有限元动态仿真建立4岁儿童“枕-寰-枢”关节模型

摘要

背景:儿童枕-寰-枢关节在形态发育、生理特性等方面有自身的特征,临床损伤较常见。建立有限元模型可更好地了解损伤机制,并为其颅颈交界区疾病的预防、诊治及内固定术器械设计、研发提供理论依据。目的:建立儿童C_(0)-C_(2)三维有限元模型,为进一步生物力学研究提供实验应用基础。方法:选择1例4岁正常儿童作为实验研究原始数据来源,通过64排螺旋CT薄层扫描获得原始数据,用Mimics、Geomagic Studio、Hypermesh、Abaqus等软件模拟建立C_(0)-C_(2)关节三维有限元模型,并对各方向活动度及力学特征进行验证。结果与结论:成功构建了包含韧带的4岁儿童C_(0)-C_(2)三维模型,包括444927个网格单元,657617个节点,各方向活动度良好,除C0-C1在前屈及左、右旋转运动度较大外,模型其他各方向运动范围均位于参考值范围。该C_(0)-C_(2)三维有限元模型局部受力及各方向活动度拟真度高,具有较好的几何相似性,模型真实有效。