枕骨髁骨折三维有限元分析

发布时间：2021-10-29 17:34

　　目的:通过建立正常上颈椎（含枕骨髁）三维有限元模型,应用有限元分析软件研究枕骨髁骨折受伤机制,验证经典枕骨髁骨折分型方法,为枕骨髁骨折的治疗提供理论依据及指导,为颈椎及颅颈交界区的生物力学研究提供力学模型。方法:选取一名在我院门诊检查并完成颈部CT扫描的健康成年男性志愿者作为研究对象,无头颈外伤、手术、畸形、风湿免疫、肿瘤、结核等其他病史。将CT图像导入软件,建立上颈椎三维有限元模型。在有限元软件中模拟颈椎的正常生理活动,计算在屈伸、侧弯及旋转不同状态下上颈椎各个节段的活动度,将实验结果与体外生物力学实验数据进行对比验证。验证模型有效后,在模型上加载轴向压缩及旋转侧弯暴力模拟外伤受力,通过分析应力云图判断骨折发生部位及周围应力变化情况。在正常上颈椎模型的基础上建立三种枕骨髁骨折模型,对骨折模型施加相同的边界条件和加载方式,进行有限元分析,研究应力分布,并通过计算上颈椎各个节段的活动度评估骨折模型稳定性。结果:1.本实验成功建立了上颈椎C0-C3节段三维模型,此模型总共包括366820个四面体单元,83521个节点。经过验证,此模型在不同运动状态下颈椎各个节段活动度数据与体外实验数据一致... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究路线

第二章正常上颈椎模型建立7将DICOM数据导入Mimics16.0软件，获得包括颅颈交界区在内的全段颈椎灰度图像。不同组织由于密度不同，在此软件图像上显示的灰度值也不同，应用“Thresholding”命令，手动划分出C0-C3结构，利用软件提取功能和擦除充填功能，得到C0-C3骨性粗糙模型，如图2-1所示，导出并保存为STL格式。图2-1正常上颈椎C0-C3三维重建CT图2.2.2曲面拟合及结构补充GeomagicStudio是一款逆向工程软件，具有强大的网格编辑功能与高级曲面处理能力，可建立多边形模型和网格模型，并转化为NURBS曲面，使模型更加美观、真实，广泛用于逆向工程、快速成型和分析。此时模型为粗糙的三角面骨性模型，表面凹凸不平，存在着畸形和扭曲等不良结构现象，需要在软件中进一步细节优化处理。Pro/Engineer软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，功能包括参数化功能定义、部件建模、三维着色、实体零件、实体或线框建模、生成完整图形和显示不同视图。本实验在Pro/E5.0软件中通过拉伸两节段椎骨之间的上下表面形成封闭间盘实体，生成C2-C3椎间盘结构，并进行组装，生成上颈椎三维模型。将STL格式文件导入GeomagicStudio2014软件中进行曲面拟合和顺滑处理，并通过精确曲面进行曲面化。根据人体解剖学上各个韧带的起止点和体外实体标本形态，运用软件编辑工具对逆向生成的上颈椎模型进行相关结构的添加，包括

正常C0-C3几何模

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3465090