利用CT扫描及CAD技术建立第3～7颈椎三维有限元模型

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。     

应用CT技术建立磨牙三维有限元模型

研究ＣＴ在建立磨牙三维有限模型中的作用。方法选一成人为标本，应用ＣＴ技术获取牙齿各层截面的解剖轮廓图，借助ＣＴｔｈｇ ｈ ｒ ｐｇ ｗｕｇ ｙｙ ｓａｇｇｔ Ｓｕｐｅ－ＳＡＰ９１有限元程序模型。结果：首次建立了包括牙髓，牙、牙周膜，硬骨板，板有和外层皮质骨的三维有了模型。结论采用ＣＴ技术建立磨牙有限元模型更简便，更准确。     

上颌尖牙及矫治器三维有限元模型的建立

目的:建立上颌尖牙的三维有限元模型,为分析上颌尖牙的生物力学性质提供数字模型.方法:螺旋CT扫描原始模型,运用Mimics软件对DICOM数据进行三维影像重建,将处理后的数据导人到PRO/E wildfire 2.0,建立尖牙牙体、牙周膜、牙槽骨以及矫治器的实体模型.采用MSC.Patran进行网格划分、参数设定,获得上颌尖牙的三维有限元模型.结果:建立了左侧上颌尖牙的三维有限元模型.建成的模型具有良好的形态,模型包括牙体、牙周膜、牙槽骨、托槽、弓丝、标尺.该模型采用四面体单元划分,共有节点36528个,组成219690个单元.结论:建立上颌尖牙的三维有限元模型,该模型结构完整,层次清晰,具有良好的几何相似性,可以满足对上颌尖牙进行各种力学分析的需要.     

儿童"颞下颌关节-下颌骨-颏兜矫治器系统"三维有限元模型的建立

目的：建立儿童“颞下颌关节—下颌骨—颏兜矫治器系统”的三维正交各向同性有限元模型，为模拟研究Ⅲ类错He畸形矫形治疗中，颏兜作用力在下颌骨的应力分布提供基础条件。方法：选择一名颏兜矫治的下颌前突儿童患者，通过CT扫描及图像处理、节点座标的数字化，采用ANSYS5．6软件建立“颞下颌关节—下颌骨—颏兜矫治器系统”模型，设计、模拟颏兜矫治器后牵引下颌的边界约束条件。结果：建立了更接近临床实际应用颏兜情况的三维有限元模型，并可模拟不同工作状况下模型各部分的力学改变，确定了不同后牵引外载荷的加载作用点、方向及大小。结论：利用CT三维影像重建技术与三维有限元方法结合，建立了儿童下颌骨—颏兜三维有限元模型，该模型可用于下颌颏兜矫形应力分布研究。     

计算机辅助设计建立上颌全口义齿三维边界元模型

使用光波调制三维自动化测量系统测量得上颌全口义齿基托三维数据，输入计算机，利用计算机辅助设计技术构造三维实体模型，用网络自动剖分模块自动形成边界单元信息及各种节点的坐标值，应用ＣＡＤ技术排牙建模；模型仿真性强，可用于全口义齿生物力学研究和教学演示。     

利用螺旋CT技术建立单侧完全性唇腭裂上颌骨三维有限元模型

目的:探索快速建立单侧完全性唇腭裂上颌骨三维有限元模型的方法.方法:对单侧完全性唇腭裂患者头颅部进行多层螺旋CT扫描,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来构建模型的表面,在此基础上用Ansys软件建立完整的单侧唇腭裂上颌骨三维有限元模型.结果:建立了由27 405个实体单元和26 876个节点组成的单侧完全性唇腭裂上颌骨有限元模型.结论:应用螺旋CT技术和联合使用Mimics软件、Geomgaic Studio软件对模型进行构建,并结合Ansys软件生成三维有限元计算模型,是一种快速有效地建立单侧完全性唇腭裂有限元模型的方法.     

应用CT技术建立磨牙三维有限元模型

目的：研究CT在建立磨牙三维有限元模型中的作用。方法：选一成人为标本,应用CT技术获取牙齿各层截面的解剖轮廓图,借助CT片上的定位方框和Super－SAP91有限元程序建立模型。结果：首次建立了包括牙髓、牙、牙周膜、硬骨板、板质骨和外层皮质骨的三维有限元模型。结论：采用CT技术建立磨牙有限元模型更简便、更准确。     

人体上颌骨及牙列三维有限元模型的建立

目的：探讨建立人体上颌骨及牙列三维有限元模型的高度数字化方法，为分析上颌骨的生物力学性质提供了一个标准数学模型。方法：选择一具颅骨标本作为建模素材，通过螺旋CT扫描技术完成初步重建，并在此基础上利用Abaqus软件建立上颌骨及牙列的三维有限元模型。结果：获得了形态细致逼真的上颌骨及牙列三维重建生物医学模型。结论：该模型具有较好的力学相似性和几何相似性，为临床探索上颌骨的生物力学机制提供了研究手段。     

人体上颌骨及牙列三维有限元模型的建立

目的探讨建立人体上颌骨及牙列三维有限元模型的高度数字化方法,为分析上颌骨的生物力学性质提供了一个标准数学模型.方法选择一具颅骨标本作为建模素材,通过螺旋CT扫描技术完成初步重建,并在此基础上利用Abaqus软件建立上颌骨及牙列的三维有限元模型.结果获得了形态细致逼真的上颌骨及牙列三维重建生物医学模型.结论该模型具有较好的力学相似性和几何相似性,为临床探索上颌骨的生物力学机制提供了研究手段.     

基于CT图像全颈椎三维有限元模型的建立及验证

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.     

脊柱侧凸三维有限元模型的建立及力学分析

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...     

上颌前牵引联合腭部扩弓的三维有限元生物力学研究

目的：探讨上颌前牵引过程中,模拟腭部扩弓对上颌骨的位移变化的影响规律,为临床上唇腭裂患者的正畸治疗提供理论依据。方法：在自主探索建立的唇腭裂上颌骨三维有限元模型的基础上,利用ANSYS 10.0软件模拟上颌前牵引和上颌扩弓,分析比较前牵引力作用下上颌骨的位移变化。结果：模拟前牵引加腭部扩弓治疗,上颌骨发生向前、向下、向外的增长。有扩弓治疗的水平位移值明显减小。健侧和患侧牙弓均未出现牙弓内缩的变化。结论：上颌前牵引联合应用腭部扩弓治疗唇腭裂患者,有利于全面改善上颌骨的发育。     

基于CT建立早期退变腰椎活动节段的三维有限元模型

目的:基于CT建立了脊柱L4-5活动节段早期退变的三维有限元模型,并对其进行力学性能测试.方法:选择1名39岁慢性下腰部疼痛的中国女性志愿者作为模拟对象,对其脊柱L4-5节段进行层厚0.75 mm的连续扫描,共获得CT断层图像138幅,获取用于建立三维模型的相关数据.将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过mimics 10.0软件建模形成L4-5运动节段的三维模型后,结合CAD软件CATIA对该活动节段进行数据优化,并形成实体模型.将模型数据导入有限元分析软件Patran转换成有限元模型.模拟中立位该节段的受力环境,将4个100N力以结点负荷形式分别施加于L4椎体旋转轴等距离的内前外后部椎体结点,以观察验证该模型的准确性.结果:建立了腰椎早期退变的L4-5节段的有限元模型,模型总节点数为27 130个,单元数113 834,其中包括Solid单元113 153个,Area 161个,Link单元520个,力学测试显示负荷在椎间盘分布不均,薄弱的纤维环后部受力增加.结论:通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以以自动化程度较高的方法建立腰椎早期退变活动节段的高精度三维有限元模型,用于脊柱生物力学的进一步研究.     

模拟修复上颌骨裂隙后前牵引受力的三维有限元生物力学研究

目的：探讨模拟修复上颌骨裂隙后,前牵引力对上颌骨的应力和位移变化的影响规律,为临床上唇腭裂患者的正畸治疗提供理论依据。方法：在自主探索建立的唇腭裂上颌骨三维有限元模型的基础上,利用ANSYS 10.0软件模拟修复上颌骨裂隙,模拟上颌前牵引,观察前牵引力作用下上颌骨的应力和位移变化。结果：未修复裂隙的上颌骨在前牵引力作用下,健侧发生明显移动,患侧移位不明显,裂隙有扩大的趋势。模拟修复裂隙后在前牵引方向与功能牙合 平面呈向下30°;每侧500 g的力作用下上颌骨第一主应力和von Mises应力分布均匀。结论：上颌骨裂隙未修复前,在前牵引力作用下裂隙有扩大化的趋势, 修复上颌骨裂隙后,行前牵引矫形治疗有利于上颌骨发育。     

仿生种植牙三维有限元模型的建立

目的：建立成人上颌中切牙的仿生种植三维有限元模型,探讨仿生种植牙的生物力学特性.方法：以成人上颌中切牙为标本,通过螺旋CT扫描和计算机图像处理技术,获取中切牙各截面的轮廓坐标数据,再通过CAD技术进行单元网格的自动划分,形成SuperSAP模型数据文件,输入到SuperSAP93有限元专用分析软件后建模.结果：建立了有效的仿生种植牙三维有限元模型.结论：模型的几何相似性、生物力学相似性均佳,可用于仿生种植牙的生物力学研究.     

颈椎三维有限元模型的建立方法与评价

有限元分析法是用于结构分析的矩阵方法,将一个由无限个质点构成并且有限个自由度的连续体划分成有限个小单元所组成的集合体。应用有限元分析法可对颈椎在生理、病理以及不同治疗条件下的生物力学特性进行分析,本文详细阐述了建立颈椎有限元模型的四项基本原则(解剖轮廓、材料特性、边界条件和模型验证)及其实现方法,展望了有限元法应用于颈椎生物力学研究的前景。     

人体胸部有限元模型研究

目的 建立人体胸部的三维有限元模型,以用于单兵防护工程研究.方法 以CT的扫描数据为重建源图像,利用医学图像重建软件Mimics进行三维重建;在有限元前处理软件ANSYS ICEM CFD中进行单元网格划分,并为模型各部分指定相应的材料特性参数;在有限元软件ANSYS LS-DYNA中完成有限元模型建模,并参照既往尸体实验数据检验模型有效性.结果 建立了近似人体胸部解剖结构的有限元模型,模型的模拟计算结果和既往尸体实验结果基本相符.结论 利用人体断层数据和专业软件,能够完成有限元模型的重建,模型能够满足单兵防护工程研究中进行人体胸部冲击相关数值分析的需要.     

膝关节三维有限元模型的建立及生物力学分析

目的：建立正常中国成年男性膝关节三维有限元模型,并在模型上加载压缩、弯曲、内外翻和旋转力矩进行受力分析,以验证模型的有效性。方法：选取1名正常男性青年膝关节直立位横断CT扫描片一套,利用图像处理和转换技术,运用有限元软件ABAQOUS/STANDARD Version6.5,建立正常膝关节三维有限元模型。在模型上加载压缩、弯曲、内外翻和旋转力矩进行受力分析。结果：建立了正常中国成年男性膝关节三维有限元模型。正常膝关节的内、外翻活动范围较小,且同一膝关节的内、外翻活动范围无统计学差异（P>0.05）。正常膝关节的旋转活动发生在屈膝状态下,且同一膝关节的内旋、外旋活动范围有明显差异（P<0.05）,外旋活动范围较大。结论：本实验建立的模型能逼真地反应膝关节的真实几何结构,模拟膝关节的各种运动,是进行生物力学研究的有效工具。