构建强直性脊柱炎后凸畸形的三维有限元模型

摘要

背景：完整的三维有限元模型不仅可以建立逼真的立体模型,进行术前规划,并且还可以在模型上进行模拟截骨,分析生物力学,以期达到指导临床手术的作用。目的：建立强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,为后续的一系列研究提供有效的数字化平台。方法：选取1例30岁强直性脊柱炎后凸病例C_1至骶尾骨的CT断层图像,将CT数据输入Mimics 17.0医学三维重建软件中,建立脊柱后凸三维几何模型。再将几何模型导入Geomagic Studio 2013软件中,对三维几何模型进行后续优化图像处理,生成修复后的脊柱后凸几何曲面模型。使用Unigraphics NX 8.5导入建立的脊柱后凸曲面模型,建立钙化的韧带模型,切除部分无用的骶骨模型,最后导入ANSYS 15.0有限元分析软件中,设置材料参数,生成完整的强直性脊柱炎后凸三维有限元模型。结果与结论：成功建立了完整强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,包括10节点四面体单元398 370个,668 538个节点。为下一步的生物力学分析提供了可靠的数字化平台。