肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

背景：肱骨骨折治疗方法多样，但是也常常遗留严重的并发症如骨不连等，尝试采用新的生物力学分析手段，以期为肱骨折、骨不连的功能预后提供新思路。目的：构建肱骨三维模型，并探讨其相关的生物力学意卫。设计：掏建肱骨三维有限元模型。单位：一所军医大学的附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院共同开展，材料：实验于2002—04／2004—04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成．选择典型的成年男性湿肚骨标本一根。方法：选择湿脏骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像．采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨三维横型，主要观亲指标：①构建的肱骨三维有限元模型的生物力学特性。②与实际临床的区别以及主要的相同点。结果：所构建肱骨三维模型，逼真反映肱骨真实解剖态及生物力学行为，同时与CT切片图相对比以判断其精确性。结论：肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的：分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememory connector，SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果：所构建SMC固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：SMC固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

目的 肱骨骨折治疗方法多样，但是常遗留严重的并发症如骨不连等，介绍肱骨三维模型的构建并探讨其相关的生物力学意义，以期为肱骨骨折、骨不连的治疗提供新思路。方法 选择湿肽骨标本行CT成像得到肽骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型。结果 所构建肱骨三维模型，逼真反映肽骨真实解剖形态及生物力学行为，同时与CT切片图像对比以判断其精确性。结论 肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

目的肱骨骨折治疗方法多样,但是常遗留严重的并发症如骨不连等,介绍肱骨三维模型的构建并探讨其相关的生物力学意义,以期为肱骨骨折、骨不连的治疗提供新思路。方法选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型。结果所构建肱骨三维模型,逼真反映肱骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图像对比以判断其精确性。结论肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

构建并验证儿童肱骨髁上骨折三维有限元模型

背景:有限元法最核心的部分就是有限元模型的建立,所建立模型的精确度和建模所需的时间直接体现了该方法的可行性与有效性.随着建模方法的发展,骨科有限元分析的范围也逐渐从早期的股骨拓展到脊柱、四肢,而采用DICOM数据直接建模法建立儿童肱骨模型并进行有限元分析,国内外文献尚未见相关报道.目的:建立并验证儿童肱骨二维有限元模型,并应用该模型探讨儿童肱骨髁上骨折和肘内翻发生的机制.设计、时间及地点:观察验证性实验,于2007-07/09在大连交通大学机械工程学院CAD/CAE研究中心完成.对象:选择山西医科大学第二医院放射科1例左肱骨髁间粉碎骨折患者CT图像,男性,4岁,采集右侧对照CT图像.方法:扫描层厚为1.25mm,无间隔,将所得图像数据导入到医学图像处理软件mimics中,生成肱骨三维模型.然后以IGS格式输出导入到专业有限元网格制作软件HYPERMESH中,生成三维有限元模型.最后导入有限元分析软件ANSYS进行有限元分析.主要观察指标:不同载荷下尺侧和桡侧平均应力值.结果:①模型检验与体外生物力学实验的数据基本一致.②肱骨髁上区可见明显的应力交界区.③肱骨尺侧应力大于桡侧.结论:①本实验所建立模型真实可信,可用于生物力学分析.②肱骨髁上骨折模型与实际骨折基本一致,进一步形象地证实了肱骨髁上骨折发生于骨形状及皮松质骨交界区.③尺侧皮质受损大于桡侧是肘内翻畸形的基本力学因素.     

应用Mimics软件建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后的有限元模型

背景：双侧升支矢状劈开截骨术是正颌外科常见的治疗方法之一,仃限元法成为研究双侧升支欠状劈开内阎定后生物力学的重要方法。目的：快速建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后有限元模型,寻求一种更为快捷、精确的矢装劈开内固定的三维有限元模型,为研究下颌骨矢装劈开内固定后生物力学打下基础。方法：应J用簿层CT,Dicom标准和Mimics软件,结合MSC．Patran三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理。结果与结论：建立了精确的下颌骨双侧矢装劈开内固定后三维有限元模型。使用Dicom标准和Mimics软件获取三维模型,直接写入MSC．Patran三维有限元软件,提高了建模效率。提示薄层CT、Dicom标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,司时Mimics软件直接建立矢装劈开内固定三维模型,极大程度提高了建模效率,为生物力学分析打下基础。     

儿童肱骨三维有限元建模及验证☆

背景：有限元数值模拟力学实验方法是对人体进行生物力学结构研究的有效手段。目的：建立正常6岁健康儿童肱骨的三维有限元模型。方法：使用某6岁儿童志愿者的人体CT数据,导入到Mimics 10.01软件中,应用阈值分割的方法进行肱骨三维重建。运用Geomagic Studio 12.0对模型表面进行表面优化处理及曲面片的划分,然后使用TrueGrid软件进行网格划分,最后对其进行材料属性赋值,完成有限元模型的构建。施加边界条件及约束,模拟肱骨的三点弯曲试验,输出模拟结果。结果与结论：建立完成的肱骨有限元模型包括3024个节点,8节点六面体单元1875个,实验分别加载0.01 m/s和3m/s的动态载荷,肱骨中部均发生断裂,载荷-位移曲线与尸体试验结果近似。模拟结果显示,儿童肱骨的有限元模型仿真结果与尸体试验结果较为接近,有限元仿真法可以很好的模拟人体骨骼的物理特性。     

天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

背景：肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值。目的：分析天鹅记忆加压接骨器同定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据设计：进行不同应力加载的条件下，构建肱骨骨折的三维有限元模型。单位：解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料：实验于2001-01／2003—05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型。主要观察指标：对比不同加载方式下肱骨的受力情况，寻求临床治疗的参考数值。结果：所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

下颌第二前磨牙桩冠三维有限元模型的构建——CT技术与Matlab及Pro／E软件的应用

目的：探讨建立一种更为快捷、精确的下颌第二前磨牙桩冠有限元模型的方法。方法：实验于2004-05／10在第四军医大学修复科实验室和西安理工大学应用数学系实验室完成。应用薄层CT技术、Matlab及Pm／E软件，结合Ansvs三维有限元专用软件对下颌第二前磨牙41张CT断层影像进行分析处理。结果：构建的下颌第二前磨牙三维有限元模型精确并使用灵活。结论：薄层CT技术、Matlab及Pro／E软件相结合，很大程度上提高了建模的精度、速度，为口腔医师直接参与有限元的研究提供一个有效的方法。     

应用Mimics软件建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后的有限元模型

背景:双侧升支矢状劈开截骨术是正颌外科常见的治疗方法之一,有限元法成为研究双侧升支矢状劈开内固定后生物力学的重要方法。目的:快速建立下颌骨双侧矢装劈开内固定后有限元模型,寻求一种更为快捷、精确的矢装劈开内固定的三维有限元模型,为研究下颌骨矢装劈开内固定后生物力学打下基础。方法:应用薄层CT,Dicom标准和Mimics软件,结合MSC.Patran三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理。结果与结论:建立了精确的下颌骨双侧矢装劈开内固定后三维有限元模型。使用Dicom标准和Mimics软件获取三维模型,直接写入MSC.Patran三维有限元软件,提高了建模效率。提示薄层CT、Dicom标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,同时Mimics软件直接建立矢装劈开内固定三维模型,极大程度提高了建模效率,为生物力学分析打下基础。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的:分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememoryconnector,SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果:所构建SMC固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论:SMC固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

背景肱骨骨折治疗方法多样,但是也常常遗留严重的并发症如骨不连等,尝试采用新的生物力学分析手段,以期为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路.目的构建肱骨三维模型,并探讨其相关的生物力学意义.设计构建肱骨三维有限元模型.单位一所军医大学的附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院共同开展.材料实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,选择典型的成年男性湿肱骨标本一根.方法选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型.主要观察指标①构建的肱骨三维有限元模型的生物力学特性.②与实际临床的区别以及主要的相同点.结果所构建肱骨三维模型,逼真反映肱骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性.结论肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型.     

应用CT断层图像快速构建人体骨骼有限元几何模型的方法

目的:寻求更为快捷、精确的基于CT断层图像重建人体骨骼结构有限元几何模型建立方法。方法:利用Philips/Brilliance64排螺旋CT各向同性分辨率0.625mm的薄层扫描技术,基于0.4mm层厚118层人体寰枢椎的连续断层图像,Mimics直接读入Dicom格式原始图像,界定骨组织阈值后软件自动提取各层面轮廓线,每层图像经边缘分割、选择性编辑及补洞处理,去除冗余数据,三维化处理后获得寰枢椎骨骼三维几何模型,面网格可保存为后缀名.lis的ANSYS文件,能直接导入Ansys有限元分析软件生成三维有限元模型。结果:建立了更为精确、快捷的寰枢椎骨骼三维有限元几何模型,面网格可直接导入Ansys有限元软件,进一步行模型求解。结论:薄层CT扫描技术,Dicom标准的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立人体骨骼结构的有限元几何模型,极大程度提高了建模效率。     

肱骨远端三维有限元模型的建立及生物力学分析

背景：采用有限元分析法进行骨与关节的生物力学分析得到了广泛应用,但是关于肱骨远端的有限元分析较少,且所建模型粗糙,方法繁琐。目的：建立肱骨远端的三维有限元模型,并模拟不同受力状态下的应力分布及应变特征。方法：通过对正常成年男性肘关节的多排螺旋CT扫描,获得连续断层图片,导入Mimics医学建模软件生成实体模型后,应用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0,进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型。约束边界条件,模拟肱骨远端轴向受力,得出肱骨远端有限元模型上的应力分布与应变结果。结果与结论：建立的肱骨远端有限元模型总单元数为6292,总节点数为10232。肱骨远端在轴向载荷状态下的应力集中主要位于内、外侧柱区域。提示建立的有限元模型精确度高,符合肱骨远端的临床特点,较好地模拟了肱骨远端的生物力学特性。     

肱骨三维有限元分析及其记忆生物力学意义

目的：分析肱骨不同载荷加载下应力分布，探讨其相关的记忆生物力学意义。方法：选择湿肱骨标本行CT成像，大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨三维模型以及天鹅记忆加压接骨器(shape memory conector,SMC)固定模型。同时进行相应力学分析。结果：当纵向加压的压力P=300N时，Z方向的正应力为-4．0～-4．5MPa，断面区域的压应力为0～0．2MPa。结论：SMC固定肱骨后三维有限元的分析，可以为肱骨骨折后内固定的力学研究提供新思路。     

三维有限元模型评价股骨正常站立位的生物力学特性

背景：目前建立股骨有限元模型的方法较多,但重建所得的模型普遍存在精确性较差和效率较低的问题。目的：寻求一种快速、精确建立股骨三维有限元模型的方法,并对股骨在正常站立位下的生物力学特性进行分析以指导临床工作。设计、时间及地点：三维有限元建模,于2008-06在天津医科大学总医院骨科生物力学实验室完成实验。对象：天津医科大学总医院志愿者1名,男性,30岁,应用X射线排除股骨病变及损伤等情况。方法：在Mimics中重建符合Dicom 3.0标准的CT图像数据生成空间模型,并结合应用有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元模型。主要观察指标：沿髋关节合力方向对模型施加350N载荷,观察股骨的Vonmises应力分布。结果：应用Mimics建立了更为精确的三维有限元模型,同时缩短了建模时间。在350N载荷作用下股骨的最大位移发生在股骨头,股骨干和股骨颈各有一个应力集中区域。结论：应用Mimics建模快速、精确。髋关节载荷传导主要通过股骨颈内侧的压力骨小梁区传递至股骨干的中下1/3交界处,提示此区域容易发生疲劳性损伤。     

天鹅型记忆接骨器三维模型的构建及其生物力学意义

目的 介绍天鹅型记忆接骨器(swan-1ike memory compression connector，SMC)三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析，探讨相关的记忆生物力学意义。方法 采用大型有限元分析软件ANSYS5．6，通过拆分SMC，分别将5部分建模后，生成体积从而建立SMC三维模型。结果 所构建SMC三维模型，逼真反映SMC的真实形态及生物力学行为，同时与肱骨模型有较高的帖服。结论 SMC三维有限元模型的构建，可以为SMC治疗肱骨骨折骨不连的力学行为以及SMC相关力学基础研究提供精确模型。     

下颌第一恒磨牙三维有限元模型的建立

目的 建立合理而精确的下颌第一恒磨牙三维有限元模型。方法通过螺旋CT扫描的方法,利用PhotoShop等图像处理软件,通过特定的SolidWorks2010有限元软件建立下颌第一恒磨牙的三维有限元模型。结果准确地建立了牙釉质、牙本质、髓腔、牙槽骨、牙周膜等组织形态的三维有限元模型。结论本实验建模方法可行性强,方便快捷,具有良好的生物力学与几何相似性,为临床口腔医师提供了一种简捷而精确的有限元建模方法。     

弓齿形状记忆合金接骨器模型构建及三维有限元分析

目的：介绍弓齿形状记忆合金接骨器三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析，探讨相关的记忆生物力学意义。方法：采用大型有限元分析软件ANSYS5．6，通过对接骨器结构拆分，分别将各部分建模后，生成体积从而建立三维模型。结果：所构建三维模型，逼真反映弓齿形状记忆合金接骨器的真实形态及生物力学行为，可以进行相应的力学运算。结论：弓齿形状记忆接骨器三维有限元模型的构建，可以为治疗复杂性骨盆髋臼骨折的力学行为以及相关力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

背景肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值.目的分析天鹅记忆加压接骨器固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据.设计进行不同应力加载的条件下,构建肱骨骨折的三维有限元模型.单位解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院.材料实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成.选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器.方法选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS 5.6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型.主要观察指标对比不同加载方式下肱骨的受力情况,寻求临床治疗的参考数值.结果所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况.结论天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型.