【摘 要】
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目的 寻求一种基于CT断层图像快速且精确地建立全股骨三维有限元模型的方法,并应用有限元分析其力学特性以评价建模方法的优势.方法 在Mimics中直接读取符合Dicom 3.0标准的
【机 构】
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天津医科大学总医院骨科,天津医科大学生物医学工程系
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目的 寻求一种基于CT断层图像快速且精确地建立全股骨三维有限元模型的方法,并应用有限元分析其力学特性以评价建模方法的优势.方法 在Mimics中直接读取符合Dicom 3.0标准的股骨原始CT数据,经阈值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型,后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型,然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型和统一弹性模量的模型加载200N的垂直载荷,比较两者应力分布的异同.结果 获得的股骨有限元模型共含有143 780个节点和99 650个四面体单元,其弹性模量与CT值(密度)相关分布,取值范围在6.01～15.59 GPa之间.与统一弹性模量的模型相比较,应用Mimics得到的模型其应力呈现离散性分布.结论 应用Mimics可以建立更符合股骨机械结构和力学性质的三维有限无模型,同时缩短了建模时间,据此模型得到的股骨力学特性分析结果更为可信,以辅助指导临床应用.
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