国家教育部博士点基金(20070022038) 作品数:6 被引量:46 H指数:5 相关作者: 鲍春雨 刘晋浩 孟庆华 更多>> 相关机构: 北京林业大学 东北林业大学 天津体育学院 更多>> 发文基金: 国家教育部博士点基金 更多>> 相关领域: 医药卫生 文化科学 更多>>
人体脊柱全颈椎三维有限元模型研究与应用 被引量:12 2009年 目的建立全颈椎(C1-C7)三维有限元模型,进行人体颈椎的生物力学特性研究,以其应用于临床的诊断和治疗。方法以1例健康成年女性志愿者为研究对象,利用CT图像,基于3D插补法,建立人体脊柱颈椎三维有限元模型。结果本研究成功地建立了颈椎三维数字化模型,包括7个椎体、5个椎间盘、后部结构及主要7条韧带。模型体积为74.878cm3,表面积为326.16cm2。整个模型由578007个单元,123358个节点构成。对模型进行了加载计算,其结果能够反映颈椎的正常生理功能。结论本研究所建颈椎三维有限元模型高度模拟了颈椎的结构与材料特性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。在进行加载计算时发现,椎体、小关节、椎间盘的等效应力、剪切力前屈位时要大于后伸位,计算结果与以往实验结果基本相符,所建颈椎的三维有限元模型可以用于模拟颈椎的生物力学实验。 孟庆华 鲍春雨 刘晋浩关键词:有限元法 颈椎 生物力学 人体脊柱腰椎节段三维有限元模型的研究与分析 被引量:11 2009年 该研究利用Dicom数据,结合逆向工程软件建立了人体脊柱腰椎节段(L1~L5)完整、真实的三维有限元模型,其模型高度模拟了腰椎的结构几何非线性、材料非线性与接触非线性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点,并模拟了腰椎节段前屈与后伸的生理活动。分析结果表明:椎体、小关节应力、椎弓根应力后伸位大于前屈位;椎间盘内部应力前屈位大于后伸位;且均由上至下呈逐渐增大的趋势。其结果能够反映人体腰椎节段的正常生理功能。文中研究的腰椎节段三维有限元模型可以用于模拟脊柱腰椎节段的生物力学特性研究,以应用于脊柱腰椎节段损伤、疾病的诊断与治疗。 鲍春雨 刘晋浩关键词:有限元法 腰椎 生物力学 基于有限元法速滑运动员腰椎受力特点研究 被引量:1 2009年 利用CT扫描数据建立具有高度几何材料相似性的腰椎运动节段(L4-L5)的三维有限元模型,分析速滑运动员进行运动时脊柱腰椎节段受力特点,以便对速滑运动员腰部损伤进行积极的预防,减少伤病的发生。结果表明:速度滑冰运动员在进行运动时,其椎间盘所受应力主要集中在外层纤维的中前部,在前部更为明显;椎体应力集中在椎体前部,其值高于其下方髓核应力值,邻近椎体终板应力明显高于其他部位,此部位出现应力集中现象。运动员椎体所受应力分布在皮质骨椎弓周围及邻近终板的地方,椎体后部结构应力集中在小关节上下关节突与椎弓根等位置。 鲍春雨 孟庆华关键词:脊柱 生物力学分析 有限元法 速滑 运动生物力学 基于CT图像人体脊柱腰椎节段逆向工程研究 被引量:14 2008年 利用逆向工程软件Mimics,基于CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型,经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-L3的理想三维有限元模型,然后在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题。该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。该模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型的几何及材料参数、施加不同的栽荷与边界条件模拟不同实验状态。该数字模型能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域的研究。 鲍春雨 刘晋浩关键词:腰椎节段 逆向工程 MIMICS 油锯伐木作业时人体腰椎受力变化与有限元分析 被引量:5 2009年 利用横断面的CT数据建立具有高度几何材料相似性的用油锯伐木作业时伐木工腰椎节段L4-L5的三维有限元模型,分析伐木作业时伐木工弯腰和直立状态椎体、椎间盘和小关节的受力变化。通过本研究建立的L4-L5腰椎模型进行有限元分析,结果发现:伐木工伐木作业前屈时,椎间盘所受应力主要集中在外层纤维的中后部,在后部更为明显;椎体应力值高于其下方髓核应力值,邻近椎体终板应力明显高于其他部位,应力分布在皮质骨椎弓周围及邻近终板的地方,椎体后部结构应力集中在小关节上下关节突与椎弓根等位置;伐木工处于中立位时,椎间盘所受应力主要集中在纤维环后外侧;最大应力产生的部位有椎体松质骨临近终板的中央部位、椎体前方及前下方,这恰好是楔形压缩性骨折的好发部位,上下关节突亦受压。 鲍春雨 刘晋浩关键词:三维重建 有限元模型 生物力学 腰椎 油锯 人体脊柱腰椎节段三维有限元建模 被引量:6 2008年 为了探讨人体脊柱腰椎节段三维重建方法,利用逆向工程软件Mimics(Materialise's Interactive MedicalImage Control System),结合CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型。经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-3的理想三维有限元模型,在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题。该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。本模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型几何及材料参数,施加不同的载荷与边界条件以模拟不同实验状态并能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域。 鲍春雨 刘晋浩关键词:人机工程学 有限元模型 腰椎节段