【摘 要】
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目的 运用有限元方法模拟腰椎爆裂骨折的过程,观察腰椎在轴向压缩载荷作用下松质骨内的应力分布情况.方法 建立正常人体胸腰段(T12 ～L2)运动节段的三维有限元模型,在T12椎体上
【机 构】
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沈阳市第五人民医院骨科,沈阳,110023;沈阳市第五人民医院医学影像科,沈阳,110023
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目的 运用有限元方法模拟腰椎爆裂骨折的过程,观察腰椎在轴向压缩载荷作用下松质骨内的应力分布情况.方法 建立正常人体胸腰段(T12 ～L2)运动节段的三维有限元模型,在T12椎体上表面施加不同等级的压力(0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 kN),模拟腰椎爆裂骨折发生时椎体承受的不同等级的轴向压缩载荷.将连接椎体上下终板凹面顶点的连线7等分,在此基础上将L1椎体中的松质骨划分为7个具有统计节点的层面,每个统计层面划分成6个统计区.分别测量L1椎体松质骨内3个层面(第1、4、7层面)18个统计区的平均应力.在同一等级载荷下对3个层面内的平均应力进行单因素方差分析,分析腰椎椎体松质骨内不同载荷作用下的应力分布情况.结果 在5个不同等级载荷下,第1、7层松质骨平均应力分别与第4层比较有统计学意义(P＜0.05),而第1、7层平均应力比较无统计学意义(P＞0.05).轴向加载时,相比第1、7层应力,椎体松质骨中间层面(第4层)应力最小.结论腰椎在轴向压缩载荷作用下,椎体松质骨内存在应力集中的现象,接近椎体上下软骨板的松质骨应力较大,而椎体松质骨中间层面应力较小,椎体内应力集中分布在上下软骨板的特点与腰椎爆裂骨折所致终板破裂的生物力学机制相一致,提示腰椎椎体骨结构损伤可能与椎体内应力集中有关.
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