构建强直性脊柱炎后凸畸形的三维有限元模型

发布时间：2018-04-21 08:25

  本文选题：脊柱炎 + 强直性　； 参考：《中国组织工程研究》2017年07期

【摘要】：背景:完整的三维有限元模型不仅可以建立逼真的立体模型,进行术前规划,并且还可以在模型上进行模拟截骨,分析生物力学,以期达到指导临床手术的作用。目的:建立强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,为后续的一系列研究提供有效的数字化平台。方法:选取1例30岁强直性脊柱炎后凸病例C_1至骶尾骨的CT断层图像,将CT数据输入Mimics 17.0医学三维重建软件中,建立脊柱后凸三维几何模型。再将几何模型导入Geomagic Studio 2013软件中,对三维几何模型进行后续优化图像处理,生成修复后的脊柱后凸几何曲面模型。使用Unigraphics NX 8.5导入建立的脊柱后凸曲面模型,建立钙化的韧带模型,切除部分无用的骶骨模型,最后导入ANSYS 15.0有限元分析软件中,设置材料参数,生成完整的强直性脊柱炎后凸三维有限元模型。结果与结论:成功建立了完整强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,包括10节点四面体单元398 370个,668 538个节点。为下一步的生物力学分析提供了可靠的数字化平台。
[Abstract]:Background: a complete three-dimensional finite element model can not only establish a realistic three-dimensional model for preoperative planning but also simulate osteotomy on the model and analyze biomechanics in order to guide clinical surgery. Aim: to establish a three-dimensional finite element model of ankylosing spondylitis and provide an effective digital platform for further research. Methods: a 30 year old patient with ankylosing spondylitis and kyphosis was selected. The CT images from Cass 1 to sacrococcyx were selected, and the CT data were input into Mimics 17.0 medical 3D reconstruction software to establish a 3D geometric model of kyphosis. Then the geometric model is imported into Geomagic Studio 2013 software, and the geometric model of kyphosis is generated by processing the optimized image of 3D geometric model. The kyphosis surface model was established by Unigraphics NX 8.5, the calcified ligament model was established, and the useless sacrum model was removed. Finally, the material parameters were set up in ANSYS 15.0 finite element analysis software. A complete three-dimensional finite element model of ankylosing spondylitis was generated. Results & conclusion: a complete 3D finite element model of ankylosing spondylitis was successfully established, including 398,370 units with 10 nodes and 668,538 nodes. It provides a reliable digital platform for biomechanical analysis in the next step.
【作者单位】： 新疆医科大学第六附属医院脊柱外科;
【基金】：国家自然科学基金(81360280)~~
【分类号】：R687.3;R318.01

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