肌肉载荷三维有限元模型的建立与验证
作者：朱睿,于研 来源：2015COA论文汇编 日期：2015-12-10
导读
背景及目的：肌肉是维持脊柱稳定的重要结构，影响着脊柱的负荷。然而，大多数的有限元分析忽略了肌肉载荷，而简化载荷例如从动载荷（Follower Load）更多的被应用。因此，本研究的目的是建立脊柱骨盆复合体的三维有限元模型，模拟腰背部及腹部肌肉，评估肌肉载荷和从动载荷的差异，寻求三维有限元模型的肌肉加载方法。方法：应用既往验证有效的非线性脊柱骨盆复合体三维有限元模型，添加233条相关的肌肉。
背景及目的：肌肉是维持脊柱稳定的重要结构，影响着脊柱的负荷。然而，大多数的有限元分析忽略了肌肉载荷，而简化载荷例如从动载荷（Follower Load）更多的被应用。因此，本研究的目的是建立脊柱骨盆复合体的三维有限元模型，模拟腰背部及腹部肌肉，评估肌肉载荷和从动载荷的差异，寻求三维有限元模型的肌肉加载方法。方法：应用既往验证有效的非线性脊柱骨盆复合体三维有限元模型，添加233条相关的肌肉。通过骨肌肉逆向动态分析模型，计算确定直立位及屈曲位的肌肉力，将其加载至对应的肌肉单元上，获得在肌肉载荷下的L4-5椎间盘内压。之后加载目前应用广泛的从动载荷模拟相同的姿势，比较两种载荷下的椎间盘内压。结果：肌肉载荷下与从动载荷下的椎间盘内压都位于在体测量的范围之内。结论：通过逆向动态分析模型计算肌肉力加载三维有限元模型的方法是合适的。肌肉载荷与从动载荷都反映出较为真实的脊柱负荷，可以根据具体问题进行选择，为未来脊柱有限元模型建模提供了另一有效且真实的肌肉加载变量，通过有效的加载模拟使脊柱在六自由度运动学方面实现最佳生理状态，为病理和生理态脊柱各种疾患提供模拟条件，满足临床医师对脊柱稳定性等生物力学方面的基础研究。
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