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(gè)極其重要部位，頜面外科手術(shù)作為修復(fù)面部畸形的手術(shù)越來越多地被人們所重視。頜面外科的手術(shù)一般都是通過提供力的約束來使面部形態(tài)恢復(fù)正常。因此應(yīng)力分析在頜面外科手術(shù)中對好的手術(shù)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(shù)中一般都采用三角瓣法或旋轉(zhuǎn)推進(jìn)法進(jìn)行修復(fù)。盡管在過去幾十年里，外科手術(shù)有了很大的改進(jìn)，但是鑒于軟組織結(jié)構(gòu)和形變特點(diǎn)的復(fù)雜性，外

2、科醫(yī)生還是不能精確地預(yù)測術(shù)后的形變結(jié)果，術(shù)后臉部畸形的現(xiàn)象有著很高的發(fā)生率，導(dǎo)致病人要經(jīng)歷好幾次復(fù)雜手術(shù)來進(jìn)行修復(fù)。 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(shù)中軟組織的應(yīng)力分布，從而為外科醫(yī)生對提供可能開展的手術(shù)的精確預(yù)測。 三維有限元模型的建立主要包括兩個(gè)步驟： 第一步是從CT數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)唇裂的幾何模型三維重建； 第二步是實(shí)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(guān)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?jiǎng)澐帜Ｐ停?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(fù)手術(shù)中的定點(diǎn)和縫合操作，運(yùn)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(gè)模型形變情況以及整個(gè)模型的應(yīng)力分布情