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人体膝关节几何解剖模型仿真
  • ISSN号:1004-731X
  • 期刊名称:系统仿真学报
  • 时间:0
  • 页码:12847-12856
  • 语言:中文
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金重点项目(50535050.30530230)
  • 相关项目:植入假体的生物摩擦学关键基础问题研究
中文摘要:

采用健康志愿者的膝关节CT扫描数据,通过医学断层图像处理软件得到骨骼轮廓曲线,并采用商用CAD软件重建包含股骨、胫骨及髌骨的人体膝关节的骨骼三维实体模型。采用MRI(核磁共振成像)图像,选取膝关节相关肌腱、韧带、软骨、半月板等轮廓控制点,提取轮廓,重建包含骨四头肌肌腱、髌腱、内外侧副韧带、前后交叉韧带、半月板以及股骨、胫骨、髌骨软骨在内的软组织三维实体模型。利用重建的膝关节骨组织的CT和MRI扫描点云,采用三雏图像配准的方法,将膝关节各软纽织组装在骨组织实体模型上,从而建立包含人体膝关节主要软组织在内的膝关节仿生模型。建立人体膝关节几何解剖模型,作为进一步力学分析的基础,共同为今后设计膝关节假体及其模拟试验台提供设计依据和评价指标。

英文摘要:

A healthy volunteer's knee was selected and acquired by a CT scanner. 3D contours of skeleton, including femur, tibia and patella, were transferred to CAD software to perform surface reconstruction by a method called skinning. With MRI imaging modality, serial sectional MRI images were obtained. Ligaments, tendons, cartilage's, meniscus's boundary curves were selected to reconstruct the three-dimensional contours of Quadriceps tendon, Patella tendon, Tibia collateral ligament, Fibular collateral ligament, Posterior cruciate ligament, Anterior cruciate ligament, Meniscus and Femur, Tibia, Patella's cartilage. Through registration of point clouds reconstructed from CT and MPd modalities, soft tissues were assembled to bone structure solid model, and in this way bionic model was successfully established. After 3D solid bionic model of knee joint was built up, and a foundation for further mechanical analysis was laid. Knee joint prosthesis and simulation test-bed were designed by all above.

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期刊信息
  • 《系统仿真学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:北京仿真中心 中国仿真学会
  • 主编:李伯虎
  • 地址:北京市海淀区永定路50号院
  • 邮编:100039
  • 邮箱:simu-xb@vip.sina.com
  • 电话:010-88527147
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-731X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3092/V
  • 邮发代号:82-9
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:51729