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应用三维有限元分析正常站立位股骨近端结构生物力学特性

付鑫  马信龙  马剑雄  杨阳  董宝康  
【摘要】：目的:建立股骨近端结构三维有限元模型,对正常站立位下的股骨近端生物力学特性进行分析以指导临床工作.方法:天津医科大学总医院志愿者1名,男性,30岁,应用X射线排除股骨病变及损伤等情况.在Mimics中直接读取符合Dicom 3.0标准的股骨近端原始CT数据,经阈值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型,后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型,然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型加载200 N的垂直载荷,观察股骨近端内部Von mises应力分布.结果:应用Mimics和Ansys软件建立股骨近端有限元模型,观察到股骨近端内部应力分布,验证了结构与功能的对应关系.结论:应用Mimics可以建立更符合股骨近端机械结构和力学性质的三维有限元模型,据此模型得到的股骨近端力学特性分析结果更为可信,以辅助指导临床应用.

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