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研究生: 謝牧鄰
Hsieh, Mu-Lin
論文名稱: 以CT斷層掃描影像為基礎之脊椎有限元素分析
Spinal Bomechanics Analysis by Finite Element Method based on CT Scanning Image
指導教授: 胡宣德
Hu, Hsuan-Teh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 153
中文關鍵詞: 脊椎有限元素
外文關鍵詞: finite element, spine
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  •   在近四分之一世紀來,利用有限元素法分析結合著計算機強大的計算功能,於脊椎生物力學上已經廣為運用,藉由CT掃描醫院的脊椎段,並利用3D醫學影像軟體,轉成一般CAD可使用的格式,由當中畫出網格,再經由有限元素分析模擬之受力,與臨床實驗比較對於模擬真實人體之脊椎受力現象已有很大的進展。
      本論文不同以往一般做法中的取醫學掃描的幾何外形,再由手動挑出一些幾何上變化較為劇烈的點,當作建立網格分析的基本模型,而是利用醫學影像軟體3D doctor轉變脊椎掃描的切片dicom檔案,再搭配使用PATRAN這套可以生成網格的軟體,嘗試建構出一跟真實脊椎更接近的有限元素網格模型。
      在此篇論文中建立出一幾何外形更為細緻的人體脊椎模型後,先比較元素多寡對於分析結果的收斂性,接著探討腰椎L4-L5部分在受到均佈力量或是前、後、側向力量作用時,對於L4及DISC及L5部分其所受到的最大應力,最大位移及其發生位置之影響,此外,去比較前後縱向韌帶對於腰椎受力的影響,最後並探討當椎間盤經由醫學處理切除部分時,對於L4及DISC及L5部分其所受到的最大應力,最大位移及其發生位置的影響,並比較其狀況之差異。

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    目錄 章節                              頁次 摘要..............................I 誌謝..............................II 目錄..............................III 圖目錄.............................VI 表目錄.............................XI 第一章 前言..........................1 1-1 概述............................1 1-2 腰椎的解剖生理及生物力學特性................3 1-2-1 腰椎生理簡介.......................6 1-2-2 腰部的運動.......................11 1-3 脊椎的病變........................12 1-4 有限元素法應用文獻回顧..................15 第二章 研究方法.......................18 2-1 樣本取得及影像處理....................18 2-2 過去學界所建立的模型...................19 2-3 PATRAN有限元素模型建立..................21 2-3-1 在PATRAN建立實體模型流程................22 2-3-2 轉成ABAQUS軟體分析...................35 2-4 材料性質.........................36 2-5 邊界條件及力量......................37 第三章 收斂性分析......................38 3-1 建立出之五種元素網格模型.................38 3-2 集中力之收斂性分析....................46 3-3 均佈力之收斂性分析....................49 第四章 結果分析.......................53 4-1 應力分析.........................53 4-2 加前後縱向韌帶之應力分析.................66 4-3 有無韌帶之應力比較....................79 4-4 椎間盤受損之應力分析...................89 4-5 椎間盤有無受損之應力比較................114 第五章 結果討論與未來展望.................133 5-1 結果討論........................133 5-1-1 PATRAN建立流程....................133 5-1-2 應力分析結果.....................133 5-1-3 前、後縱向韌帶對於受力時應力值之影響.........134 5-1-4 椎間盤前側向受損之應力分析..............136 5-2 基本假設與未來展望...................137 參考文獻..........................142 附錄............................144           

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    下載圖示 校內:2006-06-27公開
    校外:2006-06-27公開
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