背景:腰椎棘突間撐開器非融合系統(tǒng)為腰椎退行性疾病提供了一種新的治療選擇。但目前國內(nèi)臨床對于腰椎棘突間撐開系統(tǒng)的應(yīng)用及研究嚴(yán)重不足,對于適用于國人的國產(chǎn)化腰椎棘突間撐開器更是鮮有報道。目的:通過人體腰椎三維有限元分析技術(shù)和山羊腰椎體外生物力學(xué)實驗分析國產(chǎn)新型棘突間撐開器生物力學(xué)特點,驗證新型腰椎棘突間撐開器的科學(xué)性和有效性。方法:(1)國產(chǎn)新型腰椎棘突間撐開器有限元分析:通過正常成人腰椎CT資料建立L₂-L₅椎體三維模型,隨后依次建立國產(chǎn)新型腰椎棘突間撐開器模型、國產(chǎn)新型腰椎棘突間撐開器腰椎非融合系統(tǒng)模型,賦予腰椎生理情況下的力學(xué)條件,對新型撐開器植入前后進(jìn)行生物力學(xué)分析;(2)國產(chǎn)新型腰椎棘突間撐開器體外生物力學(xué)分析:獲取24只成年雄性山羊腰椎(L₁-L₅),在L_3-4棘突間植入國產(chǎn)新型腰椎棘突間撐開器,撐開器植入前后檢測腰椎標(biāo)本前屈、后伸、側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的腰椎活動度與椎間盤壓力。結(jié)果與結(jié)論:(1)在撐開器植入后,責(zé)任節(jié)段后伸時活動范圍及椎間盤壓力減小,相鄰節(jié)段活動度和椎間盤...

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圖1從Mimics17.0軟件讀取斷層影像數(shù)據(jù)

正常腰椎三維有限元模型建立：記錄每位志愿者的性別、年齡。志愿者躺于CT機上，采取平躺放松的姿勢，保持自然生理彎曲以進(jìn)行掃描。采用連續(xù)螺旋CT(LightSpeed64,GE，美國)進(jìn)行T12-S1斷層掃描，掃描條件：電壓120kV、層厚0.625mm、矩陣512×512，....

圖2區(qū)域增長法提取所需骨骼

以stl格式保存建成的三維模型。stl文件無法被主流CAD軟件直接進(jìn)行編輯，需要導(dǎo)入Geomagic12進(jìn)行逆向工程，生成實體。采取網(wǎng)格醫(yī)生命令修復(fù)生成實體中的不良面；通過去除特征命令刪除不必要的特征，對模型進(jìn)行簡化；調(diào)整模型表面的光滑度，簡化三角面；采用自動及手工添加的方式確定....

圖3生成的腰椎實體模型

圖2區(qū)域增長法提取所需骨骼將生成的實體模型另存為step格式導(dǎo)入solidworks中，手工添加椎間盤，并劃分出髓核和纖維環(huán)，見圖4。

圖4添加椎間盤的腰椎實體模型

將生成的實體模型另存為step格式導(dǎo)入solidworks中，手工添加椎間盤，并劃分出髓核和纖維環(huán)，見圖4。將圖4導(dǎo)入Hypermesh中并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分解，最終結(jié)合解剖情況，劃分為四面體單元，劃分結(jié)果，見圖5。

本文編號：3895007