健康鼻骨受力的生物力学建模和有限元分析

摘要

目的 建立成年人健康鼻骨相关生物力学模型,对鼻骨结构受力情况进行有限元分析,获得应力、应变等数据,利用统计分析揭示鼻骨的静力学应力分布特点.方法 采用64排螺旋CT扫描获得影像数据;通过三维重建和图像处理获得鼻骨的三维几何模型;利用有限元分析软件建立鼻骨受力的生物力学模型并进行力学分析.结果 通过对6例鼻骨受力的情况的有限元分析,发现当外力作用于鼻骨下端时,作用力与矢状面所成角度越大则最大应变越大,同时最大主应力逐渐增大;当角度接近60°时,随着角度的增加,最大主应力反而减小.结论 当作用力与矢状面的夹角接近60°时,弹性模量较大的鼻骨容易发生骨折;当在角度接近90°时,弹性模量较小的鼻骨才能发生骨折.应用医学图像重建和有限元分析软件相结合的方法,可以帮助临床定量分析成人鼻骨结构的力学性质,为骨折患者矫形提供帮助.