基于冰冻切片的人体骨盆有限元模型的建立与初步验证

目的建立基于冰冻切片的人体骨盆有限元模型，以用于研究骨盆非线性生物力学特性。方法采用“中国数字虚拟人”第1例男性冰冻切片数据，运用切片图像处理软件CryoSegmentation提取出骨轮廓线，分别建立骨皮质、骨松质线模型和有限元模型。骨与软骨选用SOLID92四面体十节点单元，韧带采用2D索单元LINK10，分别赋予材料属性。结果按骶髂关节为融合状态进行模型计算，应力主要集中部位是椎骨前面、骶髂关节面及周边、髂骨弓、坐骨大切迹、髋臼侧缘以及股骨颈；骶髂关节面应力主要集中在耳状面周缘，最大位移发生在L3；融合状态下各韧带所承拉力都较小。结论基于冰冻切片的建模方法可获取更为精确的人体解剖结构信息，包含软组织条件的骨盆有限元模型的建立是基于CT和MRI有限元建模方法的重要补充。