基于ct图像的人体腰椎有限元模型构建与力学分析

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1、分类号密级ＵＤＣ＾＾东考恣之乂菩ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳ幻ＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕去学位论文基于ＣＴ图像的人体腰椎有限元模型构建与力学分析（题名和副题名）魏峰（作者姓名）指＾１５＾姓名楚黎霞教授学位类别王学硕去学科名称机械制造及其自动化研巧方向计算机辅助技术论；时间２０１５．０１注；Ｃ》１注明《国防十进分类法ＵＤ的类号。声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加Ｗ标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发

2、表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：碱峰年＾月如日学位论文使用授权声明南京理王大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可借飼或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可向有关部口或机构送交并授权其保存。、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容对于保密论文。，按保密的有关规定和程序处理＾巧研究生签名；年＾月硕±学位论文基于ＣＴ图像的人体腰椎有限元模型构建与力学分析攒要腰椎作为人体的重要承载部位，结构复杂，容易

3、产生损伤。对腰椎进行模型重建与力学分析是研究腰椎力学持性Ｗ及预防腰椎疾病的重要手段。针对腰椎结构复杂、材料Ｍｉｍｉｃｓｉ？多样等特点，本文利用有限元法和医学处理软件对腰椎进行有限元模型构建＾＾及仿真分析研巧。主要工作如下：（１）针对目前骨生物力学研巧的现状，分析了腰椎有限元模型构建存在的难度，并进行了解决方法的拟定。（２）基于断层ＣＴ图像，利用Ｍｉｍｉｃｓ医学软件对图像进行阀值分析、编辑、网格划分等操作，重构出腰椎巧Ｈ维模型。在前人材料赋值研巧的基础上，对腰椎的姐织层进行分离，实现分别的材料赋值，从而重建出完整的腰椎有限元模型。（３）针对腰椎

4、的结构特点，利用Ｐｙｔｈｏｎ语言在Ａｂａｑｕｓ平台上进行腰椎参数化建。模的尝试开发出参数化插件，通过输入腰椎的几何与材料信息，实现了腰椎的快速有限元建模。（４）腰椎作为人体的主要支撑部位，通过ＡｎｙＢｏｄｙ骨肌系统模巧出不同负载情况。下的腰椎受力，作为腰椎力学分析的数据（５）对腰椎进行力学分析，获得腰椎不同承载情况下的应为与变形位移，证实了重载会造成腰椎应力集中与变形过大，为腰椎病的预防和治疗提供了理论依据。本文通过对腰椎进行Ｈ维重建Ｗ及材料赋值，构建出了完整的腰椎有限元模型，与Ｗ往研究相比，更好的反映出了腰椎的材料特性。同时，参数化建模Ｗ及腰椎力

5、学承载能力的探讨也为腰椎临床预防与治疗提供了指导作用。关键巧：骨生物力学，Ｈ维重建，材料赋值，参数化建模，静力学分析ＩＡｂｓｔｒａｃｔ硕±学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｅａｒｉｎｇｐａｒｔｏｆｈｕｍａｎｂｏｄｙ，ｌｕｍｂａｒｖｅｒｔｅｂｒａｉｓｅａｓｙ化ｇ巧ｄａｍａｇｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅｎｔ化ｅｌｕｍｂａｒｖｅｒｔｅｂｒａｄｉｓｅａｓｅｓｓｏｉｔｉｓａｎｅｆｉｃｉｅｎｔｍｅａｎｓ化ｅｓｔａｂｌｉｓｈ化ｅｐ，，ｔｌｕｍｂａｒｖｅｒｔｅｂｒａｍｏｄｅｌ

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