较好地模拟了肱骨远端的生物力学特性.     

推拿治疗退行性腰椎滑脱症的规范化探讨

目的：回顾近年来旨内外脊柱生物力学基础实验和退行性腰椎滑脱症的推拿临床研究，探讨推拿治疗退行性腰椎滑脱症的手法机制和对腰椎稳定性的影响。 方法：应用计算机检索PubMed和OVID数据库1950-01／2006—07脊柱生物力学研究和退行性腰椎滑脱症手法治疗的文献。检索词为“spine，biomechanics，degenerative spondylolisthesis，manipulation”并限定文献语言种类为English，同时计算机检索清华同方CNKI中国期刊全文数据库1992—01／2006—07退行性腰椎滑脱症的推拿临床治疗文献，检索词为“退行性腰椎滑脱，生物力学，推拿”，并限定语言种类为中文；此外，在图书馆手工检索1985—01／2005-12出版的相关专著。纳入标准：①脊柱生物力学研究。②退行性腰椎滑脱症推拿手法治疗。排除标准：①脊柱骨折。②手术治疗。③重复的综述与临床治疗文献。从腰椎生物力学的角度阐述手法的作用途径，评价推拿的临床疗效和对腰椎稳定性的影响。结果：共纳入文献30篇，其中3篇为研究性论著，1篇为普通高等教育“十五”国家级规划教材，将文献进行综合评价。①躯干肌的协调收缩可维持腰椎节段的结构性稳定，调节腰椎活动范围，维持脊柱的动态平衡。退行性腰椎滑脱病变节段椎间盘和关节突关节等退变明显，生物力学性能发生变化，不能发挥其稳定功能，抗剪切力下降，其腰椎旋转中心后移，应力和载荷分布不协调；同时，退行性腰椎滑脱患者腰背肌肌力下降，躯干肌肌力失衡导致腰椎曲度变化，进一步影响腰椎稳定性。②手法的作用机制可能是改善腰肌高张力状态，减小骨盆前倾角及腰椎前凸，降低剪切应力，消除神经根压迫，结合针对性的导引和功能训练可改善腰椎承重力线，改善肌肉收缩的协调性和柔顺性，提高躯干肌群的肌力和腰椎稳定性。 结论：推拿是退行性腰椎滑脱症有效的保守方法，手法的筛选、规范以及疗效的客观评估仍需进一步研究。     

锁骨三维模型构建和力学分析

健康女性左侧锁骨行薄层CT,导入Mimics软件重建锁骨的三维模型,应用Ansys 10.0软件,进行网格化、材质属性赋值,有限元边界条件设置,模拟和分析在外力作用下锁骨的应力和应变分布.构建的锁骨有限元模型在承受垂直锁骨肩锁关节面的外力下,高应力和高应变区域分布在锁骨的中1/3,且锁骨的后上方存在最高应力、前下方存在高应变.锁骨的上表面以张应力为主,下表面以压应力为主.重建喙锁韧带没有改变外力下锁骨应力和应变分布.结果提示,有限元分析表明锁骨中1/3是锁骨骨折的好发部位,喙锁韧带没有改变锁骨的应力分布状态.有限元分析可以较好地了解锁骨的生物力学特征.     

不同推拿手法下腰椎小关节应力变化的观察

目的：应用生物力学方法,研究不同腰部推拿手法时腰椎小关节应力变化。方法：将标本固定于生物材料实验机,应用计算机定量[控制,模拟3种推拿手法治疗时的状态（（1）斜扳手法;不加任何荷载3腰椎单位 单纯旋转15度;（2）坐位旋转手法：腰椎纵向压力400N,前屈15度,3腰椎单位单纯进行旋转15度,（3）牵皈手法：腰椎前屈15度,纵向牵引400N,3腰椎单位单纯旋转15度）,应用压敏片测量小关节的应力,结果：模拟三种手法时腰椎小关节内应力差异无显著性,不至发生关节内骨折,结论：在此旋转角度下,手法是安全的。     

腰椎运动节段终板凹陷角变化的有限元分析

背景：终板的组织形态改变可通过影响对椎间盘的营养传递最终导致椎间盘的退变。 目的：观察终板凹陷程度变化对腰椎运动节段牛物力学的影响。 设计、时间及地点：有限元模型生物力学分析。于2005—01／200701在浙江大学医学院附属第二医院骨科生物力学实验室完成。 材料：德国西门子SOMATOM SENSATION 16螺旋CT机。ANSYS有限元分析软件（Inc．Pennsylvania．USA）。 方法：在以往建直的腰椎L4～5运动节段三维非线性有限元模型基础上，采用CAD方法精确构建大、中、小3种不同终板凹陷角的有限元模型，有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学参数及网格划分均保持一致。垂直压缩、屈曲、伸直、前后剪力5种载荷条件下，分别对3种有限元模型生物力学参数进行测试。 主要观察指标：终板椎间盘界面应变、椎间盘刚度、髓核内压、椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力。 结果：负载条件下，终板凹陷角增加、终板凹陷程度减小可导致终板-椎间盘界面应变减小，椎间盘刚度及髓核内压增加，椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力减小。 结论：终板凹陷程度的减小增强了椎间盘对椎体的保护作用；同时可通过影响终板的形变减少对椎间盘的营养传递。     

一种基于影像特征经皮椎体成形术生物力学稳定性评估的有限元模型

背景: 生物力学研究表明椎体成形术在注入骨水泥后单个骨质疏松椎体的硬度和强度有很大的增长, 但对于保持椎体力学稳定性所需骨水泥的体积和其注入位置还有待进一步研究。目的: 通过参数有限元模型比较椎体成形手术腰椎 L1- L2 的生物力学稳定性评估椎体成形术的有效性。设计: 非随机对照观察。单位: 北京神经外科研究所。材料: 选择 1 例 54 岁女性骨质疏松性导致腰椎 L1- L2 压缩性骨折患者, 经 CT 确诊, 该患者对实验项目知情同意。通过椎体成形手术前后CT 扫描, 分别得到了各 90 张连续切片, 层厚 1 mm, 每个像素的尺寸是 0.33 mm。方法: 实验于 2005- 10/2006- 06 在北京神经外科研究所完成。①三维有限元模型的创建: 通过整合 CT 和 MRI 图像的解剖结构, 建立了一种腰椎功能性脊椎单元的三维几何模型, 基于该几何模型对搜集到 90 张连续 CT 切片数据进行转换并对图像进行分割, 创建两种分别表示患者通过椎体成形手术前后的 L1～2 段椎体三维有限元模型。②模型评估: 在模型 L1 椎体的上表面分别施加 500,1 000,1 500,2 000,2 500 N 的轴向负载,观察有限元模型腰椎 L1～2 段的位移、应力、应变的分布变化情况; 观察骨水泥体积的增加对有限元椎体模型位移、应力、应变的分布的影响。主要观察指标: ①不同负载下有限元模型腰椎 L1～2 段的位移、应力、应变的分布变化情况。②骨水泥体积的增加对有限元椎体模型位移、应力、应变的分布的影响。结果: ①在轴向负载下 L1～2 段的应力应变随着负载的增大而增大, 在椎间盘的右侧部有很大的应力应变集中。而这一区域也是在负载情况下经常发生损伤的部位。在椎间盘上应力的大小取决于应用于椎体单元负载的大小。负载越大, 应力越大。②通过椎间盘上接触应力的增加, 随着骨水泥体积的增加导致了临近椎体的负载转移。结论: 建立了椎体成形手术前后 L1～2 段椎体三维有限元模型, 在有限元模型上计算腰椎 L1～2 相对位移可以说明椎体三维的生理状态。这一仿真计算也能清楚地显示椎体应力应变的分布和术前术后的变形。     

腰椎斜扳手法时椎间盘的有限元分析

背景：利用计算机技术和有限元法分析法研究中医传统的脊柱推拿手法,来解释下法的作用机制、适应证和禁忌证,可为临床上常用的腰椎斜扳手法提供了客观的、科学的理论依据。目的：应用有限元法了解进行斜扳手法时腰椎间盘的内在应力及位移分布的特点。方法：使用正常腰椎CT片,以Mimics软件系统逐层重建,建立L4-5三维有限元模型。根据手法原理,将腰椎斜扳手法进行分解,把各项力学参数代入三维有限元模型进行计算分析。即时显示手法作用时腰椎间盘的位移和内在应力的变化。结果与结论：椎间盘的应力远小于后部结构;从椎间盘中心到右侧有一个向后的扭转矢量,使椎间盘产生变形。结果证明腰椎斜扳手法对椎间盘是安全的,并且在椎间盘突出的对侧进行手法操作更为合理;腰椎椎管狭窄的患者不宜使用腰椎斜扳手法。     

腰椎单节段术后失稳三维有限元模型的建立

目的建立腰椎L4-5单节段退变模型,模拟腰椎后路椎板减压术(后部结构分级切除)建立术后不同程度失稳有限元模型,为进一步开展腰椎失稳的生物力学研究奠定基础。方法利用交互式医学图像控制系统MIMICS软件对健康志愿者腰椎的薄扫CT图像进行预处理,建立L4-5节段完整三维模型,并进行面网格化,在此基础上模拟手术分级切除L4-5椎体后部结构,进一步建立L4-5节段术后不同程度的失稳模型,再将面网格化的三维模型导入ABAQUS软件进行体网格化,并定义材料及截面属性、定义韧带及其属性、定义椎体间以及椎体与椎间盘相互作用,并加载载荷进行计算。结果成功建立了腰椎单节段后路椎板减压术术后不同程度失稳的三维有限元模型,几何相似性好,经验证模型有效,计算可收敛。结论腰椎单节段术后失稳三维有限元模型具有良好的生物逼真度,适用于临床科研分析,为进一步生物力学研究奠定了良好的模型基础。     

三维有限元法分析脊柱保护器对人体胸腰段的支持与保护作用

背景：人体脊柱保护器对预防人体胸腰段脊柱损伤有保护作用，新型动力性保护器的研发需要通过多种实验手段的验证。 目的：利用三维有限元法分析脊柱保护器在轴向载荷作用下对人体脊柱胸腰段的生物力学响应。 方法：从已建立的全脊柱三维有限元模型中截取胸腰段，将佩戴脊柱保护器的胸腰段模型设计为实验组，未佩戴脊柱保护器的胸腰段模型设计为对照组。给上述两组模型进行赋值、约束、加载、运算，获得目标单元的等效应力及应变。 结果与结论：在垂直承载的两组胸腰段模型中，应力均集中于L2椎体的中、后柱。根据目标单元采集数据发现，实验组与对照组模型在16 ms时达到等效应力最大值，分别为3.919，5.727 MPa。统计分析得出T12与L2节段实验组与对照组等效应力比较，P 均〈0.05，对照组所受应力均大于实验组，差异有显著性意义；而T11与L1节段实验组与对照组的等效应力比较，差异无显著性意义（P〉0.05）。提示脊柱保护器可以明显减少垂直坠地时胸腰段椎体所受的应力，分担载荷，对胸腰段椎体具有保护支持作用。     

推拿治疗退行性腰椎滑脱症的规范化探讨

目的:回顾近年来国内外脊柱生物力学基础实验和退行性腰椎滑脱症的推拿临床研究,探讨推拿治疗退行性腰椎滑脱症的手法机制和对腰椎稳定性的影响。方法:应用计算机检索PubMed和OVID数据库1950-01/2006-07脊柱生物力学研究和退行性腰椎滑脱症手法治疗的文献。检索词为“spine,biomechanics,degenerativespondylolisthesis,manipulation”并限定文献语言种类为English,同时计算机检索清华同方CNKI中国期刊全文数据库1992-01/2006-07退行性腰椎滑脱症的推拿临床治疗文献,检索词为“退行性腰椎滑脱,生物力学,推拿”,并限定语言种类为中文;此外,在图书馆手工检索1985-01/2005-12出版的相关专著。纳入标准:①脊柱生物力学研究。②退行性腰椎滑脱症推拿手法治疗。排除标准:①脊柱骨折。②手术治疗。③重复的综述与临床治疗文献。从腰椎生物力学的角度阐述手法的作用途径,评价推拿的临床疗效和对腰椎稳定性的影响。结果:共纳入文献30篇,其中3篇为研究性论著,1篇为普通高等教育“十五”国家级规划教材,将文献进行综合评价。①躯干肌的协调收缩可维持腰椎节段的结构性稳定,调节腰椎活动范围,维持脊柱的动态平衡。退行性腰椎滑脱病变节段椎间盘和关节突关节等退变明显,生物力学性能发生变化,不能发挥其稳定功能,抗剪切力下降,其腰椎旋转中心后移,应力和载荷分布不协调;同时,退行性腰椎滑脱患者腰背肌肌力下降,躯干肌肌力失衡导致腰椎曲度变化,进一步影响腰椎稳定性。②手法的作用机制可能是改善腰肌高张力状态,减小骨盆前倾角及腰椎前凸,降低剪切应力,消除神经根压迫,结合针对性的导引和功能训练可改善腰椎承重力线,改善肌肉收缩的协调性和柔顺性,提高躯干肌群的肌力和腰椎稳定性。结论:推拿是退行性腰椎滑脱症有效的保守方法,手法的筛选、规范以及疗效的客观评估仍需进一步研究。     

骨质疏松腰椎三维有限元数字化模型的建立

目的：探讨利用螺旋CT建立骨质疏松腰椎三维有限元模型的高度数字化方法，以为腰椎骨质疏松的生物力学实验提供标准模型。方法：实验于2004-06／10在南方医科大学生物力学实验室完成。选取老年男性正常人体脊柱标本1具，范围从L4-L5,先行X线检查以排除可见的脊椎病变及损害。经螺旋CT沿横断面1mm层厚扫描，以jpg格式输出其断面图像并转人微机保存。利用三维重建软件Mimics建立L4-L5段正常脊柱骨性结构的三维模型，再经过自由造型系统进行表面光滑化处理及对1mm层厚引起的数据丢失予以修补。利用有限元软件Ansys的前处理功能，在脊柱模型骨性结构的基础上，补充建立终板、椎间盘、髓核、前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带等结构。采用合适的材料性质和实体单元类型对模型进行智能有限元网格划分。结果：①正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分结果：利用三维重建软件Mimics和有限元软件Ansys成功进行正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分。共有82563个单元，131204个节点，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。②骨质疏松腰椎三维有限元模型的建立：利用有限元软件Ansys的前处理功能，对不同组织的物理特性进行定义，椎体和后部结构的弹性模量均减少30％左右，符合真实的生物力学要求，真实模拟了骨质疏松椎体的材料特性，成功建立骨质疏松腰椎三维有限元模型。结论：建立的骨质疏松腰椎三维有限元模型接近真实的生物力学标本，是理想的研究骨质疏松腰椎生物力学的数字化模型，可应用于骨质疏松腰椎损伤程度的评估。     

以三维非线性有限元法分析融合腰椎的生物力学变化

背景：MATLAB具有大型数值计算、数学绘图和简单有限元分析的能力,建模速度快,能够识别BMP和JPG格式的灰度图,并可将识别的数据直接转换为ANSYS三维有限元软件可识别的格式,避免了常规在Autocad软件中图像的重新定位和二次处理而产生的人为误差。
　　目的：寻求一种简便、快捷、准确的方法建立各种腰椎融合模型,对腰椎融合后腰椎活动节段的生物力学进行分析。
　　方法：利用薄层CT技术,结合Matlab(Matrix Laboratory即矩阵实验室)科学计算软件,辅助Ansys有限元分析软件建立各种腰椎融合模型。对所建立的模型施加各种载荷,分析其生物力学变化。
　　结果与结论：对所建立的融合模型施加轴向、屈曲及伸展载荷后,生物力学分析得出所有的融合模型中椎体间融合稳定性最好。和关节间融合相结合,椎体间,侧后方,后方融合模型的轴向位移较单独的椎体间,侧后方和后方融合模型分别减少5%、1%和4%。在伸展-屈曲载荷条件下旋转角度分别减少23%、11%和45%。应力向融合部位集中的现象表明融合块可增加载荷的转移。说明薄层CT和Matlab软件的辅助使得Ansys有限元软件建立腰椎融合模型的速度和精度提高。小关节融合和椎体间,侧后方,后方融合相结合,可使腰椎获得更好的稳定性,这种稳定性的增加在后方融合中更为显著。后方融合模型的应力分布更加合理。