【摘要】： 目的: 根據(jù)逆向工程的原理及有限元方法,利用人膝關(guān)節(jié)的CT與核磁共振圖像數(shù)據(jù),建立人體膝關(guān)節(jié)的三維有限元模型并分析前后交叉韌帶缺損對膝關(guān)節(jié)的影響。 方法: 利用CT與MRI對健康男性左膝關(guān)節(jié)進行掃描,分別得到橫切面與縱切面的層厚為1.25mm、1mm的連續(xù)圖像資料。掃描結(jié)果導(dǎo)出刻盤存為DICOM格式并于個人電腦上利用Mimics 8.1軟件根據(jù)圖像資料結(jié)合軟件自動功能與人工描繪等方法,分別建立基于CT與MRI圖像數(shù)據(jù)的包括股骨、脛骨、腓骨、前交叉韌帶、后交叉韌帶、內(nèi)側(cè)副韌帶、外側(cè)副韌帶、半月板在內(nèi)的膝關(guān)節(jié)三維模型。并基于逆向工程的方法,使用Geomagic Studio 8軟件對Mimics生成的模型進行進一步處理,包括光順,打磨,生成Nurbs曲面等操作,然后生成IGES格式的三維幾何模型。最后應(yīng)用MSC. Patran 2005 r3軟件對Geomagic Studio軟件生成的幾何模型進行有限元網(wǎng)格剖分并分析了在前后交叉韌帶缺損對膝關(guān)節(jié)性能的影響。 結(jié)果: 本文基于逆向工程方法及醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)建立了與解剖結(jié)構(gòu)非常接近的人體膝關(guān)節(jié)三維有限元模型并分析了在正常及前后交叉韌帶缺失時其他各韌帶的受力情況。計算結(jié)果表明在前后交叉韌帶分別缺失時,股骨相對脛骨位移較正常顯著增大。 結(jié)論: 根據(jù)人體膝關(guān)節(jié)的CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù),可以建立起忠實于人膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的膝關(guān)節(jié)三維有限元模型,并可進一步進行有限元分析。分析結(jié)果驗證了前后交叉韌帶作為膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定裝置的重要性。本文工作為進一步進行膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析研究提供了方法與平臺。
【學(xué)位授予單位】：大連醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：R445;R684
【圖文】：

圖1：將CT圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS軟件中 圖2：導(dǎo)入圖像后的MIMICS工作窗口界面圖 3：根據(jù)骨骼灰度值調(diào)整灰度值范圍 圖 4：根據(jù)灰度值標(biāo)記，自動計算輪廓線

圖1：將CT圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS軟件中 圖2：導(dǎo)入圖像后的MIMICS工作窗口界面圖 3：根據(jù)骨骼灰度值調(diào)整灰度值范圍 圖 4：根據(jù)灰度值標(biāo)記，自動計算輪廓線

16圖 3：根據(jù)骨骼灰度值調(diào)整灰度值范圍 圖 4：根據(jù)灰度值標(biāo)記，自動計算輪廓線圖 5：手工補全骨骼中未被標(biāo)記的部分 圖 6：MIMICS 軟件計算出的膝關(guān)節(jié)骨骼模型

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王蕊;基于RE/RP技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的研究與開發(fā)[D];天津理工大學(xué);2011年

2 李蓋敏;基于人體膝關(guān)節(jié)建模的軟骨力學(xué)特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2784112