胸腰椎有限元模型的建立及椎管内骨折块间接复位的生物力学分析

目的 建立T12～L2节段有限元模型,模拟椎管内骨折决在不同占位比例下,比较牵伸与非牵伸椎体组后纵韧带回缩力,探索骨折块的间接复位机制.方法 通过螺旋CT扫描获得胸腰椎区域图像,导入Mimics软件获得三维几何模型;应用有限元软件Abaqus,建立正常T12～L2节段有限元模型和L1骨折块有限元模型;将模型分为牵伸T12椎体2mm组和非牵伸组(以下简称牵伸组和非牵伸组),分别设置50％、40％、30％、20％、10％的骨折块椎管内矢状直径占位比(sagittal canal diameter occupying ratio,SCDOR),比较两组后纵韧带的弹性回缩力.结果 建立了有效的T12～L2节段有限元模型;当SCDOR为50％、40％时,牵伸组与非牵伸组韧带回缩力分别为92.14 N、95.25 N和82.33N、84.99N,两组差异较小;当SCDOR小于30％时,牵伸组回缩力明显高于非牵伸组.结论 建立了有效的T12～ L2节段有限元模型,可用于有限元分析.当SCDOR在40％以上时,牵伸椎体对增加后纵韧带回缩力的作用有限.SCDOR在30％以下时,牵伸椎体可明显增加后纵韧带回缩力,有利于骨折块的复位.