頸椎建模分析及頸部外骨骼設(shè)計(jì)研究.pdf

1、頸部是人體幾何特性和運(yùn)動(dòng)特性最為復(fù)雜，也是人體最容易受到傷害的部分之一。頸部損傷是交通事故中常見的損傷，頸部損傷機(jī)理和損傷防護(hù)已經(jīng)引起了各國政府和研究者的高度重視。 本文通過對(duì)大量參考文獻(xiàn)和前人工作的研究與總結(jié)，對(duì)頸椎建模方法進(jìn)行了深入研究，提出了一套快速頸椎有限元建模方法。采用CT建模方法，圖像數(shù)據(jù)來源于活體，保證模型的準(zhǔn)確性。首先，生物醫(yī)學(xué)軟件Mimics中生成面輪廓；接著，有限元軟件中體網(wǎng)格化；最后，導(dǎo)入Mimics中附材

2、質(zhì)。Mimics利用CT灰度值進(jìn)行附材質(zhì)，相比其他附材質(zhì)法，與真實(shí)結(jié)構(gòu)相似度更高。建模軟件和分析軟件中間未采用第三方軟件進(jìn)行處理，確保了模型的準(zhǔn)確性。通過對(duì)比分析，該頸椎模型輪廓準(zhǔn)確地反映了頸椎的真實(shí)結(jié)構(gòu)。 為保證模型的有效性，本文對(duì)頸椎模型進(jìn)行了生物力學(xué)加載驗(yàn)證。結(jié)果表明，該模型具有良好的生物逼真度，能夠作為頸椎損傷機(jī)理研究的有效工具。本文對(duì)該頸椎模型進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)加載分析，該模型能夠比較準(zhǔn)確的對(duì)人體頸椎在碰撞條件下的響應(yīng)進(jìn)