| 摘 要： | 目的:建立人体C_2~T_1三维有限元模型并进行验证。方法:采集1位健康男性志愿者的颈部CT图像,依次采用Mimics 17.0医学图像处理软件、Geomagic 12.0逆向工程软件及Abaqus 6.13有限元分析软件建立C_2~T_1三维有限元模型。约束T_1下终板所有节点的全部6个自由度作为边界条件,在齿状突顶点上2 mm处建立参考点,将其与C_2齿状突所有单元节点耦合。对参考点分别施加±0.5 Nm、±1 Nm、±1.5 Nm、±2 Nm扭矩,模拟颈椎前屈、后伸、左右旋转、左右侧弯6种运动状态,计算不同条件下颈椎各节段活动度,与以往离体实验和有限元实验结果进行比较,同时观察各种运动状态下模型的应力分布情况。结果:建立的三维有限元模型模拟了C_2~T_1共7个椎体、6个椎间盘、5种韧带、6组关节软骨及上下终板,涉及60 459个单元、128 473个节点。模型在前屈、后伸、左右旋转、左右侧弯6种状态下的活动度与文献中的研究数据基本一致,应力分布与正常颈椎活动时的情况一致。结论:本研究建立的C_2~T_1三维有限元模型较为真实地模拟了正常颈椎的几何形态和材料属性,能够较为准确地反映正常颈椎的生物力学特性。
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