FEM modelling of osteoporotic vertebra L1 due to bending load

Abstract

The article presents modeling of human lumbar vertebra L1 and it‘s stress analysis using finite elements method. The problem of tissue degradation is raised. Using the computer aided modeling with SolidWorks software the numerical model of lumbar vertebra and intervertebral disks were created. The article contains statistics of spreading of osteoporosis, description of modeling meth-ods and the results of bending test for various types of tissue degradation.

Article in Lithuanian.

Osteoporotinio slankstelio L1 įtemptojo būvio skaitinis tyrimas BEM esant lenkimo apkrovai

Santrauka 

Straipsnyje yra atliekamas stuburo juosmeninės dalies slankstelio (L1) modeliavimas ir tyrimas baigtinių elementų metodu (BEM). Yra sukuriamas erdvinis skaitinis modelis programinės įrangos SolidWorks aplinkoje. Sudaroma slankstelio skaičiuojamoji schema, modeliui suteikiama lenkimo apkrova sagitalinėje ir frontalinėje plokštumoje. Nagrinėjamas modelio įtemptasis būvis kartu simuliuojant senėjimo procesų ir osteoporozės poveikį, kuris pasireiškia audinio silpnėjimu. Audinio degradacija yra modeliuojama taikant empiriniu būdu nustatytas išraiškas, kurios nurodo priklausomybes tarp mechaninių savybių ir akytojo kaulo tankio.

Raktiniai žodžiai: skaitiniai tyrimai BEM, biologinių audinių modeliavimas, kaulo tamprumas, osteoporozė, slankstelis.

Keyword : finite element method, bone tissue elasticity, lumbar vertebrae, osteoporosis, vertebra