正常人体C0-T1全颈椎有限元模型的构建及意义

摘要

背景:颈椎的脊柱结构单元是退变和创伤的常见发生部位。建立良好的颈椎模型,对研究颈椎在各种条件下的生物力学变化,达到防治颈椎伤病,改善颈治疗方法和疗效有着重要的现实意义。目的:建立正常人体全颈椎(C0-T1)三维有限元模型,为进一步生物力学研究提供良好的实验应用基础。方法:选择1位正常健康成人志愿者作为实验研究原始数据来源的对象,将通过256排CT薄层扫描获得的原始数据导入硬盘,使用软件将像素提取并编辑,实施逆向重建,通过模拟计算建立C0-T1全颈椎三维有限元模型,并对各方向活动度及力学特征进行验证。结果与结论:实验成功构建了包含韧带的全颈椎三维模型,包括208 631个节点和660 876个单元,各方向活动度良好,除了C0-C1活动度稍大之外,其余节段所有的活动度均落在上述文献资料范围内。该全颈椎(C0-T1)三维有限元模型局部受力及各方向活动度拟真程度高,具有很好的几何相似性,模型真实有效。