股骨三维有限元快速建模及骨密度值求解的初步研究

摘要

目的运行Ansys命令流文件快速建立股骨三维有限元模型,完成股骨骨密度值的精确求解并进行验证。方法对12侧完整的新鲜成人尸体股骨标本,采用真实测量方法（真实测量组）与有限元分析方法（有限元分析组）测量骨密度值。有限元分析组进行高速薄层CT扫描、Mask文件编辑、初步三维重建、表面光滑处理、输出股骨三维模型、运行Ansys命令流文件1完成网格划分,在Mimics中对股骨三维模型赋予材料属性,完成有限元建模、分析,运行Ansys命令流文件2及文件3,读取体单元的数值及体积,在Excel中完成体单元的体积统计,与相应的密度值的乘积即为各材料属性的质量,从Mimics中直接读取三维模型的体积,求得骨密度值。真实测量组将股骨标本以电子天平精确称重后计算真实骨密度值。2组骨密度值的数据进行单因素方差分析。结果快速完成了12侧股骨标本有限元建模并完成简易的有限元分析;2组骨密度值比较差异无统计学意义（P=0.447）。结论使用Ansys命令流文件的方法可以提高有限元建模的效率;在完成有限元建模的同时可获取精确的骨密度值。