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문제 정의
- 본 연구는 나사 시스템에 동적 특성을 부여하는데 그 목적이 있으며, 이를 통하여 질환이 있는 요추부의 고정 치료와 동시에 동적 거동이 가능하여 퇴행성 질환은 방지할 수 있도록 하였다. 이를 위하여 기존에 나사 헤드(screw head)에 동적 요소를 부여하는 방식과는 달리 로드(rod)에 동적 요소를 부여하였다.
- 플렉시블 로드를 적용한 나사시스템은 앞서 기술한 바와 같이 다양한 인체 운동에 의해 척추와 함께 변형을 가지게 된다. 본 연구에서는 요추에 가해지는 모멘트로 인해 발생되는 플렉시블 로드의 응력 분포를 해석적 방법을 통하여 파악하고, 이를 통해 구조적인 안정성을 평가하고자 하였다. 해석을 위한 경계조건으로 L4 요추를 고정하였고, L1 요추에 전방 굽힘(flexion), 후방 굽힘(extension), 측면 굽힘(lateral bending) 운동 조건에 각각 10N·m의 모멘트를 인가하였다.
가설 설정
- 요추 운동은 L1-L4 사이의 상호 유기적인 관계가 있으나, 시술된 플렉시블 로드가 적용된 나사 시스템에 전달되는 역학 특성을 분석하기 위해 나사시스템 시술은 L2-L3 추체에 시술된 것으로 가정하였다. 구조해석을 위한 해석모델 요소화는 tetrahedrons mesh와 dominant mesh가 혼재된 hybrid mesh를 사용하여 수행하였으며, 생성된 노드(node)는 336,972개, 요소(element)는 187,970개이다[그림 4].
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