《表1 三维模型各种有限元材料参数》

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《新型后路寰枢椎板间融合器生物力学特征的有限元分析》

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采用64排西门子螺旋CT扫描枕骨及上颈椎，扫描范围为颅底至C3，层厚1.0 mm，获得二维断层图像，重建冠状位及矢状位，以Dicom格式文件输出并保存。将Dicom格式的CT原始数据导入Mimics10.01（比利时Materialise公司），根据各种组织不同的灰度值，通过阈值分割提取相应的骨组织，建立上颈椎三维骨性模型。保存为STL格式并导入Geomagic Studio 2013进行图像优化处理，获得光滑、解剖结构详细的枕骨-寰枢椎三维实体模型，再以STP格式保存并导入Soliworks中，重建软骨、小关节、韧带组织（前纵韧带、齿状突韧带、项韧带、翼状韧带、棘间韧带、后覆膜、前覆膜、关节囊），将钉棒系统螺钉连接于寰枢椎双侧椎弓根，寰枢椎板间融合器小钛钉连接于左侧寰椎后弓及枢椎椎板，进而建立寰枢椎钉棒内固定系统、寰枢椎板间融合器CAD模型，见图1。将枕骨、寰枢椎及关节软骨、钉棒系统、寰枢椎板间融合器保存为STEP格式，韧带另保存为IGS格式，分别导入有限元分析软件Abaqus 6.14-1（美国HKS公司）中，构建寰枢椎板间融合器联合后路钉棒内固定系统的三维有限元分析模型，见图2。模型中软骨面定义为滑动接触关系，摩擦系数为0.3，其他接触面定为绑定关系。模型中所涉及的所有生物力学材料的材料力学特征均假定为非均质、连续和各向同性。具体参数杨氏模量（Young’s modules）和泊松比（Pisson’s ration）参考文献资料[26-32]，具体见表1。