背景腰椎結(jié)構(gòu)位置特殊,維持軀干部分基本結(jié)構(gòu)功能。同時(shí)相鄰階段之間依靠椎間盤、小關(guān)節(jié)等組織相連接,使人體能夠完成彎腰旋轉(zhuǎn)等活動(dòng)。臨床中利用腰椎有限元技術(shù),可準(zhǔn)確計(jì)算患者腰椎受力及活動(dòng)情況,提高手術(shù)方案精準(zhǔn)度,還可有效減少手術(shù)時(shí)間。同時(shí),有限元技術(shù)不但能分析標(biāo)本外部力學(xué)特性,而且還能得到標(biāo)本內(nèi)部各種組織之間相互作用的具體數(shù)值,與體外標(biāo)本實(shí)驗(yàn)相比成本更低效率更高。但是,臨床上均是利用CT采集到的影像數(shù)據(jù),建立腰椎的有限元模型。而CT掃描時(shí),人體處于平躺狀態(tài)。研究表明人體腰椎分別在平躺與站立的情況下,前凸角與骶骨傾斜角存在明顯差異,不能確定計(jì)算結(jié)果是否能夠準(zhǔn)確反應(yīng)站立狀態(tài)下腰椎的力學(xué)環(huán)境。同時(shí),由于腰椎有限元模型需要經(jīng)過(guò)三維重建、實(shí)體網(wǎng)格、創(chuàng)建材料和截面屬性、設(shè)置約束等一系列操作。計(jì)算完成后,仍會(huì)出現(xiàn)設(shè)置錯(cuò)誤、不收斂等陰性結(jié)果,反復(fù)操作浪費(fèi)大量時(shí)間,很大程度限制了有限元技術(shù)在腰椎治療規(guī)劃中的應(yīng)用。目的本文是為了驗(yàn)證臥立位的影像學(xué)差異在腰椎活動(dòng)度計(jì)算中的是否存在影響。同時(shí),構(gòu)建智能腰椎模型重建系統(tǒng),代替人工批量重建樣本,已達(dá)成構(gòu)建腰椎有限元模型活動(dòng)度計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)的目的。方法脊柱有限元建模方法,... 

【文章來(lái)源】：南方醫(yī)科大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２腰椎模型三維重建流程

?頓士學(xué)位論文???ｈｉＥ＇ｉ?筆??ＨＨｈＨＨＨ??圖１－３基于Ｘ光側(cè)位片復(fù)位方法。在ｍｉｍｉｃｓ中利用ＣＴ重建三維模型后，模擬側(cè)位Ｘ光片，??并與實(shí)際采集的側(cè)位片對(duì)比復(fù)位。??ＦＩＧ．?１－３?Ｒｅｓｅｔｔｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｘ－ｒａｙ?ｌａｔｅｒａｌ?ｓｌｉｃｅ．?Ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｄａｔｅ?ｆｒｏｍ?ＣＴ?ｔｏ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ?ｔｈｅ??３ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｉｎ?ｍｉｍｉｃｓ，?ｔｈｅ?ｌａｔｅｒａｌ?Ｘ－ｒａｙ?ｆｉｌｍ?ｗａｓ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ａｎｄ?ｃｏｍｐａｒｅｄ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ａｃｔｕａｌ?ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ??ｌａｔｅｒａｌ?ｆｉｌｍ．??２．２．５椎間盤、髓核放樣體及小關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)??利用ＣＴ影像，椎間盤、小關(guān)節(jié)及髓核等組織極難重建。且由于腰椎多關(guān)節(jié)??的特征，利用標(biāo)記，將ＭＲＩ于ＣＴ數(shù)據(jù)配準(zhǔn)重建的方法無(wú)法施行。因此，在構(gòu)??建腰椎模型時(shí)，利用三維工程制圖軟件人工設(shè)計(jì)這些組織，是目前最合理的方??法。為了降低人工建模產(chǎn)生的誤差，在實(shí)體化過(guò)程中，己參照原始數(shù)據(jù)使用輪??廓線將其標(biāo)出，僅將輪廓線進(jìn)行放樣、轉(zhuǎn)化實(shí)體應(yīng)用和簡(jiǎn)單的平移就可將這些??非骨組織構(gòu)建完成。??將己保存為零件的腰椎導(dǎo)入Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋ，選取第一腰椎下中板三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，??構(gòu)建基準(zhǔn)面，并向上平移１．５ｍｍ，避免放樣過(guò)程中，椎間盤邊緣與椎體銜接不??齊。同時(shí)，由于利用椎體切割邊緣，會(huì)留下重合特征，便于實(shí)現(xiàn)構(gòu)建體網(wǎng)格的??過(guò)程中，椎間盤與終板、椎體底面共節(jié)點(diǎn)。同樣方法，提取其他終板特征曲線，??利用放樣功能，將這些曲線連接，構(gòu)成椎間盤主干。髓核約占椎間盤總體積的??６０％，標(biāo)記終板面中心參考點(diǎn)，

?碩士學(xué)位論文???垂直于水平面５００Ｎ的重力。３、不施加重力載荷（模擬０重力情況下腰椎的活??動(dòng)度）。同時(shí)施加７５００Ｎ．ｍｍ力矩來(lái)分別模擬模型前伸、后屈、左右側(cè)屈及左右??旋轉(zhuǎn)６個(gè)方向的活動(dòng)。有限元模型的構(gòu)建流程如圖４所示。??Ｓｔｅｐ實(shí)體模型?皮質(zhì)骨?Ａｂａｑｕｓ??＼?１?＇?＇?Ｉ?＇???■?Ｔ??ＨｙＲｆｔｎｎｅｉｈ?小關(guān)節(jié)?Ｉ參數(shù)＾約束??Ｉ?￣，載－，計(jì)??實(shí)體網(wǎng)格Ｉ?「韌“Ｉ?＿算ｙ量＿??Ｉ?“?１寒ｍ麵??圖１－４腰椎有限元模型構(gòu)建流程。在Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ中將實(shí)體化的模型按１．５ｍｍ密度劃分為網(wǎng)??格單元，并構(gòu)建韌帶，最后再Ａｂａｑｕｓ中設(shè)置約束及參數(shù)。??ＦＩＧ．?１－４?ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｌｕｍｂａｒ?ｓｐｉｎｅ．?Ｉｎ?Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ，?ｔｈｅ??ｍａｔｅｒｉａｌｉｚｅｄ?ｍｏｄｅｌ?ｗａｓ?ｄｉｖｉｄｅｄ?ｉｎｔｏ?ｍｅｓｈ?ｕｎｉｔｓ?ｗｉｔｈ?ａ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?１．５ｍｍ，?ａｎｄ?ｌｉｇａｍｅｎｔｓ?ｗｅｒｅ??ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．?Ｆｉｎａｌｌｙ，?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ?ａｎｄ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｗｅｒｅ?ｓｅｔ?ｉｎ?Ａｂａｑｕｓ．??２．２．７瞬心法測(cè)量腰椎活動(dòng)度??在理論力學(xué)中，剛體平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，同一物體中瞬時(shí)速度為零的點(diǎn)為瞬心，??每個(gè)平面運(yùn)動(dòng)中的剛體只有一個(gè)瞬心，且剛體上的任一點(diǎn)相對(duì)于它的瞬心角速??度都相等。但在測(cè)量腰椎活動(dòng)度的過(guò)程中，由于位移前后的同一階段的腰椎圍??繞椎體外一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，瞬心法難以實(shí)施。在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，我們?nèi)∽刁w上兩??點(diǎn)進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】：
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