基于髋关节CT图像三维实体髋骨重建及髋骨承受力数据有限元分析

• 作者: 段宇星 郭鹏年 高耀东
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 人工髋关节置换 CT图像 图像处理 曲面重建 步态分析 有限元分析 三维实体重建
• 年，卷（期）: 2019,（28）
• 所属期刊栏目: 骨关节图像与影像
• 页码范围: 4564-4569
• 页数: 6页
• 分类号: R459.9|R322.7+2|TB17
• 字数: 5243字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1331

摘要

背景:髋骨的解剖结构与受力复杂,传统的X射线片及CT扫描等二维影像检查在髋骨诊断中具有一定的局限性.目的:在CT图像的基础上,找寻一种生物骨骼实体模型准确且快捷的重建方法,研究人体内髋骨的受力情况,建立出术前优化髋关节模型,以便3D打印.方法:采集1例患者的髋关节CT图像(实验已获包头医学院第一附属医院伦理批准,受试者对实验知情同意),使用核心医学Mimics软件,从光学图像和噪声点中找出髋关节CT图像,并且获得矢量断层图像,人工仔细分离后拟合多层图像,形成3D图像结构.之后,在Geomagic软件中完成对模型的曲面拟合,与此同时生成曲面和实体化.最后,在Abaqus软件中完成髋关节的网格划分,模型赋值和有限元模拟分析.至此,完成从原始CT到实体的所有数据转换,同时使用Anybody软件用于模拟人体步态模拟,进行有限元分析.结果与结论:使用最简单方法完成了CT图像的重建,经过Geomagic完成曲面拟合并得到了良好的髋骨模型,通过Anybody逆动力学分析得到了重要的髋骨承受力数据,得到体内承受力较大的地方为髋骨远端处,有限元分析验证了此结果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高耀东	内蒙古科技大学机械工程学院	53	258	8.0	14.0
2	郭鹏年	内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院骨二科	8	27	3.0	5.0
3	段宇星	内蒙古科技大学机械工程学院	1	2	1.0	1.0