人体胸廓三维有限元模型的建立过程和应力分布特点

摘要：

目的：探讨人体胸廓三维有限元模型的建立过程和应力分布特点，以证实三维有限元模型的可靠性，为心肺脑复苏急救时胸外按压机制和效果提供生物力学依据。方法胸部多层螺旋CT扫描辅助下成功建立人体胸廓三维有限元男女模型各一个，模拟垂直胸外按压，分析人体胸廓三维有限元模型的各部位胸廓位移和应力特点。结果成功建立脊柱、锁骨、肋骨和胸骨等胸廓结构的三维有限元模型，男/女共741006/760816个节点，男/女共316034/326785个单位。参照CT影像学特点将人体胸廓三维有限元模型分为6种材料性质。模拟垂直胸外按压，向下移位最大的胸廓部位为胸骨，应力主要分布于肋骨最后部位。静态加载时，胸骨位移恒定情况下，男性所需外力明显大于女性，两者比较差异具有统计学意义(P<0.05)。胸骨第4、5肋间、第5、6肋间达到相同位移时需要较小的外力，与胸骨3、4肋间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。动态加载达到相同位移时所需外力较静态加载大，且随着频率增大，胸廓实际所承受的载荷逐渐减小，在80~100次/min时，相同外力作用下胸骨位移增加，但在110次/min时胸骨位移下降。结论建立人体胸廓三维有限元模型需提供精准的胸廓组织结构信息，为人体胸廓体外按压提供生物力学依据。

关键词：胸廓、三维有限元模型、建立、应力

分类号：R336(人体生理学)

资助基金：广东省自然科学基金编号S2011040001103

在线出版日期：2015-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共3页

页码：632-634