新型颧弓骨折内固定器的模拟设计及生物力学研究
发布时间：2020-12-14 23:02
目的本实验主要借助螺旋模CT技术和有限元方法（Finite Element Method, FEM）建立颧弓三维实体模型，在此模型基础上模拟骨断面并设计一种镍钛形状记忆合金（Ni-Ti shape memory alloy, Ni-Ti SMA）材质的新型颧弓骨折内固定器，建立颧弓骨折内固定三维有限元模型，并对模型稳定性进行仿真测试，为今后该种新型颧弓骨折内固定器的设计提供建模基础和实验依据。方法选择一名健康成人志愿者，采用螺旋CT对其眶上缘到下颌骨下缘范围进行连续薄层扫描，生成的图像数据以DICOM格式导入医学面图像处理软件Mimics10.01中，经阈值设定、蒙罩编辑、区域增长及形态学操作等生成颧弓初始3D模型；利用逆向工程软件Geomagic9.0对3D模型数据进行精细化处理，完成曲面重构；在UG NX5.0软件中，实现三维重建模型实体化并建立皮质骨、松质骨等结构；在此模型基础上设计新型内固定器、模拟生成骨断层建立骨折模型，再将设计的固定器放置于既定部位，经网格划分、材料属性添加建立颧弓骨折内固定三维有限元模型；最后定义接触、对模型自由度进行约束、模拟加载实验，对有限元模型外侧模...
【文章来源】：安徽医科大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CT图像导入Mimics中生成图像
2.3.2 骨灰度值设定在 Mimics10.01 中点击 Tools 菜单，选择 profile line 功能,在颧弓部分画一条线，要求包括皮质骨和松质骨，自动弹出对话框，单击 start threholding，此时可通过按住鼠标左键上下调整绿色的线来完成阈值分割，即进行骨灰度值范围的选择，如图 2 所示：绿色显示的是根据 ct 图像灰度所生成的阈值，一般不需要调节，但如果边界不是分割的很清楚的话可以根据解剖学特征适当调整一下，本实验选取的灰度值范围为 226-3071Hu，调整完成后单击 end thresholding，close 退出得到骨组织的蒙罩（Mask），此时颧弓与其他部分骨是相连的。
根据相关解剖学特征，结合阈值设定（Thresholding）、蒙罩编辑（Edite Masks）、区域增长（Region Growing）等功能操作，提取实验用颧弓骨骼蒙罩后，在 Masks标签栏选择 Yellow mask，也可再次点击 mask 的名字"Yellow"进行重命名，本实验选择默认文件名，点击 Calculate 3D 模块，在 Quality 对话框中选择默认的 Optimal选项，进行颧弓三维重建，得到的颧弓三维模型是一种 3D 点云模型，即表面体模型，通过减少三角片数、表面光顺等初步优化处理，消除噪声数据、校正失真，使之符合有限元网格化要求，最终获得的颧弓骨组织轮廓数据保存为 STL 格式（图图 3 颧弓骨骼蒙罩Fig. Bone mask of zygomatic arch
【参考文献】：
期刊论文
[1]抓钩式内支撑颧弓骨折固定器的研制及生物力学稳定性的研究[J]. 邝亦元,吴汉江,张建一,游弋,王淼,孟力平,周书俊. 口腔医学. 2010(10)
[2]自制外固定支架在颧骨、颧弓骨折中的应用[J]. 谢雪梅,郑庆忠,王健,刘李明,俞晓佳. 上海口腔医学. 2010(05)
[3]基于UG的零件建模及数控加工过程的仿真[J]. 韩训梅. 微计算机信息. 2010(22)
[4]骨皮质厚度及植入角度对支抗种植钉影响的三维有限元分析[J]. 赵弘,刘洪臣,顾晓明. 口腔颌面修复学杂志. 2010(01)
[5]牙颌三维有限元建模方法的研究进展[J]. 孙力,李鸿波,储冰峰. 口腔颌面修复学杂志. 2010(01)
[6]可视化上颌骨与牙列三维模型的建立[J]. 谷方,崔益群,曾兵,沈若武,邵刚,夏玉军. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(26)
[7]下颌骨缺损腓骨重建的三维有限元应力分析[J]. 季彤,铁英,王冬梅,张陈平. 华西口腔医学杂志. 2009(02)
[8]上颌牙列及方丝弓矫治器三维有限元模型的建立及验证[J]. 杨宝宽,王林,严斌,魏志刚,汤文成,杨福俊. 口腔医学. 2009(03)
[9]颧弓骨折坚强内固定的临床研究[J]. 高丽荣,孙庚林. 河北医学. 2008(01)
[10]医用NiTi形状记忆合金的腐蚀特性[J]. 苏向东,郝维昌,王天民,韩峰,张波,何力. 材料研究学报. 2007(05)
本文编号：2917168
【文章来源】：安徽医科大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CT图像导入Mimics中生成图像
2.3.2 骨灰度值设定在 Mimics10.01 中点击 Tools 菜单，选择 profile line 功能,在颧弓部分画一条线，要求包括皮质骨和松质骨，自动弹出对话框，单击 start threholding，此时可通过按住鼠标左键上下调整绿色的线来完成阈值分割，即进行骨灰度值范围的选择，如图 2 所示：绿色显示的是根据 ct 图像灰度所生成的阈值，一般不需要调节，但如果边界不是分割的很清楚的话可以根据解剖学特征适当调整一下，本实验选取的灰度值范围为 226-3071Hu，调整完成后单击 end thresholding，close 退出得到骨组织的蒙罩（Mask），此时颧弓与其他部分骨是相连的。
根据相关解剖学特征，结合阈值设定（Thresholding）、蒙罩编辑（Edite Masks）、区域增长（Region Growing）等功能操作，提取实验用颧弓骨骼蒙罩后，在 Masks标签栏选择 Yellow mask，也可再次点击 mask 的名字"Yellow"进行重命名，本实验选择默认文件名，点击 Calculate 3D 模块，在 Quality 对话框中选择默认的 Optimal选项，进行颧弓三维重建，得到的颧弓三维模型是一种 3D 点云模型，即表面体模型，通过减少三角片数、表面光顺等初步优化处理，消除噪声数据、校正失真，使之符合有限元网格化要求，最终获得的颧弓骨组织轮廓数据保存为 STL 格式（图图 3 颧弓骨骼蒙罩Fig. Bone mask of zygomatic arch
【参考文献】：
期刊论文
[1]抓钩式内支撑颧弓骨折固定器的研制及生物力学稳定性的研究[J]. 邝亦元,吴汉江,张建一,游弋,王淼,孟力平,周书俊. 口腔医学. 2010(10)
[2]自制外固定支架在颧骨、颧弓骨折中的应用[J]. 谢雪梅,郑庆忠,王健,刘李明,俞晓佳. 上海口腔医学. 2010(05)
[3]基于UG的零件建模及数控加工过程的仿真[J]. 韩训梅. 微计算机信息. 2010(22)
[4]骨皮质厚度及植入角度对支抗种植钉影响的三维有限元分析[J]. 赵弘,刘洪臣,顾晓明. 口腔颌面修复学杂志. 2010(01)
[5]牙颌三维有限元建模方法的研究进展[J]. 孙力,李鸿波,储冰峰. 口腔颌面修复学杂志. 2010(01)
[6]可视化上颌骨与牙列三维模型的建立[J]. 谷方,崔益群,曾兵,沈若武,邵刚,夏玉军. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(26)
[7]下颌骨缺损腓骨重建的三维有限元应力分析[J]. 季彤,铁英,王冬梅,张陈平. 华西口腔医学杂志. 2009(02)
[8]上颌牙列及方丝弓矫治器三维有限元模型的建立及验证[J]. 杨宝宽,王林,严斌,魏志刚,汤文成,杨福俊. 口腔医学. 2009(03)
[9]颧弓骨折坚强内固定的临床研究[J]. 高丽荣,孙庚林. 河北医学. 2008(01)
[10]医用NiTi形状记忆合金的腐蚀特性[J]. 苏向东,郝维昌,王天民,韩峰,张波,何力. 材料研究学报. 2007(05)
本文编号：2917168
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/kouq/2917168.html
