股骨髁有限元模型的建立及表面軟骨不同切除后髁部力學(xué)變化的有限元分析.pdf

1、目的：利用磁共振圖像(MRI)建立正常人股骨髁部+表面軟骨的三維非線性有限元模型，通過給予不同力學(xué)參考值分析髁部應(yīng)力分布云圖，測定指定節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值以驗(yàn)證模型的有效性；并利用此模型進(jìn)一步模擬去除髁部不同大小、不同區(qū)域軟骨后對股骨髁部力學(xué)變化的影響進(jìn)行初步探討。
　　 方法：選取一名正常青年男性，排除右膝疾患，利用1.5T Twinspeed/Excite超導(dǎo)型磁共振掃描儀進(jìn)行右膝關(guān)節(jié)連續(xù)失狀位MRI掃描，掃描方式右膝關(guān)節(jié)自內(nèi)向外不

2、間斷掃描。所得掃描圖像經(jīng)過Mimics10.0、Geomagic Studio8.0分析軟件處理后建立股骨髁部包括表面軟骨的完整三維模型，并將Geomagic Studio8.0軟件處理生成的STL文件轉(zhuǎn)化為有限元分析軟件ANSYS11.0可接受的IGS文件。將建立好的模型導(dǎo)入ANSYS11.0軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分和模擬不同區(qū)域不同大小軟骨切除，并對應(yīng)力分布情況進(jìn)行比較。
　　 結(jié)果：利用MRI圖片，經(jīng)過Mimics10.0、Geo

3、magic Studio8.0軟件處理建立了人體右膝股骨髁部的三維計(jì)算機(jī)模型，為后期股骨髁表面軟骨的有限元仿真分析提供了保證。利用ANSYS11.0軟件對股骨髁部表面軟骨進(jìn)行不同大小不同區(qū)域的模擬切除，并繪制出了不同模擬負(fù)載下髁部應(yīng)力應(yīng)變圖形。
　　 結(jié)論：1、結(jié)果提示二維MRI圖片下所建立三維模型，解決了CT數(shù)據(jù)對軟組織成像較差的不足，能夠使模型更接近于真實(shí)解剖結(jié)構(gòu)。2、本次試驗(yàn)所建立的三維有限元模型為靜力模型，與人膝關(guān)節(jié)髁部