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腰椎后路多节段内固定技术的
有限元研究及临床观察(一)


    有限元分析法在腰椎生物力学研究中的特点
    研究脊柱生物力学性质,首先需要建立合适的分析模型。目前脊柱力学分析的常见研究方法有:物理模型、动物模型、尸体模型机最近兴起的计算机模型。物理模型:常用于交通事故伤害测定及材料评价,由于缺乏生物逼真度,无法体现生理状态,应用及其有限:动物模型:虽然能充分体现活体特性,监测生理反应,但是由于实验动物多为四肢行走,脊柱结构及功能与人类相异较大,不能完全合理的解释人类脊柱特有的问题,同时更为重要的是,不能准确的得到其内部的实验数据,对进一步力学分析造成困难;尸体模型:在几何结构和材料特性方面具有优势,实验得出的结果在生物力学方面的可利用价值最高,但模型己经失去了活体组织的特性,缺乏相应的物力学变化,而且实验费用高、标本取材困难、可重复性较低等使其应用受到限制。

    有限元分析法能够直接测量实验模型局部和内在的力学反应,很好的弥补了传统生物力学方法的不足,具有其他方法不可代替的作用,是离体实验的有力补充。其在脊柱外科生物力学研究中具有如下优势:
    1)可以逼真地建立三维结构模型,具有高度几何相似性及生物力学材料特性,并能得到模型内部的生理信息。如椎间盘和关节突关节的应力分布等;
     2)可模拟不同研究工况,反复使用同一模型进行各种加载工况下的计算,也可进行修正重建以模拟任何病理状态;
    3)可提供模型任何部位的应力和位移,可以求解获得不同实验条件下任意部位变形等生物力学变化;
    4)可用数学形式对模型的各种性能条件进行概括、可重复计算、节约实验成本;同时由于计算机的应用,数据处理变得快捷、准确;
    5)模拟脊柱手术设计方案及脊柱新器械的应用评价,促进脊柱外科技术的不断发展和提高。

摘自《腰椎后路多节段内固定技术的有限元研究及临床观察》
作者:刘建航,博士;学位授予单位:南方医科大学;年度:2013年

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