本科毕业论文（设计）DICOM标准和MIMICS软件辅助建立股骨三维有限元模型.pdf

学校代码：1 0 0 6 2 学 号：04061301028 本科毕业论文（设计） UNDERGRADUATE DISSERTATION 论文题目： DICOM 标准和 MIMICS 软件辅助建立股 骨三维有限元模型 TITLE Establish a Three-dimensional Finite Element Model of Man Femur Using MIMICS Software and DICOM standard 院 系 生物医学工程系 专 业 生物医学工程 年 级 2004 级 学生姓名 张晓静 指导教师 菅喜岐 副教授 2008 年 6 月 天津医科大学生物医学工程系学士学位论文 摘 要 目的：建立人体股骨的三维有限元模型，从几何上完全忠于真实的的解剖结构，机 械特性上尽量接近股骨真实力学特性，从而作为今后对股骨进一步有限元分析的基础。 方法：采用天津医科大学总医院正常成年男性志愿者活体股骨为研究对象，应用CT 扫 描技术对股骨横截面进行自上而下扫描，获取 CT 图像资料，运用 Mimics 软件进行图 像重建获取股骨三维模型，输入有限元分析软件 ANSYS ，对其进行网格化，再导入 Mimics 中确定材料特性参数并赋材质，建立完整的股骨三维有限元模型。通过对股骨 颈干角、前倾角的三维、二维测量结果进行几何特性比较分析，及比较不同股骨模型加 力条件下应力应变分布，来验证所建模型的可行性。结果：获得两个不同节点、四面体 单元数的股骨有限元模型，弹性模量为 CT 值（密度）相关分布，取值范围分别 6.07GPa～ 15.81Gpa、6.08 GPa ~15.74 GPa 之间。不同模型的材料分布、机械特性有所不同。结论： 应用 Mimics 并确定合适的网格数可以建立符合股骨机械结构和力学性质的三维有限元 模型，同时建模时间短。据此模型得到的股骨力学特性分析结果可信。以辅助指导临床 应用。 关键词：股骨；Mimics 图像重建；CT 断层扫描；三维有限元模型；临床应用 2 天津医科大学生物医学工程系学士学位论文 Abstract Objects: To establish a three-dimensional finite element model of man femur as a foundation of finite element analysis later,which is absolutely obedience to the true anatomical structure in geometry and to the fumur biomechanics in machanism characterastic.Methods: Femur of an normal adault man ,who is a volunteer from General Hospital of Tianjin Medical University ,