髋骨的三维重建技术与生物力学仿真研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 1 绪论 | 第10-21页 |
| 1.1 研究背景 | 第11-16页 |
| 1.1.1 骨骼三维重建方法 | 第12-13页 |
| 1.1.2 髋骨生物力学仿真分析 | 第13-14页 |
| 1.1.3 基于CT三维重建模型的应用 | 第14-16页 |
| 1.2 研究意义 | 第16-17页 |
| 1.3 研究路线 | 第17-18页 |
| 1.4 课题软件介绍 | 第18-21页 |
| 1.4.1 Mimics图像处理软件 | 第18-19页 |
| 1.4.2 Geomagic逆向工程图像处理软件 | 第19页 |
| 1.4.3 CAE前后处理软件 | 第19页 |
| 1.4.4 多体动力学建模软件 | 第19-20页 |
| 1.4.5 Abaqus有限元软件 | 第20-21页 |
| 2 基于CT的髋骨三维重建 | 第21-29页 |
| 2.1 CT成像原理 | 第21-22页 |
| 2.2 CT扫描与数据传输 | 第22-23页 |
| 2.3 体渲染重建与三维重建 | 第23-24页 |
| 2.4 Mimcis骨骼三维重建 | 第24-27页 |
| 2.4.1 图像分割及阈值选取 | 第24-26页 |
| 2.4.2 分离右髋骨 | 第26-27页 |
| 2.4.3 螺钉三维重建 | 第27页 |
| 2.5 Geomagic模型的后处理 | 第27-29页 |
| 3 髋骨体网格模型划分及材料模型构建 | 第29-37页 |
| 3.1 Geomagic实体化及位置匹配 | 第29-31页 |
| 3.1.1 位置匹配 | 第29页 |
| 3.1.2 构建NURBS曲面片 | 第29-31页 |
| 3.2 网格划分 | 第31-34页 |
| 3.2.1 四面体网格选取 | 第31-32页 |
| 3.2.2 网格划分 | 第32-34页 |
| 3.3 材料及赋予属性 | 第34-37页 |
| 3.3.1 骨组织 | 第34-35页 |
| 3.3.2 骨材料力学特性 | 第35-36页 |
| 3.3.3 骨骼的材料设置 | 第36-37页 |
| 4 人体多体动力学建模 | 第37-46页 |
| 4.1 AnyBody仿真流程 | 第37-39页 |
| 4.2 步态分析 | 第39-40页 |
| 4.3 骨骼模型建立 | 第40-41页 |
| 4.4 关节模型的建立 | 第41页 |
| 4.5 肌肉群的选择 | 第41-44页 |
| 4.6 模型的运动驱动 | 第44-46页 |
| 5 逆向动力学分析及FEA求解 | 第46-57页 |
| 5.1 逆向动力学分析 | 第47-48页 |
| 5.2 计算结果输出 | 第48-52页 |
| 5.2.1 关节力输出 | 第49-50页 |
| 5.2.2 主要肌肉的变化 | 第50-52页 |
| 5.3 FEA有限元求解 | 第52-55页 |
| 5.3.1 加载约束及边界条件 | 第52-53页 |
| 5.3.2 术后髋骨的应力与位移 | 第53-54页 |
| 5.3.3 仿真结果对比 | 第54-55页 |
| 5.4 影响髋骨分析结果的因素 | 第55-57页 |
| 5.4.1 CT图像 | 第55页 |
| 5.4.2 三维模型重建 | 第55页 |
| 5.4.3 骨骼的简化处理 | 第55-56页 |
| 5.4.4 网格划分 | 第56页 |
| 5.4.5 肌肉力关节力 | 第56-57页 |
| 6 数字化骨科中三维重建的应用 | 第57-63页 |
| 6.1 三维打印过程 | 第57-59页 |
| 6.2 骨骼外固定导板的制作 | 第59-61页 |
| 6.3 生物型髋臼杯设计 | 第61页 |
| 6.4 讨论 | 第61-63页 |
| 7 结论与展望 | 第63-65页 |
| 7.1 结论 | 第63页 |
| 7.2 展望 | 第63-65页 |
| 参考文献 | 第65-71页 |
| 附录 | 第71-74页 |
| 附录1 AnyBody建模主程序 | 第71-72页 |
| 附录2 AnyBody结果输出程序 | 第72-74页 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75页 |
