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相似文献
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1.
颈椎(C0~C3)有限元模型的建立及验证   总被引:2,自引:0,他引:2  
目的:建立具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性有限元模型并验证其有效性。方法:对1名健康成年男性,以层厚0.6mm进行连续颈部CT扫描得到骨窗断层图像,将CT数据导入到三维重建软件Mimics11.0中得到上颈椎的三维图像数据,再导入ANSYS8.1中生成上颈椎的三维骨性模型。依据文献资料及参考CT结果对上颈椎软组织进行建模,包括椎间盘、小关节和主要韧带结构。最后模拟生理载荷下测定模型各节段(C0-C1,C1~C2,C2~C3)的三维运动范围,并将所得结果与体外生物力学实验结果进行对比,验证所建颈椎有限元模型的有效性。结果:建立了一个较为详尽的上颈椎有限元模型。包括76799个10-node Solid 92单元,14670 Shell 93单元,80个2-node Link 10单元.1557个8-node Solid 45单元,56个Shell 63单元。结论:该模型的生物力学和几何学相似性很好.本实验方法是科学的、精确的。  相似文献   

2.
上颈椎运动节段数字模型建立及三维可视化研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
目的:寻求连续CT断层图像重建上颈椎运动节段数字模型及三维可视化的方法。方法:基于上颈椎连续薄层CT图像,运用Mimics10.01软件重建上颈椎运动节段骨性和各种软组织结构,并导入有限元分析Ansys10中初步进行有限元分析验证。结果:成功建立上颈椎运动节段三维数字模型并实现可视化。模型包括:C0~3骨性结构并区分皮质骨与松质骨、C1~3关节软骨盘、C2,3椎间盘和6种韧带结构。上颈椎有限元模型初步验证结果与体外生物力学实验和临床结果相符,可进一步行各种上颈椎有限元分析。结论:Mimics软件基于薄层CT图像建立上颈椎有限元模型提供了一个更为快捷精确的方法,所建模型逼真,几何相似性好,为研究上颈椎的生物力学性状创造了条件。  相似文献   

3.
目的:研究重建颈椎三维有限元模型。方法:通过CT扫描、Unigraphics V18.0软件进行影像边界记录、定标等方法,按照点、线、面、体的顺序重建三维结构,采用CAD数据处理技术,输入相关的材料特性,验证重建模型的有效性。结果:建立颈椎的三维有限元模型(C3/4),分析结果证明其在仿真分析中是可行的。结论:建立的颈椎三维有限元模型可以模拟生物力学实验。  相似文献   

4.
利用CT扫描及CAD技术建立第3~7颈椎三维有限元模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
付裕  阮狄克  刘斌  张沛  李晨光 《内蒙古医学杂志》2005,37(12):1073-1076,F0004
目的:探讨3~7颈椎有限元模型的建立,以期应用于临床实验研究。方法:通过CT扫描、Unigraphics V18.0软件进行影像边界记录、定标等方法,按照点、线、面、体的顺序重建三维结构,采用CAD数据处理技术,输入相关的材料特性,构建3~7颈椎三维有限元模型。并通过有限元分析验证重建模型的有效性。结果:采用Unigraphics V18.0软件建立3~7颈椎的实体模型并划分单元,并分析了生理载荷下3~7颈椎不同组成部分的应力分布。结论:为颈椎有限元模型的建立提供了一种简便、准确的方法,为分析和研究各种情况下生物力学表现创造了条件。  相似文献   

5.
魏威  廖胜辉  韩颖 《浙江医学》2011,33(7):982-985,I0001
目的 建立生理曲度变直的颈椎全节段有限元模型,对颈椎生理曲度变直的发生机制进行验证与分析.方法 选取符合颈椎曲度变直纳入标准的患者,采集其CT数据,使用生物力学有限元建模软件,精确重建颈椎各节段的独立实体模型,直接从三维实体模型划分生成高质量有限元体网格,进一步精细生成各种韧带、椎间盘、关节突软骨等组织和结构.结果 在前屈、后伸、侧弯和旋转情况下,生理曲度变直的颈椎全节段有限元模型活动度范围比正常值范围要小并且出现再分配.同时,在应力分布方面,C3~4、C4~5 之间的小关节、钩突关节,和C3~4之间的椎间盘容易出现应力集中情况,表明易出现损伤和退化.结论 新型生物力学有限元建模软件简单易用,所建生理曲度变直的颈椎全节段有限元模型结构完整,空间结构精度高,单元划分规则精细,有限元分析结果对生理曲度变直的颈椎病临床诊断有指导意义.  相似文献   

6.
目的:建立寰枢椎三维有限元模型,为重建寰枢椎的稳定性提供生物力学依据.方法:对颈枕部C0-3标本行CT扫描,获取数据集,通过Mimics10.0软件选取灰度值大于-250 Hu得到C0-3骨和韧带的三维模型,并用Mimics10.0软件对模型进行修饰,以OUT格式导入有限元软件Patran2005中生成四面体网格模型,再输入Mimics软件对模型赋值,完成寰枢椎三维有限元模型,包括密质骨、松质骨及韧带,模型能够高度模拟颈椎结构与材料特性,结构完整,模型节点数9178,单元数40 356.在模型C3的下缘进行边界约束(六自由度为零),在C0处进行前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转方向1.5 Nm的加载,分析寰枢椎之间的三维运动及各部位的应力.并在实验室以相同加载方法下测量其三维运动范围.分别进行统计学分析.结果:寰枢外侧关节面及枢椎体前部是应力集中部位.寰枢椎间的三维运动(前屈/后伸5.48°/9.85°、左/右侧弯4.69°/4.93°、左/右轴向旋转31.28°/30.56°)与实验室测量(前屈/后伸8.10°/8.49°、左/右侧弯4.79°/4.93°、左/右轴向旋转28.2°/29.3°)相当.结论:利用Mimics和Patran2005建立寰枢椎有限元模型,具有较高的真实性和精确度,能够模仿寰枢椎生物力学分析.  相似文献   

7.
目的 建立侧凸胸椎(T8-10)三维有限元模型,以期应用于临床实验研究.方法 根据青少年女性特发性胸段脊柱侧凸CT与CT重建片,采用计算机处理技术,输入相关的材料特性,构建Ts -10三维有限元模型.模型包括胸T8-1o的3个椎体、T8 - 10的2个椎间盘以及小关节和后部结构.结果 成功建立了青少年特发性脊柱侧凸...  相似文献   

8.
下颈椎三维有限元模型的建立   总被引:14,自引:1,他引:13  
采用新鲜尸体完整颈椎标本,CT扫描读取C5椎节各结构的三维空间坐标,确立有限元模型的几何边界;根据文献设置材料参数;运用三维有限元分析程序ANSYS5.5,采用实体建模法建立颈椎骨性半结构的三维有限元模型。建立的C5椎节骨性半结构三维有限元模型,共有关键点564个,节点2178个,4面体单元7854个。模型模拟了下颈椎的椎体皮质骨、松质骨、终板以及颈椎侧块、椎弓根、椎板、横突、棘突等脊椎后结构的材料特性。所建模型结构完整,空间结构测量准确度高,单元划分精细,重点突出,较为准确地模拟了下颈椎的形态结构和生物力学特点。  相似文献   

9.
目的:建立全颈椎三维有限元模型并进行验证.方法:通过CT扫描机对中国人体50百分位健康成年男性志愿者颈椎进行扫描,获取颈椎骨骼坐标数据,利用Mimics软件将图像坐标数据转换成ASCII格式的点云数据,并利用CATIA软件对点云数据进行前处理,通过Geomagic曲面建模功能完成颈椎几何模型重构,并将几何模型导入到有限元前处理软件Hypermesh.采用映射网格划分法分别对颈椎皮质骨、松质骨、椎间盘以及各主要韧带等结构进行了网格划分和模拟.同时,利用现有的颈椎材料参数进行比例和功能缩放来定义稀缺的材料参数,最终建立一个解剖结构描述准确、全面的全颈椎有限元模型.结果:整个模型共有22 512个实体单元,14 180个壳/膜单元.利用颈椎离体坠落实验对模型的有效性进行了验证.结论:模型具有良好的生物逼真度,可应用于研究颈椎在汽车碰撞事故中的动态响应和损伤机制.  相似文献   

10.
现实与虚拟互动的第3~7颈椎应力分析比较   总被引:2,自引:0,他引:2  
付裕  阮狄克  刘斌  张沛  李晨光 《内蒙古医学杂志》2006,38(4):305-308,F0004
目的:应用三维有限元方法建立第3~7颈椎有限元模型;分析直立时3~7颈椎不同部位的应力分布;进行定量生物力学与三维有限元模型比较;以期应用于临床实验研究。方法:采用UnigraphicsV18.0软件建立3~7颈椎的实体模型并划分单元,在1.8Nm作用力下,观察节段运动与力-位移反应。结果:分析结果证明其在仿真分析中是可行的。通过进行定量生物力学与三维有限元比较的统计学分析,未见显著性差异。结论:该方法适用于重建人体骨骼结构的有限元模型,所得结果较为合理,几何外形和材料特性均较满意,所得结果与实验检验结果基本吻合,所建立的3~7颈椎三维有限元模型可以模拟颈椎生物力学实验。希望在应用于临床与实验的过程中进一步修改和完善。  相似文献   

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