以CT断层扫描影像为基础之头状骨有限元分析

[目的]通过CT扫描腕骨所得到的断层图片资料,经过科学软件mimic10.01、magics9.9和ansys10.0建立头状骨三维模型并进行有限元分析,探讨以不同的精确度下划分网格后模型所产生的变形量之收敛性. [方法]选取一男性,26岁,健康成人的双侧头状骨节段,用螺旋CT机对标本扫描,进行有限元分析. [结果]在以均布力条件下比较10种不同元素收敛性分析,可以得到在精确度从1到5的变化量基本稳定;根据10种不同元素集中力之收敛性比较从1到2得到的变化量基本稳定.有限元分析:从Von Mises应力分布图可见头状骨应力分布,头状骨颈部所受的应力较大. [结论]头状骨有限元模型在精确度选取在1到2的情况具有参考价值.     

基于可拓关联分析法的公立医院医疗服务产出绩效综合评判研究

目的将可拓关联分析用于公立医院医疗服务产出绩效评价建模设计,探讨其适用性能。方法进行指标体系和权重设计,先期划分待评判等级,科学性原则下逐个预设每个指标的经典域和节域,将指标测量值转化为关联系数并加权计算关联度和等级特征值,计算流程借助Excel软件实现。结果待评医院质量、效率、费用和满意分维度以及总体维度优劣等级均被科学划分,制定决策结论,方案可行、步骤条理、设计灵活、实现简便、解释合理。结论该法不同于多样本的指标集成排序功能,而是以量化标准下对单独立对象关联计算和优劣等级划分为目的,在卫生综合评价领域有新颖技术价值。     

基于ANSYS Workbench的伤员快速固定装置优化设计

目的 针对各种事故和自然灾害发生后受困伤员颈椎及脊柱伤情特点,对伤员快速固定装置进行优化设计.方法 通过功能分析,进行三维建模设计、采用基于ANSYS Workbench的有限元分析和优化设计、拉伸强度验证,并制作样机进行试验.结果 设计的伤员快速固定装置能满足对伤员实施安全救护的需求,通过优化设计,在不降低强度的前提...     

上颌中切牙三维有限元模型的锥形束CT扫描建模

目的探讨一种高效的三维有限元建模方法 ,为上颌中切牙的修复提供生物力学仿真基础。方法对一颗标准离体上颌中切牙进行锥形束CT扫描,将获取的数据在Mimics软件中进行三维重建和面网格划分,所得的文件导入Ansys软件完成体网格划分并导出,再将所得的文件导入Mimics软件进行材料赋值,最后导入Ansys软件生成上颌中切牙三维有限元模型。结果建立了完整的上颌中切牙三维有限元模型,共生成19 249个单元和55 202个节点,根据CT灰度值为牙齿定义了10种材料属性。结论高效精确地建立了上颌中切牙三维有限元模型。     

远程会诊车车厢有限元建模与模态分析

提出了适用于板梁组合结构的有限元简化建模方法,较好地处理了板梁组合结构中的板梁连接问题。建立了远程会诊车车厢有限元模型并进行了模态分析。结果表明,本文所建立的有限元模型对车厢的改进设计具有重要意义,为实现车厢动态强度设计的工程化、程序化奠定了基础。     

大型医院在业务不中断情况下的VLAN划分

目的：在保证医院业务不中断的情况下实施局域网VLAN划分。方法：在核心交换机上启用路由协议，并设置网关、建立DNS、WINS服务器，将VLAN划分工作合理分割成多步实施。结果：在医院业务不中断的情况下，完成了局域网VLAN划分。结论：以合理规划、分步实施的原则来进行VLAN划分，符合大型医疗机构等业务不宜中断的特殊行业的网络管理需要，对限定条件下的网络改造进行了积极的探索。     

摇床机构仿真分析

目的:研制一种用于体外诊断试剂盒温浴混匀,缩短反应时间的专用摇床。方法:借助CAD技术对摇床摆动机构建立三维模型并运用有限元软件Abaqus对其进行模态分析。利用ADAMS软件建立工作机构仿真模型,并对其进行运动学仿真分析。结果:得到摇床摆动机构的固有频率和振型,揭示其机构运动规律和状态,为摇床工作参数和结构设计参数的确定提供理论依据,减少了开发费用,缩短了开发周期。结论:CAD/CAE技术为摇床摆动机构合理设计,结构参数优化提供了一种有效方法,对于设计工作中提升产品性能、提高设计效率起到了积极的推动作用。     

压缩式垃圾车压缩板有限元分析及改进设计

运用有限元理论对压缩式垃圾车的重要工作装置压缩板进行分析。采用有限元分析软件ANSYS,建立了压缩板的有限元模型。同时,对压缩板进行了不同工况载荷下的静态强度分析。利用分析的结果,对该装置进行了改进,并对改进后的压缩板进行了静态强度实验,得到了比较满意的改进方案。     

颅内温控射频消融的热损伤有限元分析

目的运用有限元方法模拟颅内温控射频消融过程中的温度场分布,建立临床常用的激励模型,以提高射频消融治疗颅内病灶的效果。方法基于2种激励分布来建立3种有限元模型,并对其温度变化、热损伤范围进行对比分析。结果消融区域在消融开始60s内增长迅速,60s后增长缓慢,且固态介质模型的消融面积〉相应液态模的消融面积。结论恒温激励源的设计可用于模拟温控射频消融治疗。     

一座改建加速器治疗机房的放射防护分析与评价

目的 对一座6 MV加速器治疗机房改建为15 MV加速器机房后的放射防护进行分析与评价。方法 对改建前后的加速器性能指标进行了比较,分析了在放射防护设计中需要考虑的因素;给出了改建前后机房墙体、防护门材料的厚度数据,对改建后的防护效果进行了评价。结果 该院改建加速器机房屏蔽设计考虑全面,改建后的机房放射防护效果符合国家标准要求。结论 考虑全面、设计合理的改建加速器机房其放射防护效果可以达到国家标准要求。     

基于CT图像的人体股骨上段有限元模型的建立

目的建立人体股骨上段三维有限元模型，从几何上完全忠实于真实的解剖结构，作为今后对股骨进一步有限元分析的基础。方法采用活体股骨上段为研究对象，应用CT扫描技术获取CT图像资料，运用三维图像重建软件3D—doctor进行图像重建，获取股骨上段三维坐标，输入有限元分析软件Cosmos／M，通过确定材料特性参数和网格化，建立完整的股骨上段三维有限元模型。结果建立的三维有限元模型几何形状与材料特性还原良好，网格大小可根据研究者的需要在一定范围内自行调整，可以满足有限元分析的需要。结论采用CT扫描资料建立股骨三维有限元模型切实可靠，可以最大限度地忠实于个性化的解剖结构，且利用这种方法可以更精确地模拟复杂几何形态的实体。     

用于生物电磁场分析的脑部三层有限元模型构建

目的：研究一种适用于生物电磁场分析的脑部三层有限元模型的构建方法。方法：通过Mimics软件对脑部CT图像进行分割和三维表面重建，用SolidWorks实体转换后，利用COMSOL进行有限元剖分和计算仿真。结果：该方法可以构建出包含头皮层、颅骨层、脑实质层的脑部三层有限元模型，能够实现生物电磁场的有限元分析计算。结论：该方法是一种操作简单、速度快、准确性高的有限元建模方法，为生物电磁成像、电磁场生物效应等的进一步研究打下了基础。     

Straightened cervical lordosis causes stress concentration: a finite element model study

In this study, we propose a finite element analysis of the complete cervical spine with straightened and normal physiological curvature by using a specially designed modelling system. An accurate finite element model is established to recommend plausible approaches to treatment of cervical spondylosis through the finite element analysis results. There are few reports of biomechanics influence of the straightened cervical curve. It is difficult to measure internal responses of cervical spine directly. However, the finite element method has been reported to have the capability to quantify both external and internal responses to mechanical loading, such as the strain and stress distribution of spinal components. We choose a subject with a straightened cervical spine from whom to collect the CT scan data, which formed the basis of the finite element analysis. By using a specially designed modelling system, a high quality finite element model of the complete cervical spine with straightened curvature was generated, which was then mapped to reconstruct a normal physiological curvature model by a volumetric mesh deformation method based on discrete differential properties. Then, the same boundary conditions were applied to do a comparison. The result demonstrated that the active movement range of straightened cervical spine decreased by 24–33 %, but the stress increased by 5–95 %. The stress was concentrated at the facet joint cartilage, uncovertebral joint and the disk. The results suggest that cervical lordosis may have a direct impact on cervical spondylosis treatment. These results may be useful for clinical treatment of cervical spondylosis with straightened curvature.     

腰椎三维有限元模型建模的方法探讨

目的：探索一种快速、精确的建立腰椎三维有限元模型的简便方法。方法：利用Mimics软件直接将CT扫描样本得到的Dicom标准文件进行处理，并导入逆向工程软件Geomagic Studio来生成模型的表面，最后在ANSYS软件里面生成三维实体有限元模型并进行初步的计算。结果：建立-腰椎运动节段有限元模型。结论：通过联合使用Mimics软件、Geomagic Studio软件对模型进行重建，并结合ANSYS软件生成三维有限元计算模型，从而得到一种简便的建立有限元模型的方法。     

腰椎有限元分析及其临床意义

腰椎有限元分析对理解人类腰椎各部分解剖结构及受力情况是必不可少的,也是临床腰椎疾病防治的依据.在对各类腰椎有限元模型合并和总结的基础上,通过对正常生理及异常病理条件下的腰椎有限元模型的分析和对比,从在弯曲、伸展、旋转及侧弯4种活动中的载荷能力以及不同弹性模量下的压缩刚度等角度对模型的表现进行了概述,从而判断生活中的各种活动对腰椎的损伤,并从临床角度对腰椎疾病的诊断、治疗进行评估.指出了利用有限元分析方法,针对不同的腰椎疾病修改加载数据,获得不同腰椎疾病的有限元模型,进而研究分析腰椎疾病的形成原因及预防与治疗手段,对于临床治疗腰椎疾病有重要意义.     

Micro CT系统中对投影图像旋转中心的校正下颌骨CADCAE建模研究

目的：为口腔生物力学的研究和优化修复体及假体的设计提供研究手段,为下颌骨各种手术方案进行虚拟手术效果分析提供模型。方法：选择一名颞颌系统发育正常的中年男性,采用螺旋CT扫描机对其下颌骨螺旋扫描,获得123幅二维扫描断层图像;采用自研图像处理软件将二维断层图像处理为三维点云,在CATIA中进行曲面拟合,建立了形状精确的下颌骨CAD模型：采用MSC．Patran建立了下颌骨手术方案所需的有限元模型。结果：建立了全牙列下颌骨的CAD模型及三维有限元模型。结论：正常下颌骨三维有限元模型真实反应了下颌骨的几何形态,与实体下颌骨具有较好的相似性,可作为生物力学研究的工具;为针对下颌骨的各种手术提供了一种术前设计的定量方法。     

寰椎骨折机制的有限元分析

目的建立寰椎的三维有限元模型,研究各型骨折的可能机制。方法选取一例自愿参与实验研究的健康青年,无颈部疾病以及外伤史,排除枕寰区的各类疾患。对其进行CT薄层扫描获得原始DICOM图像数据,采用Mimics软件对原始DICOM图像数据进行处理及三维重建,建立一个有限元模型,继而对其进行仿真生物力学实验,比较该方法对研究寰椎骨折的机制是否有效。结果构建的寰椎有限元模型符合人体寰椎形态。各项运作状态较佳并且有限元模型中C0^C1、C1C1、C1^C2、C2C2、C2^C3三个阶段的三维运动范围均在体外生物力学实验平均值的一个标准差范围之内。结论根据CT数据图像,所建立起来的三维有限元模型与实体有很大程度上的相似,能较好地模拟枕颈部生物力学实验,能反映出比较实际的生物体生理以及病理反应和变化。无论头部是位于屈曲位、中立位或者后伸位,当受到纵向力作用后,寰椎前弓所受到的应力最大,其次是后弓与侧块的交界处。     

野战急救车担架台的有限元建模与模态分析

针对WCY2000野战急救车担架台的结构特点,以有限元的基本理论为依据,采用种梁单元建立了有限元分析模型。根据计算结果,讨论了种单元的计算精度。提出了类似结构的建模方法。     

3-D femoral stress analysis using CT scans and p-version FEM

The potential of the finite element method as a computational aid for making objective clinical decisions has not yet been exploited due to the unreliability of the results obtained. The main reasons for this may be attributed to the poor quality of the finite elements available in the conventional softwares, improper modeling of the three dimensional problem, and errors introduced by incorrect representation of geometry and material properties. Herein, we report an attempt to derive a three-dimensional finite element model for the adult human femur which permits reliable representation of the local stress patterns. The geometry was obtained by serial computed tomography scans. The mechanical properties were based on laboratory tests and information available in the literature. The analysis is performed with a new generation software. Preliminary results suggest that the scheme could be automated and used for in vivo analysis.     

基于有限元技术的镍钛金属支架的优化设计

利用有限元数值模拟方法分析了三种不同结构镍钛金属支架的力学性能及疲劳安全性。根据实际情况,提出合理的假设与简化条件,完成支架几何模型及有限元模型的创建、材料模型的选取及边界条件的设置。分析不同支架杆宽ω、棱角度θ对支架应变情况和疲劳安全性能的影响,为支架的优化设计提供有价值的参考。