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1.
坐位腰椎旋转手法时腰椎单元内在应力和位移的实时监测 总被引:6,自引:2,他引:4
目的:用三维有限元法,分析施行坐位腰椎旋转手法时退变腰椎单元的内在应力及位移分布的特点,以探讨手法的作用机制、安全性及其合理性。方法:使用正常L4,5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,将坐位腰椎旋转手法进行分解,把各项力学参数代入三维有限元模型进行计算分析。观察手法作用时腰椎间盘的位移和内在应力的变化。结果:最大的应力集中点分布于环椎体峡部、椎弓根、上位椎体小关节面的下端。椎间盘的应力集中分布于环前外侧部,右后外侧部应力大于左后外侧部。最大位移出现在上位椎体的上关节。左侧小关节面相对位移较大,左侧椎间孔变大;右侧椎小关节面间移位小,右侧椎间孔变小,椎间盘右后外侧部向后突出。结论:模拟坐位腰椎旋转手法时,向健侧旋转优于向患侧旋转。 相似文献
2.
人头部力锤冲击试验的生物力学研究 总被引:3,自引:0,他引:3
目的:探讨人头部受主动冲击的钝力作用时的力响应特点,同时测试头部各部位承受最大冲击力的限度,从冲击动力学角度去探讨颅脑损伤的生物力学机理。方法:使用配备大量程力传感器的力锤对人尸体头部各部位进行冲击试验,记录接触力响应曲线,并手工记录锤头的质地、质量、初速度、冲击面大小,以及被冲击的头部是否有破坏性反应(头皮挫裂及颅骨骨折)。结果:人头部对主动冲击的钝物的接触力响应曲线为类似正弦波的脉冲波形,其波形宽度及峰值因冲击物的质地、有无头皮等发生变化;人头部在小面积钝物的冲击作用下,造成头皮挫裂的冲击力最大值平均为5100N;使颞部、顶部、额部、枕部骨折的冲击力最大值的平均值分别为6200、8100、8300、11000N;利用试验得到的数据,验证了作用于头部的钝物与头部组成的系统相当于带有强阻尼的弹簧振子。结论:头部在受到主动冲击时,典型的接触力一时间曲线为类似正弦波的脉冲波形;大面积的钝器作用于头部造成的颅骨骨折,更多发生延伸至远处的线形骨折;本试验还得出了人头部能耐受的冲击力大小等参数,这些对于建立有限元模型进行分析和验证是必须的。 相似文献
3.
枢椎齿突骨折的有限元分析 总被引:10,自引:3,他引:10
目的:建立枢椎的三维有限元(FE)模型,探讨在前、后方不同载荷下齿突的不同损伤机制和骨折类型。方法:对一例新鲜枢椎标本进行CT扫描,层厚1mm,扫描图像转换后输入微机,通过软件PRO/E重建枢椎的三维立体模型,再转入有限元软件MARK并赋予此模型物理材料属性,然后模拟齿突骨折的受力条件,在齿突中性矢状面对齿突施加不同角度的载荷,分析各种条件下枢椎模型的应力、应变分布,探讨相应条件下可能导致的枢椎齿突骨折类型。结果:(1)对于齿突前部斜向后下方载荷,应力集中区从齿突前上部斜贯穿至后下部;对于齿突前部斜向后上方载荷,应力集中区从齿突前下部斜贯穿至后上部;齿突腰部始终保持高应力;(2)在齿突后部载荷下,其应力集中情况与前部载荷相似,不过应力集中区位置有所偏下。结论:(1)在齿突中性矢状面,齿突前部载荷容易导致齿突腰部发生断裂,形成枢椎齿突Ⅱ型骨折,也可能导致基底部发生断裂,形成枢椎齿突Ⅲ型骨折;(2)齿突后部载荷更容易导致基底部发生断裂,形成枢椎齿突Ⅲ型骨折。 相似文献
4.
目的:改进三维运动实验的加载方式。方法:新鲜羊腰椎标本6例(L1~5),置于脊柱三维运动实验机上进行六个自由度的运动。两次预加载后依次对标本进行3、0、0.3Nm的加载,并采集三种加载时的运动图像。3Nm加载及0加载的图像作为传统加载方式计算出脊柱的运动范围及中性区,3Nm加载及0.3Nm加载的图像作为新的加载方式计算出新的脊柱运动范围及中性区,再对两种计算方法得出的运动范围及中性区进行配对t检验,计算两种方法各自的变异率,并进行配对t检验。结果:两种方法得到的运动范围之间不存在差异(P=0.105),但中性区之间存在显著性差异(P=0.013)。采用新的加载方式得到的运动范围的变异系数比以往的方法要小得多(P<0.001)。结论:采用新的加载方式可以得到较为准确的脊柱运动的运动范围。 相似文献
5.
现实与虚拟互动的骨科生物力学研究方法探讨 总被引:4,自引:0,他引:4
目前常用的骨科生物力学实验方法大都利用新鲜人体标本进行力学测试,从而得出实验结果。这种实验方法的弊端现在逐渐显现出来。为得到一个令人信服的实验结果,通常要使用大量的人体标本,而现在人体标本来源的紧张限制了生物力学实验的大量开展,于是只能找其它动物的标本来代替人体新鲜标本进行实验, 相似文献
6.
不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
目的:通过三维有限元方法研究正常椎间盘、SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置四组模型中小关节的应力分布情况,探讨不同位置植入SMH人工腰椎间盘对小关节应力分布的影响。方法:建立正常腰椎间盘、人工SMH腰椎间盘前置、中置和后置的三维模型,然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究。结果:与正常L4/5椎间盘模型相比,除SMH人工腰椎间盘前置模型前屈时比正常模型小关节应力小外,其余运动时SMH人工腰椎间盘前置、中置和后置模型中小关节的应力均高于正常腰椎间盘组,但后置SMH人工腰椎间盘组则相对较小。结论:SMH人工腰椎间盘后置可以更好地预防小关节的退变;人工椎间盘植入位置的不同对人工腰椎间盘术远期疗效的预测具一定的作用。 相似文献
7.
骨圈对椎弓根钉系统负载影响的三维有限元分析 总被引:1,自引:0,他引:1
目的:探讨单枚人体皮质骨圈(allograft fusion cage,AFC)斜植融合术中椎弓根钉系统受力分布,并对临床常见断钉原理进行分析,为临床应用提供理论依据。方法:采用二三维有限元方法(finite element method,FEM),对放置及不放置AFC的脊柱Steffee钢板固定效果进行评估。结果:未放置AFC时Steffee钢板所受最大应力约为放置AFC状态下的4.8倍;椎弓根钉与螺帽交界处所受应力为最大,尤其上位螺钉与靠近椎体侧螺帽交界处是应力值最大点,未放置AFC时椎弓根钉最大应力点约为放置AFC状态下的5.0倍。结论:螺钉与钢板交界区是容易发生断钉的区域,尤其上位螺钉与靠近椎体侧螺帽交界处是最易断钉的部位;椎弓根钉系统放置AFC会明显增强融合节段稳定性,减少断钉等并发症。 相似文献
8.
目的:建立膝关节的三维有限元模型,以期为膝部各组织结构的创伤及骨折的力学分析,提供方法学和研究平台。方法:根据螺旋CT扫描图像,利用Ansys有限元软件的由下向上的点、线、面、体的建模原则,对膝关节的三维有限元模型进行重建。结果:建立了包括半月板在内的膝关节三维有限元模型。结论:本研究所建立的膝关节的三维有限元模型,能逼真地反应膝关节的真实几何结构。 相似文献
9.
腰椎前路椎间融合后不同固定方式的生物力学特性 总被引:1,自引:0,他引:1
目的分析比较腰椎微创前路融合后不同固定方式的生物力学特性。方法建立T12~L1段脊柱骨性结构的三维模型。利用有限元软件Ansys7.0对模型进行有限元网格划分,最后加入韧带和关节囊。建立椎间植骨融合的有限元模型、加入前路内固定器及后路椎弓根系统三维模型。在前屈、伸直和侧弯状态下模拟人体生理负载。结果前路和后路2种固定方式均明显减少了前路椎体融合植骨块的应力,MACS-TL较后路固定更减少了植骨块的应力。主要的应力集中在椎体和螺钉交界处,同时下位螺钉比上位螺钉承受更多的应力。结论前路椎体间融合后通过前路和后路固定均可以达到手术后的初始稳定性,前路固定在前路融合后其生物力学的稳定性强于后路椎弓根固定。 相似文献
10.
下颌骨撞击试验与有限元分析 总被引:1,自引:0,他引:1
目的 利用MTS-858生物材料试验机进行下颌骨撞击试验和三维有限元分析方法揭示下颌骨骨折生物力学机制.方法 根据Hanau合架原理,3例标本分别制备成下颌骨撞击模型,MTS-858生物材料试验机进行下颌骨颏部水平方向撞击试验.人体下颌骨标本利用激光三维扫描系统获得下颌骨模型,有限元软件ANSYS7.0分析.结果 3例标本均在颏部骨折,下颌骨颏部撞击力峰值为(2151.10±125.18)N;响应时间为(17.3±2.3)ms.ANSYS动态显示下颌骨颏部受到撞击后下颌骨内部的应力变化,颏部撞击点应力最大,应力变化曲线显示在颏部距上缘1.92 cm处出现峰值,最大应力为3201.35 kPa.结论 下颌骨撞击试验和三维有限元方法结合量化了颏部受力下颌骨骨折的有关参数,为揭示任意合位下颌骨撞击下颌骨骨折的生物力学机制奠定基础. 相似文献