枕寰樞復(fù)合體有限元仿真模型的建模研究

鄭洪海，　孟春玲，　楊　生，　王　鵬

(1.北京工商大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 北京　100048； 2.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院 神經(jīng)外科， 北京　100853)

自20世紀(jì)50年代初期有限元分析方法誕生以來，由于其對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、載荷以及材料等問題求解的優(yōu)越性，一直廣泛應(yīng)用于生物力學(xué)領(lǐng)域的研究. 有限元方法的分析結(jié)果受諸多因素的影響，建立精確的有限元模型是進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)和前提.

目前在脊柱外科，對(duì)腰椎的有限元研究比較深入，而有限元方法在頸椎方面的應(yīng)用則起步較晚. 由于寰樞椎結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前常見的幾種建模方法存在著一定的問題. 三維坐標(biāo)儀建模的方法只能獲得骨骼外表面的點(diǎn)云，無法對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量和建模；組織切片法很難控制切片的均勻厚度，精度難以保證；近年來主流的基于CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像的建模方法[1]，需要人工把CT膠片上的每一張圖像轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的位圖格式，并且需要在圖像處理軟件中人工準(zhǔn)確對(duì)位，需要花費(fèi)大量的人力、物力，而且在通過膠片掃描以及格式轉(zhuǎn)換傳遞數(shù)據(jù)的過程中容易丟失很多信息；傅棟，靳安民[2]等(注意首先使用此技術(shù)的并非該作者)采用的薄層CT掃描技術(shù)，Dicom醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)和Mimics軟件輔助建模的方法，克服了人工對(duì)位耗時(shí)耗力和數(shù)據(jù)傳遞中信息丟失的問題，能夠更為快捷、精確地建立有限元模型，但是該方法建立的有限元模型只包含節(jié)點(diǎn)和單元，并不包含點(diǎn)、線、面、體等實(shí)體模型，無法與后期所……