目的:通過建立正常上頸椎（含枕骨髁）三維有限元模型,應(yīng)用有限元分析軟件研究枕骨髁骨折受傷機(jī)制,驗(yàn)證經(jīng)典枕骨髁骨折分型方法,為枕骨髁骨折的治療提供理論依據(jù)及指導(dǎo),為頸椎及顱頸交界區(qū)的生物力學(xué)研究提供力學(xué)模型。方法:選取一名在我院門診檢查并完成頸部CT掃描的健康成年男性志愿者作為研究對(duì)象,無頭頸外傷、手術(shù)、畸形、風(fēng)濕免疫、腫瘤、結(jié)核等其他病史。將CT圖像導(dǎo)入軟件,建立上頸椎三維有限元模型。在有限元軟件中模擬頸椎的正常生理活動(dòng),計(jì)算在屈伸、側(cè)彎及旋轉(zhuǎn)不同狀態(tài)下上頸椎各個(gè)節(jié)段的活動(dòng)度,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。驗(yàn)證模型有效后,在模型上加載軸向壓縮及旋轉(zhuǎn)側(cè)彎暴力模擬外傷受力,通過分析應(yīng)力云圖判斷骨折發(fā)生部位及周圍應(yīng)力變化情況。在正常上頸椎模型的基礎(chǔ)上建立三種枕骨髁骨折模型,對(duì)骨折模型施加相同的邊界條件和加載方式,進(jìn)行有限元分析,研究應(yīng)力分布,并通過計(jì)算上頸椎各個(gè)節(jié)段的活動(dòng)度評(píng)估骨折模型穩(wěn)定性。結(jié)果:1.本實(shí)驗(yàn)成功建立了上頸椎C0-C3節(jié)段三維模型,此模型總共包括366820個(gè)四面體單元,83521個(gè)節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過驗(yàn)證,此模型在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下頸椎各個(gè)節(jié)段活動(dòng)度數(shù)據(jù)與體外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致... 

【文章來源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線

第二章正常上頸椎模型建立7將DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics16.0軟件，獲得包括顱頸交界區(qū)在內(nèi)的全段頸椎灰度圖像。不同組織由于密度不同，在此軟件圖像上顯示的灰度值也不同，應(yīng)用“Thresholding”命令，手動(dòng)劃分出C0-C3結(jié)構(gòu)，利用軟件提取功能和擦除充填功能，得到C0-C3骨性粗糙模型，如圖2-1所示，導(dǎo)出并保存為STL格式。圖2-1正常上頸椎C0-C3三維重建CT圖2.2.2曲面擬合及結(jié)構(gòu)補(bǔ)充GeomagicStudio是一款逆向工程軟件，具有強(qiáng)大的網(wǎng)格編輯功能與高級(jí)曲面處理能力，可建立多邊形模型和網(wǎng)格模型，并轉(zhuǎn)化為NURBS曲面，使模型更加美觀、真實(shí)，廣泛用于逆向工程、快速成型和分析。此時(shí)模型為粗糙的三角面骨性模型，表面凹凸不平，存在著畸形和扭曲等不良結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，需要在軟件中進(jìn)一步細(xì)節(jié)優(yōu)化處理。Pro/Engineer軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，功能包括參數(shù)化功能定義、部件建模、三維著色、實(shí)體零件、實(shí)體或線框建模、生成完整圖形和顯示不同視圖。本實(shí)驗(yàn)在Pro/E5.0軟件中通過拉伸兩節(jié)段椎骨之間的上下表面形成封閉間盤實(shí)體，生成C2-C3椎間盤結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行組裝，生成上頸椎三維模型。將STL格式文件導(dǎo)入GeomagicStudio2014軟件中進(jìn)行曲面擬合和順滑處理，并通過精確曲面進(jìn)行曲面化。根據(jù)人體解剖學(xué)上各個(gè)韌帶的起止點(diǎn)和體外實(shí)體標(biāo)本形態(tài)，運(yùn)用軟件編輯工具對(duì)逆向生成的上頸椎模型進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的添加，包括

正常C0-C3幾何模

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3465090