卫生部科学研究基金(WKJ2005-Z-046)
- 作品数：11 被引量：89H指数：6
- 相关作者：陈其昕唐小君刘耀升李方财廖胜辉更多>>
- 相关机构：浙江大学医学院附属第二医院浙江大学解放军第307医院更多>>
- 发文基金：卫生部科学研究基金浙江省科技厅基金更多>>
- 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术更多>>
- 腰椎运动节段终板凹陷角变化的有限元分析(英文)被引量：4
- 2008年
- 背景:终板的组织形态改变可通过影响对椎间盘的营养传递最终导致椎间盘的退变。目的:观察终板凹陷程度变化对腰椎运动节段生物力学的影响。设计、时间及地点:有限元模型生物力学分析。于2005-01/2007-01在浙江大学医学院附属第二医院骨科生物力学实验室完成。材料:德国西门子SOMATOM SENSATION16螺旋CT机。ANSYS有限元分析软件(Inc.Pennsylvania,USA)。方法:在以往建立的腰椎L4～5运动节段三维非线性有限元模型基础上,采用CAD方法精确构建大、中、小3种不同终板凹陷角的有限元模型,有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学参数及网格划分均保持一致。垂直压缩、屈曲、伸直、前后剪力5种载荷条件下,分别对3种有限元模型生物力学参数进行测试。主要观察指标:终板-椎间盘界面应变、椎间盘刚度、髓核内压、椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力。结果:负载条件下,终板凹陷角增加、终板凹陷程度减小可导致终板-椎间盘界面应变减小,椎间盘刚度及髓核内压增加,椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力减小。结论:终板凹陷程度的减小增强了椎间盘对椎体的保护作用;同时可通过影响终板的形变减少对椎间盘的营养传递。
- 刘耀升陈其昕刘蜀彬
- 关键词：生物力学有限元分析退变
- 椎间盘高度降低及退变对腰椎生物力学影响的有限元分析被引量：19
- 2006年
- 目的:分析椎间盘高度降低及退变对腰椎活动节段生物力学的影响。方法:首先采用一种新型CAD方法精确构建腰椎L4～5活动节段正常高度椎间盘(NHD)、单纯高度降低椎间盘(PHDD)、椎间盘高度降低合并严重退变(DHDD)三种有限元模型。垂直压缩载荷下,分别对3种有限元模型的生物力学参数进行测试。结果:椎间盘高度降低及退变对腰椎活动节段轴向移位、后外侧椎间盘膨出、纤维环纤维应力最大值有明显的影响,DHDD模型的椎体-终板界面应力分布与NHD和PHDD模型明显不同。结论:高度降低后椎间盘刚度明显增加,DHDD最不易发生内层纤维环纤维破裂,关节突关节间隙与轴向移位比值是决定椎间盘承载力大小的关键因素,退变椎间盘对压缩应力有明显分散传递作用。
- 刘耀升陈其昕廖胜辉余世策吴浩波唐小君
- 关键词：生物力学有限元分析椎间盘高度退变
- 髓核摘除术对腰椎生物力学特性影响的有限元研究被引量：12
- 2011年
- 目的采用三维有限元模型分析方法,探讨腰椎间盘突出症髓核摘除术对腰椎生物力学特性的影响。方法采用新型CAD方法精确建立腰椎L4～5活动节段有限元模型,构建正常模型、退变模型、髓核摘除模型和疤痕长入模型分别模拟正常椎间盘、退变椎间盘、髓核摘除后即刻和术后中长期时的椎间盘;并比较其生物力学特征。结果 (1)髓核摘除模型的刚度较退变模型减小,但较正常模型提高;(2)疤痕长入模型腰椎节段刚度大幅回升并超过退变模型(;3)髓核摘除后即刻小关节突接触力减小,而疤痕长入模型则表现为小关节突接触力增加。结论腰椎间盘髓核摘除术后即刻对腰椎稳定性和后部结构应力影响较小,而髓核摘除中长期后则可有腰椎运动节段变硬和关节突的应力增加。
- 李海波方杰陈其昕李方财唐小君
- 关键词：髓核摘除术腰椎生物力学特性有限元
- 小关节角矢状化、椎间盘退变对退变性腰椎滑移作用的有限元研究被引量：10
- 2006年
- 目的探讨小关节矢状化与椎间盘退变间的关系及其对退变性腰椎滑移的作用和意义。方法采用一种新型CAD方法精确构建65°小关节角、45°小关节角、25°小关节角与正常椎间盘、轻度退变椎间盘、重度退变椎间盘相组配的9种腰椎L4-L5活动节段有限元模型。生理压缩载荷下,分别对9种有限元模型的生物力学参数进行测试。结果与小关节角45°和25°有限元模型相比,小关节角65°有限元模型的矢状方向椎体前移位增加,关节突、峡部等效应力和关节突水平方向接触力明显增加;小关节角65°有限元模型的终板膨出减小,纤维环基质应力增加。与正常有限元模型相比,椎间盘轻度退变有限元模型刚度下降,小关节突及峡部应力轻度增加。9种有限元模型中,轻度退变椎间盘结合小关节角65°有限元模型的抗前剪力能力最差。结论小关节角矢状化既是退变性腰椎滑移的原发诱因,又是局部应力变化导致关节突再塑形的继发病理改变,矢状型小关节腰椎活动节段矢状方向内在不稳定性受椎间盘退变程度的影响,椎间盘退变对小关节角矢状化无明显促进作用。
- 刘耀升陈其昕廖胜辉唐小君余世策李方财
- 关键词：生物力学有限元分析椎间盘退变
- 有限元模型分析髓核摘除术后腰椎生物力学特性变化被引量：2
- 2011年
- 目的采用三维有限元模型分析方法,探讨腰椎间盘突出症髓核摘除术对腰椎生物力学特性的影响。方法采用新型CAD方法精确建立腰椎L4～L5活动节段有限元模型,构建正常模型、退变模型、髓核摘除即刻模型和瘢痕长入模型,分别模拟正常椎间盘、退变椎间盘、髓核摘除术后即刻和术后中长期随访时的椎间盘,并在压缩、屈曲、伸展、前剪及后剪5种载荷条件下对4组模型进行生物力学测试。结果 (1)各种载荷下退变模型的腰椎节段刚度较正常模型提高;(2)髓核摘除即刻模型的刚度较退变模型减小,但较正常模型提高;(3)瘢痕长入模型腰椎节段刚度大幅回升并超过退变模型;(4)髓核摘除即刻模型在屈曲、后伸和后剪载荷下关节突接触力减小,瘢痕长入模型则表现为在后伸、前剪和后剪载荷下关节突接触力增加;(5)各种载荷下退变模型后向膨出度较正常模型明显减小,髓核摘除即刻模型后向膨出度一定程度回升,但其纤维环内环会发生"内向膨出"。结论腰椎间盘髓核摘除术可在术后不同时段对腰椎运动节段生物力学特性产生不同影响,髓核摘除术后即刻对腰椎稳定性和后部结构应力影响较小,而髓核摘除中长期后则可有腰椎运动节段变硬和关节突的应力增加。
- 李海波方杰陈其昕李方财唐小君
- 关键词：髓核摘除术腰椎生物力学
- 腰椎间盘退变及腰椎融合的有限元研究进展被引量：6
- 2007年
- 退变椎间盘腰椎有限元模型即通过椎间盘材料特性及形态结构的改变模拟椎间盘退变的病理过程。椎间盘退变后椎间盘刚度的增加对腰椎应力分布有明显的影响。椎体融合器植入后椎体的应力变化与融合器的形态、材料特性以及松质骨、终板的密度密切相关。
- 刘耀升陈其昕
- 关键词：有限元分析腰椎椎间盘退变
- 基于CAD技术的个体化退变腰椎有限元模型库的建立被引量：5
- 2007年
- 目的根据退变腰椎的形态特征，采用计算机辅助设计（computer aided design，CAD）方法精确建立不同形态改变的退变腰椎L4-L5运动节段三维有限元模型。方法采用改良的“非种子区域分割”以及非平行“最佳切割平面”等一系列新型CAD方法精确建立包括终板凹陷角、椎间盘高度、腰椎小关节角及椎间盘前凸角改变的L4-L5节段表面模型基本“结构模块”，表面模型数据导入ANSYS获得各“结构模块”有限元模型后，通过界面间的拼接粘贴构建不同形态改变的退变腰椎有限元模型并进行充分加载验证。结果所构建的有限元模型包含L4-L5节段所有重要解剖结构，正常和退变腰椎有限元模型预测结果与体外实验生物力学研究结果相符合。结论基于CT数据的新型CAD方法实现了个体化退变腰椎有限元模型库的建立。
- 唐小君刘耀升陈其昕李方财廖胜辉余世策
- 关键词：有限元方法退变腰椎
- 终板凹陷角变化对腰椎运动节段生物力学影响的有限元分析被引量：13
- 2007年
- 目的:研究终板凹陷程度变化对腰椎运动节段生物力学影响。方法:在以往建立的腰椎L4～5运动节段三维非线性有限元模型基础上,采用CAD方法精确构建三种不同终板凹陷角改变的有限元模型,有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学参数及网格划分均保持一致。垂直压缩、屈曲、伸直、前后剪力5种载荷条件下,分别对三种有限元模型生物力学参数进行测试。结果:负载条件下,终板凹陷角增加、终板凹陷程度减小可导致终板-椎间盘界面应变减小,椎间盘刚度及髓核内压增加,椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力减小。结论:终板凹陷程度的减小增强了椎间盘对椎体的保护作用;同时可通过影响终板的形变减少对椎间盘的营养传递。
- 刘耀升陈其昕李方财唐小君廖胜辉余世策
- 关键词：生物力学有限元分析退变
- 腰椎L_4~L_5活动节段有限元模型的建立与验证被引量：31
- 2006年
- 目的：采用一种新型计算机辅助设计（CAD）方法精确建立腰椎L4～L5节段三维非线性有限元模型并进行充分验证.方法：采用改良的“非种子区域分割方法”提取腰椎CT图像数据中目标区域得到二值图像,用Marching Cubes方法由二值数据生成初始表面模型.采用反映腰椎生理曲度的“最佳切割平面”从初始表面模型获得非平行的切割轮廓线并建立“分段线性子空间”,后者经仿射变换到“规则子空间”快速重构腰椎曲面,最后逆变换恢复腰椎原三维空间形状特征.将表面模型所有结点的坐标数据和三角面片信息导入ANSYS进行网格划分精确建立L4～L5节段三维非线性有限元模型,并进行加载验证.结果：所构建的L4～L5活动节段有限元模型包括94 794个Solid单元,1 196个Link单元,1 170个Shell单元,768个Target单元,464个Contact单元;同时包含了几何非线性、材料非线性与接触非线性3种非线性类型.不同载荷条件下L4～L5节段有限元模型的移位/旋转角度、椎间盘内压等预测结果与文献中相同载荷条件的试验生物力学结果相符合.结论：基于先进算法建立的腰椎L4～L5节段表面模型实现了二值图像提取、腰椎曲面重构的全数字化过程,具有极佳的仿真效果.
- 刘耀升陈其昕廖胜辉唐小君李方财吴浩波余世策
- 关键词：生物力学有限元方法计算机辅助设计腰椎
- 腰椎节段形态对峡部、小关节应力及小关节接触力影响的有限元分析被引量：1
- 2006年
- 目的：探讨腰椎形态结构变化对峡部裂性滑脱及小关节退变的作用和意义。方法：采用改良的“非种子区域分割方法”及非平行“最佳切割平面”等一系列新型计算机辅助设计（CAD）方法精确建立包括椎间盘高度、腰椎小关节角、椎间盘前凸角改变的L4～L5活动节段有限元模型；在2700N轴向压缩载荷条件下，分别对各有限元模型的峡部、小关节应力、小关节接触力以及椎间盘负载进行测试。结果：压缩载荷下，腰椎活动节段峡部、小关节等效应力及小关节接触力随椎间盘高度的减小而减小，随小关节角的增大而增加，随椎间盘前凸角的增加而减小。结论：椎间盘高度、腰椎小关节角、椎间盘前凸角等形态结构变化对腰椎节段有限元模型的峡部、小关节应力及小关节接触力有明显的影响。提示腰椎峡部应力性骨折及小关节退变的发生与椎间盘高度、腰椎小关节角、椎间盘前凸角等解剖形态因素有关。
- 刘耀升陈其昕唐小君李方财廖胜辉余世策
- 关键词：有限元方法椎间盘高度
