【摘 要】
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目的 研究脊椎在脑脊液流体力学作用下应力载荷分布,为开发脑脊液生物反应器提供方案支持和实验数据支撑.方法 合理设定阈值,利用CT数据建立脊椎—脑脊液流固耦合模型;对三维
【机 构】
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杭州电子科技大学自动化学院(人工智能学院),浙江杭州,310018;复旦大学医学院上海第五人民医院,上海,201100
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目的 研究脊椎在脑脊液流体力学作用下应力载荷分布,为开发脑脊液生物反应器提供方案支持和实验数据支撑.方法 合理设定阈值,利用CT数据建立脊椎—脑脊液流固耦合模型;对三维模型进行结构化网格划分预处理后,采用有限元分析软件进行力学模拟仿真;对比分析脑脊液流速分别为5cm/s、8 cm/s及12 cm/s条件下,硬脊膜及脊椎的应力分布与形变.结果 脑脊液流动过程中,其表面速度由多个切向分量构成,在硬脊膜横截面的曲率最大处,产生了最大速度矢量值,且当流速为5cm/s、8cm/s和12 cm/s时,该值分别为13.42 cm/s、16.29 cm/s和58.78 cm/s.3种流速下,硬脊膜的最大应力分别为4.3837×10-5 Mpa、7.3233×10-5 Mpa和3.1131×10-4 Mpa;位移量分别为0.1317 cm、0.2007 cm和0.5509 cm.脊椎应力最大值分别为5.5856×10-5 Mpa、8.7411×10-5 Mpa和6.9357×10-4 Mpa.结论 脑脊液流速增大会导致脊椎骨应力增加;应力变化对周围组织产生横向位移,导致应力向周围组织扩散.
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