基于CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的研究

【摘要】：本文介绍了在生物机械工程研究中应用有限元分析方法的有关研究实验与结果。对于人体足部这样一个复杂的骨骼肌肉系统,文中首先讨论了建立其有限元分析模型的必要性和意义,然后针对其形状复杂、骨骼数量多且体积小和关节多的特点,分析了基于2mm层厚的CT图像建立人体足部骨骼三维有限元模型的主要问题,介绍了利用CAD软件的复杂曲面造型功能,根据CT图像进行足部骨骼的三维重建,进而建立三维足部骨骼有限元模型的过程。文中还介绍了为建立较完整的三维人体足部有限元模型而采取的软骨和韧带组织的处理方法。模拟临床实际情况施加边界条件和外部载荷,进行了数值模拟分析。通过对计算结果和临床模拟条件的相关性的讨论,验证了有限元模型的有效性。最后给出有关结论和讨论。