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目的
建立完整的人颅颌面部三维有限元模型,并进行撞击伤模拟验证,为研究颅颌面伤情模拟提供依据。
方法CT扫描健康成年男性头颅,将数据导入Mimics 15.0软件中,按照骨组织、皮肤组织、皮下软组织分类并分别进行阈值分割与三维重建。将重建数据导入三维逆向软件Geomagic Studio 2012中,进行图像优化,生成三维实体模型。通过三维控制软件Solidworks 14.0将三部分模型按照实际比例进行装配,并在各层之间建立接触对,设置边界条件。最后在有限元处理软件Hypermesh 12.0中进行体网格的划分,完成模型建立。对模型各层分别赋予材料参数,设置模拟条件,对本模型进行模拟撞击,检验模型性能。
结果本模型完全由体单元网格构成,共包括214 250个六面体网格单元,411 920个节点。经模拟检验,本模型可清楚显示软组织与硬组织的应力分布、骨折线走向、骨折块移位情况,且模拟结果与临床表现相吻合。
结论建立了完整性较好的人颅颌面三维有限元模型,仿真性能高,可用于颌面部位或头部整体结构的生物力学模拟分析。