【摘要】：快速原型技術(shù)修復(fù)下頜骨缺損以及對其進(jìn)行受力分析,是集快速原型技術(shù)、CT掃描及其圖像處理技術(shù)、有限元分析等于一體的綜合性課題,是機(jī)械工程與生物醫(yī)學(xué)的交叉學(xué)科。CT圖像處理與三維重建技術(shù)的發(fā)展,可以方便地獲得具有復(fù)雜外形的下頜骨的精確三維數(shù)據(jù)模型,同時,快速原型技術(shù)可以根據(jù)三維模型快速制作出形狀精度很高的模型,以此來輔助手術(shù)規(guī)劃,減少手術(shù)時間,提高成功率,具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。 根據(jù)實(shí)際的下頜骨缺損案例,在完成下頜骨的修復(fù)后,再對其進(jìn)行有限元分析,以此評價下頜骨缺損修復(fù)體的力學(xué)特性,以保證最佳修復(fù)的目的；并最終制作修復(fù)體的實(shí)體RP模型。本文的研究工作主要包括以下幾個方面： (1)研究了圖像處理軟件Mimics對螺旋CT掃描得到的DICOM文件進(jìn)行圖像處理的方法,通過閾值選擇、區(qū)域增長、蒙罩編輯以及計算建模等操作,分離出下頜骨；導(dǎo)入腓骨STL文件,將其與下頜骨缺損段進(jìn)行擬合,以實(shí)現(xiàn)修復(fù)、優(yōu)化,從而得到下頜骨修復(fù)體的三維模型。 (2)探討并分析了常見的醫(yī)用有限元建模方法,研究了非線性有限元軟件Abaqus、STL修復(fù)軟件Magics以及Mimics之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法,建立了下頜骨修復(fù)體的有限元模型。其中,利用Magics中修復(fù)STL文件并劃分三角形網(wǎng)格,通過Abaqus中將三角形網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為四面體網(wǎng)格,在Mimics中通過計算CT值賦予各向異性材料。 (3)分析了邊界條件及載荷施加等前處理程序,并對修復(fù)體的有限元模型進(jìn)行受力分析,以此來檢驗(yàn)其受力、位移等力學(xué)特性以及結(jié)構(gòu)的合理性,來為下頜骨的修復(fù)提供相應(yīng)的建議與參考。 (4)研究了實(shí)驗(yàn)所用三維打印快速原型機(jī)的相關(guān)參數(shù)；重點(diǎn)分析了模型擺放、切片等快速原型加工過程中的工藝參數(shù),比較了不同加工參數(shù)對材料成本、加工時間、成型精度等的影響；加工出下頜骨修復(fù)體的RP模型,并據(jù)此將手術(shù)規(guī)劃用的鈦板成形。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R782.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782194