唇裂的三維有限元建模及仿真.pdf

1、臉是體現(xiàn)人美觀的一個極其重要部位，頜面外科手術作為修復面部畸形的手術越來越多地被人們所重視。頜面外科的手術一般都是通過提供力的約束來使面部形態(tài)恢復正常。因此應力分析在頜面外科手術中對好的手術效果有著極其重要的意義。 唇裂是先天性的面部畸形，在我國和世界上其它國家都有著很高的發(fā)生率。對于唇裂的治療，外科手術中一般都采用三角瓣法或旋轉(zhuǎn)推進法進行修復。盡管在過去幾十年里，外科手術有了很大的改進，但是鑒于軟組織結構和形變特點的復雜性，外

2、科醫(yī)生還是不能精確地預測術后的形變結果，術后臉部畸形的現(xiàn)象有著很高的發(fā)生率，導致病人要經(jīng)歷好幾次復雜手術來進行修復。 本文目的是要建立唇裂的三維有限元模型，仿真軟組織與上頜骨的相互作用，尤其是外科手術中軟組織的應力分布，從而為外科醫(yī)生對提供可能開展的手術的精確預測。 三維有限元模型的建立主要包括兩個步驟： 第一步是從CT數(shù)據(jù)中實現(xiàn)唇裂的幾何模型三維重建； 第二步是實現(xiàn)唇裂有限元模型的建立。我們通過對CT圖

3、像的分割、幾何形態(tài)擬合、三維重建得到與唇部相關的三維幾何模型；把幾何模型劃分成面網(wǎng)格，生成體模型并且用四面體單元劃分模型； 然后我們分別利用簡單的線彈性模型方法和CT值區(qū)分賦材質(zhì)的方法給四面體單元賦予材料屬性。在有限元分析軟件ANSYS9．0中，通過確定邊界條件和加載拉力來仿真唇裂修復手術中的定點和縫合操作，運行有限元分析程序，我們得出了兩種不同賦材質(zhì)方法縫合所需要的拉力； 最后的整個模型形變情況以及整個模型的應力分布情