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寰枢椎复合骨折三维有限元模型模拟分析

Analysis of a three-dimensional finite element model of atlas and axis complex fracture

摘要:

目的 探索寰枢椎复合骨折三维有限元模型的临床应用.方法 在正常全颈椎有限元模型的基础上,应用有限元ABAQUS 6.12软件,建立4种不同类型的寰枢椎复合骨折的全颈椎有限元模型:C1(Jefferson)骨折+C2(Ⅱ型骨折)、C1(Jefferson)骨折+C2(Ⅲ型骨折)、C1(Jefferson)骨折+C2(Hangman)骨折、C1(Jefferson)骨折+C2(稳定性骨折)模型(FEM/fracture) (FEM/fracture),测量颈椎在前屈、后伸、侧屈、旋转等工况下活动度(ROM),并与正常全颈椎有限元模型测量结果进行比较.结果 建立的寰枢椎复合骨折有限元模型几何相似性好,各个工况下活动度在不同节段有不同改变.C1骨折+Ⅱ型齿状突骨折其C0/1、Ci/2相对于正常模型前屈+后伸、侧屈、旋转活动度明显增加,分别增加57.45%、29.34%、48.09%及95.49%、88.52%、36.71%;C1骨折+Ⅲ型齿状突骨折其C0/1、C1/2节段分别增加47.01%、27.30%、45.31%及90.38%、27.30%、30.02%;C1骨折+Hangman骨折其C0/1及C1/2分别增加32.68%、79.34%、77.62%及60.53%、81.20%、21.48%;C1骨折+稳定性枢椎骨折其C0/1及C1/2分别增加15.00%、29.30%、8.47%及37.87%、75.57%、8.30%.结论 不同类型寰枢椎复合骨折三维有限元模型能较好模拟临床实际情况,可对寰枢椎复合骨折的患者进行生物力学研究,寰枢椎复合骨折时比无损伤状态时有更大活动度,提示应进行手术处理.

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