【摘 要】
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目的 构建Lenke 1 BN型青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)三维有限元模型,并验证其有效性,为AIS生物力学仿真研究建立理想的数字化平台.方法 选择1
【机 构】
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中南大学湘雅医院脊柱外科湘雅脊柱外科中心
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目的 构建Lenke 1 BN型青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)三维有限元模型,并验证其有效性,为AIS生物力学仿真研究建立理想的数字化平台.方法 选择1例18岁女性Lenke 1 BN型AIS志愿者作为研究对象.取仰卧位,应用螺旋CT从T1椎体上缘至尾骨以1 mm间距进行连续扫描,获得Dicom格式CT图像539张.将CT图像导入逆向工程软件Mimics 10.01,建立包括胸-腰-骶尾椎和胸廓等结构的完整AIS三维几何模型.对模型进行几何清理,然后导入有限元前处理软件Hyper Mesh 7.0划分有限元实体单元,并参照文献添加椎间盘及韧带结构单元,生成完整的AIS三维有限元模型.参照文献赋予模型材料参数和实常数,并通过左、右Bending试验和仰卧-站立试验,对模型进行整体的有效性验证.结果 成功构建了完整的Lenke 1 BN型AIS三维非线性有限元模型,共划分节点341 228个,四面体单元1 409 929个,壳单元163 132个,线缆单元715个和杆单元149个.有限元模拟左、右Bending试验和仰卧-站立试验误差分别为8.3%和3.9%.结论 所建立的Lenke 1 BN型AIS三维有限元模型完整、逼真、可靠且有效,可用于进一步的AIS生物力学仿真研究.
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