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距骨三维有限元模型的建立及临床应用

作者：华中科技大学同济医学院附属普爱医院谢鸣等来源：2012COA大会论文汇编日期：2013-01-21

导读

利用Mimics和Ansys软件建立正常距骨有限元模型，具有较高真实性和精确度，可以很好的模拟距骨的生物力学特性，能满足临床距骨损伤模拟手术仿真分析的需要。

　　【摘要】　目的　旨在建立可靠的距骨三维有限元模型，并对其进行分析与验证，为临床距骨损伤模拟仿真提供生物力学依据。方法　对1例正常志愿者行足踝部64排CT扫描，层厚0.625mm，无间隔。Mimics10.01重建三维图像，经手动编辑、区域增长、形态学操作等，生成后足部的三维模型，从后足部模型中提取距骨模型。对距骨进行面网格的优化处理后，导入Ansysl0.01中得到体网格模型。根据CT断层图像的灰度值完成模型材质的添加，生成最终的三维有限元模型。模拟研究对象单足静止站立的状态，距下关节面全约束，轴向压缩600N截荷均匀、垂直分布于距上关节面，模拟人体单脚站立时距骨滑车面处所承受的主要负荷，加载后分析各部位应力。结果　建立了精确距骨三维有限元模型。模型共有57680节点、43928个单元。通过应力云图在距骨颈及距下关节中后关节面间、距上关节面内外侧为主要应力集中区域。通过位移云图距骨受力时最大位移在距骨体上部。结论　利用Mimics和Ansys软件建立正常距骨有限元模型，具有较高真实性和精确度，可以很好的模拟距骨的生物力学特性，能满足临床距骨损伤模拟手术仿真分析的需要。