兔股骨三维生物力学模型的建立

• 作者: 张春林 李志香
• 来源期刊: 中国组织工程研究与临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 股骨 生物力学模型 有限元分析 兔
• 年，卷（期）: 2008,（26）
• 所属期刊栏目: 技术与方法
• 页码范围: 5189-5192
• 页数: 4页
• 分类号: R318
• 字数: 1031字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1673-8225.2008.26.036

摘要

背景:基于自编写的Matlab程序实现了对兔股骨图像边缘的识别.但鉴于模型的复杂性,在UG三维软件中建立股骨实体模型后导入ANSYS软件中,能否构建相应的结构模型?目的:构建兔股骨三维生物力学模型的方法.设计:随机对照观察.单位:北京理工大学生物力学实验室.材料:实验用1只雌性新西兰大白兔,兔龄1年,体质量2.6 kg,.实验用ACTIS 400/225型工业CT扫描机为美国BIR公司生产.方法:实验于2005-07/12在北京理工大学生物力学实验室完成.①股骨影像轮廓提取:实验兔麻醉后处死,分离股骨.将工业CT扫描图像转换成*.bmp格式的图像文件,应用Photo shop图像处理软件,对原始图像进行对比度调整、甲滑去噪等必要处理,以增强图像的可辨性和可分析性.再用磁性套索工具勾勒各层图像的内、外边界线,得到各层面股骨内、外轮廓曲线,采用CT扫描机对兔股骨进行扫描,自股骨头上端起,由近端向远端垂直于股骨纵轴行CT扫描,层间距为1 mm.小转子下方第43层至股骨中段53层,由于形状比较规则,扫描层间距为2mm.共扫描87层,长度为9.9 cm, 输入汁算机后经处理得到边界轮廓线,再通过自编程序.获取建模时所用的轮廓线坐标,将坐标数据输入建模软件,建立三维实体模型.②股骨有限元模型的建立:将U G中导出的*.IGES文件,导入至ANSYS软件,自动生成股骨实体模型,利用ANSYS软件布尔操作中的减操作,得到有窄腔的实体模型.主要观察指标:兔股骨结构模型建立情况.结果:①利用U G三维造型软件,读取第1层轮廓数据*.dat文件.形成由多个数据点连接的自由曲线,依次读取第2层、第3层、第4层至第87层,形成兔股骨内、外轮廓的堆叠图.②采用自由网格划分法,应用ANSYS程序自动划分嘲格,生成有限元网格.网格划分后得到42 221个节点及27 768个单元.结论:实验模型真实模拟了兔股骨的解剖学形态.建立的三维生物力学模型为下一步通过有限元法确定振动对骨丢失影响的最佳参数奠定了实验学基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张春林	北京理工大学机械与车辆工程学院	69	599	14.0	21.0
2	李志香	北京理工大学机械与车辆工程学院	9	31	2.0	5.0