腰椎间盘突出症力学特征的仿真计算方法研究

摘要

目的：建立一种腰椎间盘突出症力学特征数值计算分析模型,为腰椎间盘突出症的力学机理提供一种检测评估方法.rn 方法：利用健康成人L4～L5腰椎运动节段CT影像资料,采用Mimics10.01医学图像处理软件和Geomagic10.0逆向工程软件分别建立L4～L5腰椎运动节段的椎骨和椎间盘,并在Ansys软件中附加腰椎相关韧带及通过改变椎间盘突出后对应的材料属性, 建立腰椎L4～L5运动节段有限元模型,构建正常模型和腰椎间盘突出模型,运用有限元方法模拟正常椎间盘和突出椎间盘在轴向压力、前弯、侧弯、旋转和后伸等五种载荷下生物力学特征参数.rn 结果：椎间盘突出后,改变了椎间盘的应力分布及传递载荷的能力,应力集中于纤维环后外侧;在相同的载荷情况下,突出的椎间盘的最大形变量比正常椎间盘的大;椎间盘突出模型的小关节突接触力比正常模型的小关节突接触力大.rn 结论：椎间盘突出后,椎间盘的承载功能下降,关节突的应力水平升高,小关节的负荷增加,从而导致腰椎稳度下降.