C4-C6颈椎节段受压生物力学特性分析  

Biomechanical Behavior of the Human C4-C6 Cervical Motion Segment under Axial Compression

作　　者：孙莉[1] 刘更[1] 彭雄奇[1] 

机构地区：[1]西北工业大学机电学院,陕西西安7100722

出　　处：《西北工业大学学报》2009年第1期18-23,共6页Journal of Northwestern Polytechnical University

基　　金：陕西省自然科学基金(2004E225;2005E226);西北工业大学青年科技创新基金(W016224)资助

摘　　要：文章利用影像诊断技术(CT扫描)获得的人体颈椎三维图形,配合相关的生理解剖学知识,建立了颈椎C4-C6运动单元完整和精确的有限元模型。这一模型包括了颈椎C4-C6运动单元的各节骨骼、椎间盘和各种韧带。在这一颈椎运动单元的有限元模型中,椎间盘纤维环材料模型为作者前期提出的一种超弹性的、考虑基质与纤维剪切相互作用的纤维加强复合材料模型,其余的均简化为线弹性材料模型。文中模拟了颈椎受到轴向压缩载荷时的生物力学特性,分析了不同椎间盘纤维环材料模型对椎间盘生物力学响应的影响,得出的有限元分析结果(颈椎力-位移关系)与文献中的轴向压缩实验数据较为吻合。颈椎有限元模型在受到压缩过程中,椎间盘纤维环背侧的应力变化最为明显。文中采用有限元方法所得出的颈椎生物力学特性可以为临床上颈椎不稳和椎间盘纤维环退变的诊治提供生物力学依据。Based on the 3-D CT scanning image of the human cervical spine,we develop a detailed and anatomically accurate human cervical finite element model for the C4-C6 motion segment to investigate the biomechanical properties of the cervical spine under axial compression.This model includes the vertebrae,intervertebral disc and various ligaments.In this paper,the annulus fibrosus in the intervertebral disc is modeled by using a nonlinear,hyperelastic fiber reinforced model with fiber-matrix shear interaction deve...

关 键 词：颈椎 C4-C6节段 生物力学 应力分析 有限元法 

分 类 号：R318.01[医药卫生—生物医学工程]