腰5椎體指數(shù)的減小對其峽部應力影響的有限元分析.pdf

1、目的：通過建立2個無腰椎疾患的成人腰5椎體三維有限元模型,并對2個有限元模型進行有效性驗證，探討腰5椎體指數(shù)的減小，與其峽部的應力關系。
　　方法：采集2個無腰椎疾患的成人腰5椎體，其指數(shù)分別為70、90的CT數(shù)據(jù)。通過mimics10.0軟件分離重建單個腰5椎體幾何模型，將重建的模型導入geomagic11.0使粗糙的幾何模型進行光滑等優(yōu)化處理并生成曲面模型，再將曲面模型導入UGS NX6.0軟件進行縫合處理，生成實體模型。將實

2、體模型導入ansys14.0有限元軟件，通過布爾運算將模型劃分為皮質骨與松質骨，再將腰5椎體的皮質骨與松質骨進行粘合，并對模型賦予單元類型及材料屬性，再將實體模型進行有限元網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格劃分成功的腰5椎體有限元模型的下表面及下關節(jié)突的所有節(jié)點，在各個方向的自由度施加約束，以及對腰5椎體上表面和上關節(jié)突的所有節(jié)點逐步遞增施加軸向載荷，通過有限元軟件的后處理功能對腰5椎體峽部進行應力分析并計算有限元模型的位移。用Spss19.0軟件統(tǒng)計兩

3、個模型雙側峽部的應力值，比較其差異性。
　　結果：1.腰5椎體指數(shù)為70的有限元模型單元數(shù)47147個，節(jié)點數(shù)71601個，腰5椎體指數(shù)為90的有限元模型單元數(shù)37895個，節(jié)點數(shù)57646個。通過對模型逐步遞增施加載荷，其壓縮-位移數(shù)據(jù)在國外文獻報道的體外實驗數(shù)據(jù)的范圍之間。2.在500N的作用力下， 對照組峽部應力值1.04±0.12，參照組峽部應力值2.03±0.10，兩組對比（P＜0.05）。在1000N的作用力

4、下，對照組峽部應力值2.30±0.22，參照組峽部應力值3.29±0.34，兩組對比（P＜0.05）。在1500N的作用力下，對照組峽部應力值4.05±0.28，參照組峽部應力值4.81±0.55，兩組對比（P＜0.05）。在2000N的作用力下，對照組峽部應力值6.85±0.52，參照組峽部應力值9.07±0.54，兩組對比（P＜0.05）。對照組及觀察組的峽部應力值分別在500N、1000N、1500N、2000N之間比較有差異（P