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1、影像医学与核医学专业毕业论文影像医学与核医学专业毕业论文 精品论文精品论文 老年健康女性盆底老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型的建立及其分析肛提肌三维有限元模型的建立及其分析关键词：肛提肌关键词：肛提肌 盆底盆底 有限元模型有限元模型 有限元分析有限元分析 骨盆骨盆摘要：目的： 根据逆向工程的原理及有限元方法，利用志愿者骨盆 CT 及 MRI 图像数据，建立老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型，并对该模型进 行有限元分析。 方法： 对一老年未孕女性健康志愿者选取 L5 椎体上缘至 骨盆出口(坐骨结节下缘)部位进行骨盆 CT 及 MR 薄层 I 扫描，使用荷兰 Philips16 层螺旋 CT
2、 取常规仰卧位横轴位扫描，层厚 1mm，采用荷兰 Philips Gyroscan Intera1.5T 超导磁共振成像仪，取常规仰卧位，使用腹部线圈，采 用 3D-重建序列进行扫描，层厚为 1.4mm，分别获得其骨盆、盆底肛提肌及双侧 闭孔内肌的 DICOM 格式原始图像数据，把数据刻盘并导入 Mimics12.0 软件，根 据图像资料结合软件自动功能与人工描绘等方法，分别建立基于 CT 和 MRI 图像 数据的包括骶骨、髂骨、耻骨、坐骨、肛提肌及双侧闭孔内肌在内的骨盆环、 盆底肛提肌及双侧闭孔内肌三维几何模型以.stl 格式保存。基于逆向工程的方 法，使用 Geomagic Studio9
3、.0 软件对 Mimics 生成的模型进行进一步处理，包 括光顺、打磨、生成 Nurbs 曲面、网格优化等操作，再应用 Geomagic Studio9.0 图像处理软件构建包括骨盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌在内的三维有限元前处理 模型并以.IGS 格式保存，最后将该模型导入有限元分析软件 Ansys11.0，构建 包含骨盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌等在内的有限元模型。并选择休息状态、适 度张力、剧烈张力三种状态对该模型进行有限元分析。 同时，在盆底肌肉几 何模型上选择 15 条基线分别对其厚度进行测量，其中闭孔内肌的每条基线选取 10 个测量点，肛提肌上缘基线选取 15 个测量点、下缘选取 20 个
4、测量点，计算 肛提肌及双侧闭孔内肌的厚度。 结果： 基于逆向工程方法及医学图像数 据建立了与解剖结构非常接近的老年健康女性盆底肛提肌、闭孔内肌及骨盆的 三维有限元模型。在本模型上，闭孔内肌比肛提肌厚，双侧闭孔内肌的厚度基 本相同。获得了该模型的 3 种状态 7 个工况的肛提肌的位移云图及 Von Mises 应力云图。 结论： 采用 CT 及 MRI 薄层扫描数据建立的盆底肛提肌三维有 限元模型真实可靠，能逼真反应它的空间立体解剖关系，避免了已往依赖于尸 体标本解剖获得模型的缺点，所获得的模型数据接近于活体解剖，有利于后期 的有限元分析。 本模型所示的肛提肌最大位移随肛提肌的主动收缩压力及腹
5、压的增大逐渐减小；肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力随腹压的增大 而逐渐增大；肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力在腹压相同的情况下 随肛提肌主动收缩压力增大逐渐减小。正文内容正文内容目的： 根据逆向工程的原理及有限元方法，利用志愿者骨盆 CT 及 MRI 图像数据，建立老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型，并对该模型进行有 限元分析。 方法： 对一老年未孕女性健康志愿者选取 L5 椎体上缘至骨盆 出口(坐骨结节下缘)部位进行骨盆 CT 及 MR 薄层 I 扫描，使用荷兰 Philips16 层螺旋 CT 取常规仰卧位横轴位扫描，层厚 1mm，采用荷兰 Phili
6、ps Gyroscan Intera1.5T 超导磁共振成像仪，取常规仰卧位，使用腹部线圈，采用 3D-重建 序列进行扫描，层厚为 1.4mm，分别获得其骨盆、盆底肛提肌及双侧闭孔内肌 的 DICOM 格式原始图像数据，把数据刻盘并导入 Mimics12.0 软件，根据图像资 料结合软件自动功能与人工描绘等方法，分别建立基于 CT 和 MRI 图像数据的包 括骶骨、髂骨、耻骨、坐骨、肛提肌及双侧闭孔内肌在内的骨盆环、盆底肛提 肌及双侧闭孔内肌三维几何模型以.stl 格式保存。基于逆向工程的方法，使用 Geomagic Studio9.0 软件对 Mimics 生成的模型进行进一步处理，包括光顺
7、、 打磨、生成 Nurbs 曲面、网格优化等操作，再应用 Geomagic Studio9.0 图像处 理软件构建包括骨盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌在内的三维有限元前处理模型并 以.IGS 格式保存，最后将该模型导入有限元分析软件 Ansys11.0，构建包含骨 盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌等在内的有限元模型。并选择休息状态、适度张力、 剧烈张力三种状态对该模型进行有限元分析。 同时，在盆底肌肉几何模型上 选择 15 条基线分别对其厚度进行测量，其中闭孔内肌的每条基线选取 10 个测 量点，肛提肌上缘基线选取 15 个测量点、下缘选取 20 个测量点，计算肛提肌 及双侧闭孔内肌的厚度。 结果： 基于逆
8、向工程方法及医学图像数据建立 了与解剖结构非常接近的老年健康女性盆底肛提肌、闭孔内肌及骨盆的三维有 限元模型。在本模型上，闭孔内肌比肛提肌厚，双侧闭孔内肌的厚度基本相同。 获得了该模型的 3 种状态 7 个工况的肛提肌的位移云图及 Von Mises 应力云图。结论： 采用 CT 及 MRI 薄层扫描数据建立的盆底肛提肌三维有限元模型真 实可靠，能逼真反应它的空间立体解剖关系，避免了已往依赖于尸体标本解剖 获得模型的缺点，所获得的模型数据接近于活体解剖，有利于后期的有限元分 析。 本模型所示的肛提肌最大位移随肛提肌的主动收缩压力及腹压的增大逐 渐减小；肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mise
9、s)应力随腹压的增大而逐渐增大； 肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力在腹压相同的情况下随肛提肌主动 收缩压力增大逐渐减小。 目的： 根据逆向工程的原理及有限元方法，利用志愿者骨盆 CT 及 MRI 图像 数据，建立老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型，并对该模型进行有限元 分析。 方法： 对一老年未孕女性健康志愿者选取 L5 椎体上缘至骨盆出口 (坐骨结节下缘)部位进行骨盆 CT 及 MR 薄层 I 扫描，使用荷兰 Philips16 层螺 旋 CT 取常规仰卧位横轴位扫描，层厚 1mm，采用荷兰 Philips Gyroscan Intera1.5T 超导磁共振成像仪，取常规
10、仰卧位，使用腹部线圈，采用 3D-重建 序列进行扫描，层厚为 1.4mm，分别获得其骨盆、盆底肛提肌及双侧闭孔内肌 的 DICOM 格式原始图像数据，把数据刻盘并导入 Mimics12.0 软件，根据图像资 料结合软件自动功能与人工描绘等方法，分别建立基于 CT 和 MRI 图像数据的包 括骶骨、髂骨、耻骨、坐骨、肛提肌及双侧闭孔内肌在内的骨盆环、盆底肛提 肌及双侧闭孔内肌三维几何模型以.stl 格式保存。基于逆向工程的方法，使用 Geomagic Studio9.0 软件对 Mimics 生成的模型进行进一步处理，包括光顺、打磨、生成 Nurbs 曲面、网格优化等操作，再应用 Geomagi
11、c Studio9.0 图像处 理软件构建包括骨盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌在内的三维有限元前处理模型并 以.IGS 格式保存，最后将该模型导入有限元分析软件 Ansys11.0，构建包含骨 盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌等在内的有限元模型。并选择休息状态、适度张力、 剧烈张力三种状态对该模型进行有限元分析。 同时，在盆底肌肉几何模型上 选择 15 条基线分别对其厚度进行测量，其中闭孔内肌的每条基线选取 10 个测 量点，肛提肌上缘基线选取 15 个测量点、下缘选取 20 个测量点，计算肛提肌 及双侧闭孔内肌的厚度。 结果： 基于逆向工程方法及医学图像数据建立 了与解剖结构非常接近的老年健康女性盆底肛提
12、肌、闭孔内肌及骨盆的三维有 限元模型。在本模型上，闭孔内肌比肛提肌厚，双侧闭孔内肌的厚度基本相同。 获得了该模型的 3 种状态 7 个工况的肛提肌的位移云图及 Von Mises 应力云图。结论： 采用 CT 及 MRI 薄层扫描数据建立的盆底肛提肌三维有限元模型真 实可靠，能逼真反应它的空间立体解剖关系，避免了已往依赖于尸体标本解剖 获得模型的缺点，所获得的模型数据接近于活体解剖，有利于后期的有限元分 析。 本模型所示的肛提肌最大位移随肛提肌的主动收缩压力及腹压的增大逐 渐减小；肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力随腹压的增大而逐渐增大； 肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mi
13、ses)应力在腹压相同的情况下随肛提肌主动 收缩压力增大逐渐减小。 目的： 根据逆向工程的原理及有限元方法，利用志愿者骨盆 CT 及 MRI 图像 数据，建立老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型，并对该模型进行有限元 分析。 方法： 对一老年未孕女性健康志愿者选取 L5 椎体上缘至骨盆出口 (坐骨结节下缘)部位进行骨盆 CT 及 MR 薄层 I 扫描，使用荷兰 Philips16 层螺 旋 CT 取常规仰卧位横轴位扫描，层厚 1mm，采用荷兰 Philips Gyroscan Intera1.5T 超导磁共振成像仪，取常规仰卧位，使用腹部线圈，采用 3D-重建 序列进行扫描，层厚为 1.4mm
14、，分别获得其骨盆、盆底肛提肌及双侧闭孔内肌 的 DICOM 格式原始图像数据，把数据刻盘并导入 Mimics12.0 软件，根据图像资 料结合软件自动功能与人工描绘等方法，分别建立基于 CT 和 MRI 图像数据的包 括骶骨、髂骨、耻骨、坐骨、肛提肌及双侧闭孔内肌在内的骨盆环、盆底肛提 肌及双侧闭孔内肌三维几何模型以.stl 格式保存。基于逆向工程的方法，使用 Geomagic Studio9.0 软件对 Mimics 生成的模型进行进一步处理，包括光顺、 打磨、生成 Nurbs 曲面、网格优化等操作，再应用 Geomagic Studio9.0 图像处 理软件构建包括骨盆诸骨、肛提肌及闭孔内
15、肌在内的三维有限元前处理模型并 以.IGS 格式保存，最后将该模型导入有限元分析软件 Ansys11.0，构建包含骨 盆诸骨、肛提肌及闭孔内肌等在内的有限元模型。并选择休息状态、适度张力、 剧烈张力三种状态对该模型进行有限元分析。 同时，在盆底肌肉几何模型上 选择 15 条基线分别对其厚度进行测量，其中闭孔内肌的每条基线选取 10 个测 量点，肛提肌上缘基线选取 15 个测量点、下缘选取 20 个测量点，计算肛提肌 及双侧闭孔内肌的厚度。 结果： 基于逆向工程方法及医学图像数据建立 了与解剖结构非常接近的老年健康女性盆底肛提肌、闭孔内肌及骨盆的三维有 限元模型。在本模型上，闭孔内肌比肛提肌厚，
16、双侧闭孔内肌的厚度基本相同。 获得了该模型的 3 种状态 7 个工况的肛提肌的位移云图及 Von Mises 应力云图。结论： 采用 CT 及 MRI 薄层扫描数据建立的盆底肛提肌三维有限元模型真 实可靠，能逼真反应它的空间立体解剖关系，避免了已往依赖于尸体标本解剖 获得模型的缺点，所获得的模型数据接近于活体解剖，有利于后期的有限元分析。 本模型所示的肛提肌最大位移随肛提肌的主动收缩压力及腹压的增大逐 渐减小；肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力随腹压的增大而逐渐增大； 肛提肌所受的最大冯米塞斯(Von Mises)应力在腹压相同的情况下随肛提肌主动 收缩压力增大逐渐减小。 目的： 根据逆向工程的原理及有限元方法，利用志愿者骨盆 CT 及 MRI 图像 数据，建立老年健康女性盆底肛提肌三维有限元模型，并对该模型进行有限元 分析。 方法： 对一老年未孕女性健康志愿者选取 L5 椎体上缘至骨盆出
