基于CT数据儿童股骨逆向工程研究及有限元分析

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:heroszk2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文基于二维CT横断面数据、DICOM标准和Mimics软件实现人体骨骼三维重建,详细叙述了医学三维重建的整体思路和具体过程,无创性地重建正常儿童近端股骨、髋脱位儿童股骨与髋关节的复杂形态,所建模型细致逼真,形态还原性好,可以被任意旋转并从不同角度观察。本文运用Mimics和Ansys软件导入导出CT横断面数据并通过Ansys中的APDL语言编程、最终建立三维有限元模型。本文叙述了儿童股骨近端有限元模型和对其分配材料属性的过程,并根据CT值—表观密度—弹性模量间的经验关系定义材料特性参数。基于CT数据的股骨三维有限元建模方法,其优点包括:1可以充分利用CT数据所提供的关于股骨的几何形态和材料特性信息,保证有限元分析结果的精确性;2此方法的材料特性设置较以往分配单一材质的方法更能表现骨骼材料的非均匀性,并且该方法无需确定密质骨、松质骨和骨髓的分界面,可以大幅缩短建模时间。本文通过对正常儿童股骨近端和髋脱位股骨近端有限元应力分析,研究结果显示:(1)在相同载荷下髋脱位侧股骨最易变形,所以患有髋脱位和髋关节脱位术后的儿童应尽量使其避免受到过大的载荷,防止骨折现象的发生;(2)儿童股骨上段内、外侧尤其是股骨颈内侧相当于股骨距部位应力水平较高,该部位的骨皮质最厚而且密度最高,可以承受身体上部的重量在该部位形成的高应力而不致疲劳骨折。这种应力和骨密度分布方式既符合最基本的力学原理,又是Wolff定律的又一佐证,再次体现人体内各种组织结构和功能的一致性;(3)应变与应力相一致,根据应力云图可以看出股骨颈部位应力水平较高,当受到暴力时最易发生骨折的部位应为股骨颈处。在体育锻炼和骨折后治疗等方面应注重这些区段的保护。总之,本研究通过基于CT数据儿童股骨逆向工程研究及有限元分析,对比分析了患有髋脱位儿童股骨和发育正常儿童股骨在双腿站立、单腿站立以及不同状况下的生物力学变化特性,此研究结果能够有效评价发育性髋关节脱位股骨近端不同状况下的变化模式,十分有助于预测发育性髋关节脱位患儿股骨可能出现的畸形变化发展。三维有限元方法是一种简便实用的生物力学研究方法,可作为实验生物力学研究方法的验证和补充。
其他文献
文眼是文章的点题之笔,文眼有助于写作和阅读中把握题旨。文眼的部位在开头和结尾,在议论、抒情、细节描写及标题之中。
基于语文学科核心素养之语言的建构与运用、思维的发展与提升两层面,针对初中考场记叙文写作中素材运用的现状,文章从"读写转化"的角度阐述并例说对写作素材进行精细加工的四
由于中小企业技术创新的特殊性,使其在发展中面临诸多风险,而融资风险是制约中小企业技术创新的主要问题。基于ANP模型评价法,对经济欠发达典型地区——甘肃省中小企业技术创
目的健身气功八段锦在慢性阻塞性肺疾病稳定期肺康复中的疗效评价。方法选取2017年1月至2019年1月我院收治的82例慢性阻塞性肺疾病患者,随机分为两组,对照组进行常规治疗,研
【正】 1991年9月11日《文汇报》彭荆风在《病中的沈从文先生》一文中记下了沈老晚年对文学创作的一些意见。有些人提倡“玩”文学,沈老表示“连连摇头”,“哪能这样?从前我
<正> 早在本世纪初,人们就发现乙酰胆碱(Ach)是一种具有生物活性的物质,1921年 Loewl通过蛙心灌流实验初步证明 Ach 具有神经递质的作用,1929年 Dale 与 Rudly 从马与公牛的
目的:采用锥形束CT (cone-beam computed tomography.CBCT)观测健康人上颌前牙牙根形态及牙根直径变化特点,分析桩道制备的适合长度和角度,为上颌前牙的桩备器械和桩核材料的
目的:探讨双源CT双能成像在孤立性肺结节(SPN)中的临床应用价值。方法:本研究共收录47例SPN患者,男性31例,女性16例,平均年龄(65±3.7)岁。其中经病理证实恶性34例,良性13例。
骨髓间充质干细胞是来源于骨髓的成体干细胞,与造血干细胞不同,它具有自我更新和多向分化潜能,被广泛应用于肺损伤的治疗中.Wnt信号通路可以调控骨髓间充质干细胞(MSCs)的增殖
目的:观察6%羟乙基淀粉预扩容对颅脑外伤患者围术期血流动力学及炎症因子的影响。方法:选取2011年1月~2016年6月我院收治的颅脑外伤患者82例作为研究对象,随机分为两组,观察组4