CN104166762A - 一种寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法，该寰枢关节带椎动脉的有限元模型建模方法包括：应用mimics或image J等软件处理现有分辨率的CTA断层图像，获得更高分辨率的图像；然后基于此高分辨率的图像重建寰枢关节、椎动脉以及周围固定韧带的空间几何模型；导入3-matic软件中进行优化，装配并划分体网格。本发明可以为寰枢关节的相关疾病带来更加精确地数值解，以及分析寰枢关节的病变对椎动脉的影响，计算时采用非线性能力强的abaqus或adina软件进行分析计算。
Description
技术领域
本发明属于寰枢关节带椎动脉的有限元模型技术领域，尤其涉及一种寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法。
背景技术
有限元法应用于生物力学领域已有40余年历史，从简单的模拟正常生理到现在模拟病理情况下发展，它已经成为非常重要的分析工具，而现在有的有限元模型中由于图像分辨率不够的问题而不能精确地重建几何模型，以致后续的有限元模型精度受影响，特别是细微的结构，但又起着重要作用，
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法，旨在解决现有的有限元模型中因图像分辨率不够的问题而不能精确地重建几何模型，以致后续的有限元模型精度受影响的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种基于CTA薄层扫描数据，重新划分获得更高矩阵分辨率后，在mimics软件建立寰枢关节、椎动脉，以及附着韧带的空间几何模型，然后在3matic软件装配，最终生成有限元模型。
本发明实施例的另一目的在于提供一种建立寰枢关节及周围结构的有限元模型，作为寰枢关节的力学分析的前提基础。
本发明实施例的另一目的在于提供的寰枢关节、椎动脉以及附着韧带的空间几何模型，采用3D打印的形成，打印出完整的实体模型，为临床医生更加直观的观察寰枢关节，指导临床治疗，并可以作为教学用途。
本发明提供的寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法，重建了更加精细的寰枢关节带椎动脉有限元模型，分析寰枢关节疾病发生时力学因素的作用，特别是对分析细小韧带的损伤，致模型稳定性以及椎动脉的影响有着重要的作用。而本发明则是基于它原来的断层图像基础上进行插值重建，然后根据我们特有的解剖学专业知识进行精确重建，并可以对不同人体进行个体化重建。
附图说明
图1是本发明实施例提供的寰枢关节带椎动脉的有限元模型结构示意图；
图2是本发明实施例提供的寰枢关节带椎动脉的有限元模型的后视图；
图3是本发明实施例提供的寰枢关节带椎动脉的有限元模型建模方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1和图2所示，本发明实施例的寰枢关节带椎动脉的有限元模型主要由：枕骨下部、寰椎、枢椎、椎动脉、前纵韧带、后纵韧带、项韧带、悬韧带、翼状韧带、十字韧带、项韧带；
如图3所示，本发明实施例的寰枢关节带椎动脉的有限元模型建模方法包括以下步骤：
S101：应用mimics或image J等软件处理现有分辨率的断层图像，获得更高分辨率的图像；
S102：然后基于此高分辨率的图像重建寰枢关节、椎动脉以及周围固定韧带的空间几何模型；
S103：导入3-matic软件中进行优化，装配并划分体网格。
本发明的工作原理：
本发明包括枕骨下部、寰椎、枢椎、椎动脉、前纵韧带、后纵韧带、项韧带、悬韧带、翼状韧带、十字韧带以及项韧带，主要应用mimics或image J对CTA图像进行软件插值后重建获得更高分辨率的断层图像，再基于更高分辨率的断层图像后重建了上述组织的更加准确空间几何模型，在3-matric软件中进行装配划分有限元体网格，基于此模型，可以为寰枢关节的相关疾病带来更加精确地数值解，以及分析寰枢关节的病变对椎动脉的影响，计算时采用非线性能力强的abaqus或adina软件进行分析计算，获得高精度的数值解。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法，其特征在于，该寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法包括：
步骤一，应用mimics或image J软件处理现有分辨率的断层图像，获得更高分辨率的图像；mimics中reslice project功能重新定义断层图像的分辨率和层厚，获取更高分辨率的图像；
步骤二，然后基于此高分辨率的图像重建寰枢关节、椎动脉以及周围固定韧带的空间几何模型；
步骤三，导入3-matic软件中进行优化，装配并划分体网格，经过mimics中的smooth和wrap功能修理过的几何模型，导入3matic软件中再进一步优化表面网格，3-matic软件进行寰枢关节、椎动脉以及附着韧带的装配，反复优化后生成体网格有限元模型。
2.如权利要求1所述的寰枢关节带椎动脉的有限元模型的构建方法，其特征在于，基于此高分辨率的图像重建寰枢关节、椎动脉以及周围固定韧带的空间几何模型的步骤为：mimics中应用阈值分割技术，分别生成寰枢关节、椎动脉，以及附着关节上面的韧带的mask；然后计算出寰枢关节、椎动脉、附着关节上面的韧带的实体几何模型。
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