基于MSCT構(gòu)建髖骨三維有限元模型及仿真生物力學(xué)研究.pdf

1、研究目的： 采用活體結(jié)構(gòu)CT原始DICOM數(shù)據(jù)，利用交互式醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)，對(duì)單側(cè)髖骨建立有限元模型，探討該方法應(yīng)用中單元類型、單元和節(jié)點(diǎn)的數(shù)目、大小、布局的選擇，建模方式的特點(diǎn)與可行性，模型與真實(shí)結(jié)構(gòu)逼近程度的檢驗(yàn)；以及基于該模型上有限元分析的臨床應(yīng)用價(jià)值等。力求解決：1.三維實(shí)體模型的建立；2.面網(wǎng)格的優(yōu)化；3.體網(wǎng)格的劃分，單元類型、單元及節(jié)點(diǎn)數(shù)目、大小及分布的確定，材料屬性的優(yōu)化；4.研究髖骨符合生物力學(xué)的約束和負(fù)載條件

2、，確保手術(shù)前后邊界條件的一致性，研究坐恥骨腫瘤切除手術(shù)后單側(cè)髖骨的生物力學(xué)改變，分析恢復(fù)期并發(fā)癥產(chǎn)生原因及指導(dǎo)骨盆重建術(shù)。 結(jié)論： 1、本研究將薄層CT容積掃描技術(shù)與有限元建模結(jié)合，應(yīng)用于仿真生物力學(xué)研究中，高效地建立了髖骨有限元模型，是目前醫(yī)學(xué)有限元建模領(lǐng)域一個(gè)新的嘗試；DICOM數(shù)據(jù)未經(jīng)任何第三方軟件處理和轉(zhuǎn)換，直接運(yùn)用到髖骨建模中，精度較以往研究方法明顯提高，經(jīng)查新檢索國(guó)內(nèi)外均未見類似報(bào)道；所建模型外形逼真、分辨率

3、極高，同時(shí)明顯降低了工作量。 2、交互式醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別DICOM格式文件及確認(rèn)數(shù)據(jù)參數(shù)，在髖骨建模中具有操作簡(jiǎn)單、建模速度快、面網(wǎng)格優(yōu)化質(zhì)量好，并能與多種有限元分析軟件接口的特點(diǎn)，該方法建模具有良好的可重復(fù)性，可推廣應(yīng)用于人體其他部位，并特別適用于對(duì)活體生物力學(xué)的研究。 3、研究結(jié)果示：①坐恥骨切除術(shù)后，骶髂關(guān)節(jié)位移及應(yīng)變與術(shù)前比較具有顯著性差異，是恢復(fù)期發(fā)生骶髂關(guān)節(jié)不穩(wěn)、骶髂關(guān)節(jié)功能紊亂、下腰痛的原因之一；