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
تاثیر هوش مصنوعی در مدیریت بحران زنجیره تامین
علیرضا فولاد - شایان مسگر - احمدرضا مسئله - حسین پورابراهیم گیل کلایه
Assessing the Risk of Musculoskeletal Injuries of Workers at the Warehousing Workstation of Iran Tire Company
Mahshad Nazari Jeirani - Amirhossein Mohammadzadeh - Seyedeh Shokouh Azam Mirdamadi - Mohadeseh Sadat Shahangian - Navid Arjmand
کاربرد هوش مصنوعی در مدیریت ارتباط با مشتری
سعیده شریفی علون آبادی - ناصر خانی
نقش کلان داده در رویه ها و ابزارهای حسابداری مدیریت و مدیریت استراتژیک
یونس بادآور نهندی - مهدی زینالی - مینا فرنود احمدی
طراحی آتل شخصی سازی شده با روش نیمه خودکار پردازش تصاویر DICOM
محمدمهدی صفاری - محمدرضا سجادی
Functionally Graded Material Vertebroplasty Screws: A Finite Element Biomechanical Study
Maryam Rahimi - Mohammad Hosein Zadeh-Posti - َAisan Rafiei - Nima Jamshidi
طراحی مدل استفاده از هوش مصنوعی در بازاریابی دیجیتال در صنعت بیمه با روش داده بنیاد
مهناز ذابح غازانی - رویا مصطفوی
تحلیل روند پژوهشهای علمی پیرامون الگوریتم بهینهسازی کلونی مورچگان چندهدفه
ملیحه نیک سیرت - محسن صفاریان
کاربرد هوش مصنوعی در بهینه سازی تولید و کاهش هدر رفت منابع
مریم مژده
بررسی نقش فناوری هوش مصنوعی در فرآیند ایجاد مدل خدمات دستگاه خودپرداز
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - آیدا محمدی - ساحل پرسته
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0