中國力學(xué)虛擬人模型優(yōu)化及其在口腔臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、人體骨肌系統(tǒng)個體間的差異性、多樣性以及活體實驗的局限性,使得關(guān)于人體力學(xué)特性的研究工作開展十分困難。與此同時,隨著醫(yī)療條件的改善,各種臨床手術(shù)方法不斷的涌現(xiàn),如何有效的選擇手術(shù)方案及評價術(shù)后效果,成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域生物醫(yī)學(xué)學(xué)者的重要研究工作。本文基于上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)制造與生命質(zhì)量工程研究所承擔(dān)的―中國力學(xué)虛擬人‖國家自然科學(xué)基金重點項目以及與上海市第九人民醫(yī)院口腔修復(fù)科合作的項目為支撐,研究了人體脊柱和顱頜復(fù)合體系統(tǒng)的模型建立相關(guān)問題

2、及其在臨床問題中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括:一)基于冷凍切片斷層圖像數(shù)據(jù)建立人體脊柱胸腰部的幾何仿真模型后,依據(jù)人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)建立了包括椎體皮松質(zhì)骨、后部結(jié)構(gòu)、終板、纖維環(huán)及髓核等部分在內(nèi)的三維有限元模型,優(yōu)化了中國力學(xué)虛擬人模型數(shù)據(jù)庫。二)取腰椎L3-L4功能單元為研究對象,探討了有限元建模技巧及原則,并通過建立網(wǎng)格參數(shù)不同的五組模型進行分析對比,所得結(jié)論為人體生物力學(xué)限元模型網(wǎng)格參數(shù)的選擇提供了依據(jù)和參考。三)基于CT斷層掃描數(shù)據(jù)輔以層切

3、法,建立了中國標(biāo)準(zhǔn)人的模塊化顱頜復(fù)合體幾何及有限元模型,模型包括骨骼、牙齒、牙周膜、粘膜、咀嚼肌等部分,并開發(fā)了人體骨肌生物力學(xué)分析軟件頭部及牙齒模塊,完善了中國力學(xué)虛擬人頭部模塊平臺。四)利用上述平臺研究了口腔臨床醫(yī)學(xué)中肯氏I類缺失修復(fù)重建的生物力學(xué)問題,通過對比五種常見修復(fù)方案的研究結(jié)果評價各方案優(yōu)劣,為臨床病例修復(fù)方案的選擇提供了理論支持,造?；颊?。本文建立了人體脊柱胸腰部和頭部的幾何模型和有限元模型,可以廣泛地應(yīng)用于生物力學(xué)研究