25283.脊柱胸腰部的生物力學(xué)建模與應(yīng)用研究——中國力學(xué)虛擬人的基本問題初探

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文脊柱胸腰部的生物力學(xué)建模與應(yīng)用研究——中國力學(xué)虛擬人的基本問題初探姓名：聶文忠申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師：王成燾20090101卜海交通大學(xué)博上學(xué)位論文摘要3、基于人體骨CT的Hounsfieid值與骨彈性模量之間的關(guān)系，確定椎體松質(zhì)骨和椎體后部結(jié)構(gòu)的材料屬性。通過等效材料分析的方法簡化人體纖維環(huán)的模型。分析人體胸腰部在四個(gè)姿勢時(shí)椎體松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨、后部結(jié)構(gòu)、髓核、纖維環(huán)上應(yīng)力的分布及韌帶受力

2、的變化規(guī)律、椎體骨主應(yīng)力線的分布和脊柱在外載荷及肌肉力作用下的變形。4、根據(jù)一例右胸脊柱側(cè)凸患者的CT數(shù)據(jù)建立了包括胸部至骨盆，肋骨完整的有限元模型，在有限元模型的基礎(chǔ)上根據(jù)病人脊柱畸形的特點(diǎn)研究病人個(gè)性化支具的設(shè)計(jì)。并且根據(jù)臨床實(shí)際加載模擬在不同束緊張力作用下脊柱形狀的變化及支具上的作用力，結(jié)果表明個(gè)性化支具可以有效地矯正冠狀面內(nèi)的畸形并且可以減小如Boston支具引起的副作用。因此個(gè)性化支具的設(shè)計(jì)及分析方法可以有效地幫助矯形醫(yī)生設(shè)計(jì)

3、出更加有效的支具，提高矯形效果，具有重要的臨床實(shí)用價(jià)值。5、在“中國力學(xué)虛擬人”模型庫中選擇L4L5這一基本功能單元模型，通過把L4L5聞的椎間盤替換成人工稚問盤來進(jìn)行人工椎間盤的生物力學(xué)研究和評價(jià)。得出以下結(jié)論：該人工椎間盤可以重建椎間盤的高度，滿足椎間盤的運(yùn)動功能，但會引起椎體上應(yīng)力的改變和增大小關(guān)節(jié)上的受力，因此其長期療效還要通過隨訪進(jìn)一步觀察。本文建立了人體脊柱胸腰部骨肌的三維幾何模型及運(yùn)動學(xué)模型和有限元模型，可以廣泛地應(yīng)用于生