人体胸廓骨骼三维有限元模型的构建及生物力学分析.pdfVIP

法医学杂志 2013年4月第29卷 第2期 ·81· ·论著· 人体胸廓骨骼三维有限元模型的构建及生物力学分析 邵煜1，一，黄 平2，李正东2，刘宁国!，万雷2，邹冬华2，陈忆九2 (1．复旦大学上海医学院法医学系，上海200032；2．司法部司法鉴定科学技术研究所上海市法医学重点 实验室．上海200063) 摘 要：目的建立完整的人体胸廓骨骼三维有限元模型，并探索力作用变化趋势。 方法对尸体胸部进 行多层螺旋CT(muhislice computed 廓骨性结构进行三维重建并生成有限元模型，模拟胸廓右季肋部遭受速度为4、6与8m／s的钝性物体正面 击打，分析胸廓受击打后的应力、应变分布情况。 结果成功构建解剖学高仿真度的人体胸廓有限元模型， 模型体网格平均质量0．7i生物力学分析结果显示胸廓受击打后发生局部弯曲及整体变形．应力与应变产 生于初始打击部位肋骨，后沿肋骨向两侧传播，并于肋骨后侧及近胸骨处集中，6m／s与8m／s的打击速度可 造成打击部位肋骨应变值超出相应强度极限．发生骨折。 结论应用有限元建模分析软件能够建立符合 真实情况的高质量的人体胸廓三维有限元模型。且模型可用于分析外力作用下胸廓骨性结构的应变趋势， 为胸部损伤的致伤方式推断提供了新的途径和方法。 关键词：法医病理学；生物力学：有限元分析；体层摄影术，螺旋计算机；胸廓 中图分类号：DFv795．1文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1004—5619．2013．02．001 文章编号：1004—5619(2013)02—008l一05 Establishmentofa3DFiniteElementModelofHumanThoracicandBiome． Cage chanical Analysis sHAo Y“3，HUANGP汛《，LI 2，WANLei2,ZoU Zheng-don92,LIUNing-guo Dong-hua2,CHENYi-jiu2 Forensic Medical 2。0D32，China； (1．Departmentof Medicine，ShanghaiCollege．FudanUniversity,Shanghai FotensicMedicine．InstituteForensic 2．ShanghaiKeyLaborator，’of of Science．MinistryofJustice．PR．Chi— 200D63．C^ina) ha,Shanghai Abstract：ObTOestablisha3Dfiniteelementmodel ofthe humanthoracicand complete cage to abiomechanical Themultislice of perform analysis．Methods computedtomography(MSCT)images humanthoraxwereobtainedandusedto a3Dreconstructionanda finiteelementmodelofthe develop of thoracic finiteelement software．The area themodelwassim— cageby mode