Please wait ...
0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Finite Element Analysis of Lumbar Spine Biomechanics Following Cement Augmentation with Different PMMA Volumes: A Comparison with Intact Spine
Authors :
Reihane Yazdani
1
Mohammdjavad (Matin) EinaAfshar
2
Azadeh Ghoochani
3
Nima Jamshidi
4
1- University of Isfahan
2- Aalborg University, Denmark
3- University of Isfahan
4- University of Isfahan
Keywords :
Bone cement augmentation،Vertebral compression fracture
Abstract :
This study presents a finite element analysis (FEA) of lumbar spine biomechanics following cement augmentation with varying volumes of polymethylmethacrylate (PMMA), aiming to identify the optimal volume for vertebral stability while minimizing stress on adjacent segments. A three-dimensional model of the L2–L3 motion segment was constructed from CT scans of a 50-year-old female patient using MIMICS and 3-Matic software. The cortical shell thickness was set to 1 mm, endplates to 0.8 mm, and the intervertebral disc was modeled based on patient anatomy and literature. Cement was idealized as a cylinder coaxial with a pedicle screw and embedded within the trabecular bone. Three cement volumes—1.0 mL, 1.5 mL, and 2.5 mL—were analyzed alongside an intact control model. Boundary conditions included full constraint of L3 and application of compressive and bending loads to L2. Simulations were performed using Abaqus CAE 2022 under dynamic explicit conditions. Results showed that 1.5 mL cement reduced compressive stress by 29.9%, while 2.5 mL yielded the greatest reductions in flexion (56.2%), lateral bending (2.5%), and axial rotation (3.3%). The intact vertebra exhibited maximum von Mises stress of 86.35 MPa under compression, compared to 60.5 MPa and 70.54 MPa for 1.5 mL and 2.5 mL cement, respectively. These findings suggest that moderate cement volumes offer superior biomechanical performance across multiple loading scenarios. Despite modeling simplifications, the study supports the use of simulation-based planning to optimize cement volume and enhance procedural safety in vertebral augmentation.
Papers List
List of archived papers
ارتباط بین روابط سیاسی و افشای مسئولیت پذیری اجتماعی شرکت
بیتا دلنواز اصغری - مهنا پیرایه جو - نیما رضااوغلی سقا - مائده خاکسار
کاربرد EEG در تحلیل واکنشهای مشتریان صنعتی (B2B Neuromarketing)
علی نظیری فیروز سالاری - علی قهرمانی
مروری بر کاربردهای هوش مصنوعی درصنعت
امیرپاشا گرگان نژاد - لاریسا خدادادی
ارزیابی ساختار بازار حسابرسی در ایجاد ارزش افزوده اقتصادی در صنعت فولاد
کریم ستاری - محمدرضا عباسی استمال
بررسی تأثیر ریسک اطلاعات مالی و بندهای تعدیلی حسابرسی بر وجوه هیئتمدیره مشترک در شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
حمیدرضا عزیزی - عرفان تخستین حلم
ناکارایی سرمایه گذاری و ریسک درماندگی مالی: مطالعه نقش تعدیل کننده کمیته حسابرسی
رحمت اله محمدی پور - مرضیه پناهی - مینا باقری طادی
مروری بر سیر تحول نظری برنامهریزی منطقهای مبتنی بر زنجیره ارزش با تاکید بر صنایع نساجی و پوشاک
محسن رفیعیان - شبنم جعفری
A Comparative Analysis of Simulated and Experimental Acoustic and Thermal Behavior of HIFU
Maryam Fazeli - Remi Souchon - Cyril Lafon - Mehran Jahed
Effects of Athletic Status on Plantar Pressure Distribution and Biomechanical Foot Health in Children and Adolescents
Amin Partovi fard - Mahmoodreza Azghani - Sadra Jalalli - Elham Hazrati - Samin Asghari
Mitigating MRI Domain Shift in Sex Classification: A Deep Learning Approach with ComBat Harmonization
Peyman Sharifian - Mohammad Saber Azimi - Masoud Noroozi - Alireza Karimian - Hossein Arabi
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0