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目的:①建立并验证枢椎三维有限元模型,以用于进一步的实验研究.②探讨齿状突前部垂直方向上不同角度载荷下齿状突应力分布及预测可能出现的骨折类型。③探讨齿状突前部水平方向上不同角度载荷下齿状突应力分布及预测可能出现的骨折类型。方法:①数据资料来源于一名健康成年男性例行体检资料,用德国西门子公司的Somatom Sensation64超高速64层螺旋CT机,对颈椎进行连续扫描,得到DICOM格式图片,导入到医学三维重建软件Mimics中,生成三维表面模型,利用网格化工具,对三维表面模型进行网格划分,生成网格化的枢椎表面三维图像.随后导入到ANSYS ICEM CFD 10.0前处理软件中,生成三维实体,确定单元类型赋予相应的材料属性.然后将实体模型导入到ANSYS 10.0有限元软件中,在模型双侧上关节面加载共50N的预载荷,给定边界条件限定枢椎下方的终板、双侧下关节面以及棘突下方在各个自由度上的活动,选取齿状突前部前寰齿关节面区域的一组点为加载点.①采用两种不同加载方式验证模型:(1)于所选取的点上加载1736N的作用力,方向指向后方:(2)于所选取的点上加载1279N的作用力,方向于矢状面呈45°,方向指向侧后方,两种方式分别运算,所得数据与文献数据进行对比,②于所选取的点上加载200N的作用力,与冠状面所呈角度范围从-60°到60°,依次间隔15°。③于所选取的点上加载200N的作用力,与矢状面所呈角度范围从0°到45°,依次间隔15°。结果:①有限元模型验证的两种加载方式所得到的数据与文献所得到的生物力学试验一致,Von Mises应力分布图可以预测骨折类型,后伸载荷下产生Ⅲ型齿状突骨折,最大应力为123Mpa;倾斜45°载荷下产生Ⅱ型齿状突骨折,最大应力为121MPa,与所报道的齿状突皮质骨的屈服应力(138MPa)分别相差11%和12%,模型可用,②在垂直方向上从-60°到60°不同方向的作用力所产生的模型的应力分布模式有渐进性变化,Von Mises应力分布图预示的骨折类型可能由Ⅲ型骨折转变为Ⅱ型骨折,且最大应力值逐渐增大,③在水平方向上从0°到45°不同方向的作用力所产生的模型的应力分布模式有渐进性变化,Von Mises应力分布图预示的骨折类型可能由Ⅲ型骨折转变为Ⅱ型骨折,且最大应力值逐渐增大。结论:①我们建立的有限元模型可以模拟枢椎的生物力学特性,②齿状突前部受到垂直方向上和水平方向上不同角度的作用力时,随着角度逐渐向下方增大,模型的Von Mises应力分布图预示的骨折类型可能由Ⅲ型骨折转变为Ⅱ型骨折,模型显示皮质骨较松质承受主要应力