用三维重建和有限元方法对人体心脏进行力学分析

摘要

目的建立人体心脏的三维几何模型和有限元网格模型,进行有限元仿真计算。方法利用可视化人体心脏数据集,通过3D-DOCTOR软件和SOLIDWORKS软件重建心脏外形和内腔的三维结构数据,以STEP格式导入ABAQUS有限元软件形成网格模型。在有限元网格模型的基础上进行心脏自振频率、内腔血压等载荷情况下的力学性能分析。结果建立了一个数字化心脏可视模型。能够反映心脏三维形状和内腔结构;得到了心脏内腔的大致容积;反映了心脏心肌不同区域的不同性质;得到了心脏3个方向的自振频率和振型,以及内腔血压下的应力分布。结论建立了可视化三维心脏的几何和网格模型,反映了心脏的外形和内腔。利用有限元分析方法,能够为心脏的生物力学分析提供可视化的数值仿真平台。