材料属性分配梯度对椎体有限元模型力学性能的影响

荀福兴    刘雄    张美超

摘要： 目的 研究以灰度值为基础的不同材料属性分配梯度对椎体有限元模型力学性能的影响。方法 对1位健康成人脊柱（T12~L5节段）进行快速CT薄层扫描，在MIMICS中对每节椎骨进行三维重建，通过Geomagic软件处理后，导入ANSYS中进行网格划分，再返回到MIMICS中按2、4、8、10、50、100、200、400份8种梯度对材料属性进行分配，最后重新导入ANSYS软件按照同一载荷条件进行有限元分析。结果2、4、400这3个分配梯度与其他分配梯度相比，应力情况存在显著性差异（P<0.05），而8、10、50、100、200梯度之间计算结果偏差不大。结论 有限元模型材料属性划分不宜过多或过少，10份左右的划分梯度既可以保证运算结果的精确性，也相对可以提高运算速度，尤其适用于临床个性化快速有限元建模。