基于反求工程的下肢骨骼模型的重建及模拟研究

发布时间：2021-07-30 23:40

　　如何有效治疗股骨颈骨折以及改善骨折受伤治疗后出现的股骨头坏死的情况是当代骨科学者研究的热点。反求技术与3D打印技术的结合是生物医学领域重要的应用研究方向,尤其在人体骨骼损伤治疗方面具有十分广阔的应用前景。本文采用匹配对齐的算法修复骨折的股骨,根据反求工程的原理将修复后的股骨与下肢其他骨骼进行表面修复与重建,针对修复后的骨骼模型进行了静力学与动力学数值模拟研究,具体的研究工作如下:（1）基于下肢骨骼的CT数据,采用中值滤波算法、拉普拉斯算法进行滤波处理和锐化处理,并在医学软件Mimics中得到了骨骼三维模型。基于骨骼的三维模型,采用匹配对齐算法修复骨折股骨至正常股骨的状态,利用反求工程的原理重建了包括修复后股骨在内的下肢所有骨骼的三维模型,在Geomagic studio平台对下肢骨骼进行逆向修复处理,得到了较完善的下肢骨骼模型,为静力学和动力学的分析奠定基础。（2）针对修复后得到的模型,基于ANSYS静力学分析仿真环境,设置材料后、划分网格后求解得到了重建的骨骼模型的应变、应力的变化曲线,并与临床结果进行了对比。结果表明模型在特定载荷下的变形与应力场与临床情况相符,验证了模型的正确性。... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中值滤波效果图

锐化前后效果

下肢骨骼CT图像

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于UG与ADAMS的人体下肢骨骼肌建模及仿真[J]. 刘韵婷,郭辉,黄将诚.  中国组织工程研究. 2018(11)
[2]基于逆向工程和UG二次开发的人工骨组织结构造型仿真[J]. 于天彪,孙雪,哈达.  现代制造工程. 2018(03)
[3]螺旋CT扫描及其多平面重建技术在腕舟骨骨折诊断中应用[J]. 黄成校,余化龙.  中国CT和MRI杂志. 2018(02)
[4]鼻骨低剂量多层螺旋CT扫描技术的应用价值分析[J]. 陈云.  现代医用影像学. 2017(05)
[5]64排螺旋CT低剂量扫描并三维重建技术在牙种植术中的应用研究[J]. 李泽宏,凌红玲,陈贵丰,刘勇彬,陈伟,卢钊楷,邓方.  现代医用影像学. 2017(05)
[6]64排螺旋CT肘关节优化体位扫描技术的应用[J]. 卞柳利,姚利华.  中国CT和MRI杂志. 2017(06)
[7]基于ADAMS的人体下肢运动分析及仿真[J]. 张燕,张浩淼,宣博凯,张永昌.  系统仿真学报. 2017(05)
[8]数字化光固化成形模片种植导板的临床应用[J]. 吴静,罗洪.  贵州医药. 2017(04)
[9]全身振动训练对老年人下肢功能和慢性疾病影响的研究与进展[J]. 谭景旺,吴雪萍.  中国组织工程研究. 2017(08)
[10]基于CT图像三维重建全骨盆模型与3D打印[J]. 徐亮,杨洋洋,郝鹏,吴晓南,陈东华,王鹏举.  精密制造与自动化. 2016(04)

博士论文
[1]基于快速原型制造技术的人体骨骼修复及生物力学分析研究[D]. 陈亚东.东北大学 2014
[2]股骨三维重建与人工髋关节生物力学研究[D]. 张玉朵.天津大学 2006
[3]基于CT数据、快速成型技术个体化钛合金颅骨缺损修补术的实验与临床应用研究[D]. 夏德林.中国协和医科大学 2004

硕士论文
[1]时频域结合的数字图像增强技术的研究[D]. 杨超.华北理工大学 2019
[2]基于Mimics 17.0软件3D打印在医学反求应用技术研究[D]. 高艳芳.佳木斯大学 2018
[3]基于纯离散正交矩的图像分析[D]. 叶爽.陕西师范大学 2018
[4]面向人工骨的3D打印机结构设计及骨三维重建方法研究[D]. 朱崇.哈尔滨工程大学 2018
[5]基于逆向工程的牙齿修复及快速成形[D]. 唐先林.哈尔滨理工大学 2017
[6]下肢外骨骼机器人的设计与研究[D]. 李雁北.北京林业大学 2015
[7]磷酸钙陶瓷骨支架的激光烧结机理及工艺研究[D]. 冯佩.中南大学 2013
[8]激光烧结系统的运动控制与纳米陶瓷人工骨制备工艺的研究[D]. 高成德.中南大学 2012
[9]图像锐化的研究[D]. 刘三国.曲阜师范大学 2011
[10]类人形机器人的下肢机构设计、步态规划和动力学仿真[D]. 方光荣.上海交通大学 2007



本文编号：3312339