检索结果-南通市图书馆

作者：李俊义湖南大学

学位级别：硕士

在造成儿童脊椎损伤的因素中,交通事故是主要因素之一。虽然脊椎损伤在儿童整个部位的损伤中所占比例不足10%,但是所造成的伤害和经济损失却十分巨大,其中约有75%的儿童脊椎损伤发生在颈部,并且儿童颈部损伤有较高的死亡率。由于道德伦... 详细信息

在造成儿童脊椎损伤的因素中,交通事故是主要因素之一。虽然脊椎损伤在儿童整个部位的损伤中所占比例不足10%,但是所造成的伤害和经济损失却十分巨大,其中约有75%的儿童脊椎损伤发生在颈部,并且儿童颈部损伤有较高的死亡率。由于道德伦理等因素限制,对儿童颈部损伤生物力学方面的研究还非常匮乏,常常将成人的研究数据缩放获取儿童颈部生物力学特征,但是儿童颈部有着和成人不同的几何结构及材料属性,如:韧带松弛,小关节面窄而小,没有骨化的骨骼等,这也导致儿童颈部的损伤形式与成人甚至个体间有很大的不同。此外,目前的儿童颈部损伤评价工具,无法对不同体征参数的儿童颈部损伤进行研究。因此,为了更好地研究不同体征参数对儿童颈部损伤机理的影响,本文利用几何形状统计分析技术及网格变换技术,建立了基于年龄、身高及身体质量指数(Body Mass Index,简称BMI)的4-11岁儿童颈部参数化有限元模型,并开展了体征参数对儿童颈椎骨几何及儿童颈部力学响应影响的研究,主要工作如下:1)针对目前参数化人体模型建模方法中的标志点提取耗时长、一致度低以及难度大等问题,提出了一种快速提取标志点的方法,并将该方法应用到一个9岁儿童C4-C5颈椎段建模中。通过尸体试验数据,在多种试验工况下验证该方法建立有限元模型的有效性。2)对28个临床医用计算机断层扫描(Computed Tomography,简称CT)数据进行图像阈值分割、三维重建、标志点提取、标志点调整、几何形状统计分析、网格变换等处理,建立了4-11岁儿童颈部有限元模型。该模型可以通过任意合理的年龄、身高及BMI的参数组合,预测该体征参数下的儿童颈部几何,并生成该体征参数下的儿童颈部有限元模型。3)根据合理的儿童体征数据,使用本文提出的儿童颈部参数化有限元模型构建方法,快速生成了不同体征参数下的儿童颈部有限元模型,并研究了不同体征参数对儿童颈椎骨及颈部力学响应的影响。论文研究表明,与传统提取标志点的方法相对比,该套取点方法节约了2/3/4的时间。应用网格变换技术快速生成的有限元模型几何精度高,网格质量与基准模型相近,生物逼真度高。不同体征参数对颈椎骨几何尺寸及儿童颈部的力学响应,都有很大的影响。该4-11岁儿童颈部参数化有限元模型的建立,对研究儿童颈部的损伤机理及儿童颈部防护工具的开发具有重要意义。

关键词：儿童颈部损伤生物力学网格变换技术体征参数参数化模型

数字儿童颈部薄层断面与影像解剖对比及其三维可视化应用研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

数字儿童颈部薄层断面与影像解剖对比及其三维可视化应用研究

作者：徐雪彬内蒙古医科大学

学位级别：硕士

目的构建国人数字儿童可视化数据集,为其颈部影像诊断、手术模拟、教学研究提供理论依据。方法第一部分:选择发育中等、表面完整、无畸形和疾病6岁男童标本,利用数控冷冻铣削技术,从脚到头超薄铣切,高清数码相机获取二维图像,铣切厚度0.... 详细信息

目的构建国人数字儿童可视化数据集,为其颈部影像诊断、手术模拟、教学研究提供理论依据。方法第一部分:选择发育中等、表面完整、无畸形和疾病6岁男童标本,利用数控冷冻铣削技术,从脚到头超薄铣切,高清数码相机获取二维图像,铣切厚度0.10mm,无锯损,图像分辨率13000×8000,获得完整高清、整套完整的超薄层铣切可视化数据集;在其二维水平、矢状和冠状断层图像上鉴别和标注其颈部所有组织器官,并结合相应CT、MRI二维图像作对照,对其相关结构和毗邻进行发育解剖学分析。第二部分:数据集从枕骨大孔至T上缘,第10000-9220号间的标准断面,计780层图像,层间距0.1mm,利用ACDsee 2021软件图像批处理功能将上述图像由.png转为.psd格式导入Photoshop软件对可视化二维断面图像行结构精细分割,用Digihuman Reconstruction System软件,基于体素重建法对颈部外形和毗邻结构行三维重建,包括颈部椎骨骼、脊髓、未骨化软骨、血管、肌群等三维空间的形态特征和毗邻关系进行观测和分析。结果1.数控冷冻铣切共采集图像11421张,格式*.png,分辨率13000×8000,图片27.4MB/张,共计305.60G。每张均清晰完整,无断面缺失,所获图片满足实验需求。在可视化数字儿童横、矢、冠面的二维连续断层图像上对其颈部诸结构形态位置、起止走行、毗邻关系进行详实鉴别分析,并与相应CT、MRI图像对照。2.创建了数字儿童颈部及其相关结构三维模型,直观展示诸结构空间关系。结论1.成功构建了国人数字儿童可视化数据集,为其颈部深入研究提供了实验基础。其颈部断层形态在三个平面上各具特点,矢状位断层图像能够充分显示微细结构;有助于更好地在其图像上辨别发育特征及相关病损;2.为制作“儿童断层/影像解剖图谱”、相关教材、手术模拟、虚拟仿真等提供素材和依据。

关键词：儿童颈部横断面解剖图像分割三维可视化数控冷冻铣切

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

三岁儿童颈部有限元模型开发与验证

三岁儿童颈部有限元模型开发与验证

作者：魏嵬湖南大学

学位级别：硕士

人体颈椎是人体脊柱最易受损伤的部位。儿童颈部与成人颈部在解剖学、形态学方面存在较大差异，儿童颈部骨骼更纤细，韧带更松弛，小关节面更水平。这些差异也将导致儿童颈部相对成人更容易受到损伤。颈部作为连接头部的重要解剖学结构... 详细信息

人体颈椎是人体脊柱最易受损伤的部位。儿童颈部与成人颈部在解剖学、形态学方面存在较大差异，儿童颈部骨骼更纤细，韧带更松弛，小关节面更水平。这些差异也将导致儿童颈部相对成人更容易受到损伤。颈部作为连接头部的重要解剖学结构，其动力学响应直接头部响应。因此儿童颈部生物力学研究对儿童颈部损伤防护及头颈部损伤机理研究都至关重要。本文基于某发育正常且无颈部损伤的3岁男童颈部CT扫描图片，利用Mimics和Geomagic软件对颈椎骨骼点云数据进行处理，重建其三维几何模型，利用Hypermesh软件对骨骼几何模型离散化，获得椎骨有限元网格，再参考人体解剖学图谱，利用Hypermesh软件建立椎间盘、软骨和韧带等软组织的有限元模型。其中，基于成人颈部各组织的材料力学实验数据和缩放方法，获得本模型各组织的材料属性输入参数。本文还提出并推导了儿童颈部韧带力学特性曲线的缩放方法。针对建立的3岁儿童颈部有限元模型，基于Luck儿童颈椎段准静态、动态拉伸实验，Nightingale成人颈椎段准静态弯曲-伸展实验、Yoganandan颈椎段准静态侧向弯曲和轴向旋转实验并参考Irwin颈部响应缩放方法，对C2-C3、C3-C4、C4-C5、C5-C6和C6-C7颈椎段模型进行了相应载荷条件下的验证;基于Luck提出的儿童全颈椎0.1N·m弯曲-伸展载荷下的运动范围、Ouyang进行的2.5岁和3岁儿童全颈椎动态拉伸实验及弯曲-伸展实验，对本文开发的3岁儿童颈部模型进行了相应载荷下的全颈椎验证。验证结果表明：C4-C5颈椎段模型的准静态、动态拉伸刚度，动态拉伸失效位移、失效力均与实验值温和良好，各颈椎段的准静态弯曲-伸展、侧向弯曲及轴向旋转响应基本处在基准相应数据或实验通道曲线范围内，即颈椎段模型具有较高生物逼真度;虽然本模型全颈椎动态拉伸失效力-位移曲线与实验曲线形状相似，但动态拉伸失效位移、失效力均小于实验值，全颈椎准静态弯曲-伸展运动范围与实验值相差较大，本模型全颈椎生物逼真度仍有待提高。

关键词：儿童颈部颈部损伤有限元模型缩放方法生物逼真度验证

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

6岁儿童颈部建模及汽车尾撞工况下损伤研究

6岁儿童颈部建模及汽车尾撞工况下损伤研究

作者：韩晓强北京交通大学

学位级别：硕士

汽车碰撞容易对儿童颈部造成损伤,由于儿童颈部处于生长发育阶段,其颈部损伤比例比成年人更高,49.4%的颈部损伤是由于尾撞导致的。目前国内外对成人颈部的损伤研究较多,而对车辆尾撞中儿童颈部损伤研究较少。因此,开展汽车尾撞工况下儿... 详细信息

汽车碰撞容易对儿童颈部造成损伤,由于儿童颈部处于生长发育阶段,其颈部损伤比例比成年人更高,49.4%的颈部损伤是由于尾撞导致的。目前国内外对成人颈部的损伤研究较多,而对车辆尾撞中儿童颈部损伤研究较少。因此,开展汽车尾撞工况下儿童颈部损伤研究有助于提高儿童颈部的损伤防护。采用创新性方法将30个3-10岁的儿童颈部CT样本自动提取出能够代表颈椎椎骨复杂三维形态的几何标志点。依据各样本的几何标志点,利用主成分分析和回归的方法建立儿童颈部几何统计学模型。根据建立的模型,可以预测出不同年龄和颈部周长的儿童颈椎的空间几何形态。另外,运用混合线性模型统计了 30个模型的年龄、椎骨位置及两者之间相互作用对椎骨长度、宽度及椎体周长和椎体高度的影响显著性。依据6岁儿童的颈部CT数据,首先采用分块-投影的方式对具有复杂空间形态的颈椎椎骨划分了高质量的六面体网格,然后按照解剖学结构建立颈部的椎间盘、软骨、韧带和肌肉等网格模型;最后对建立的每一部分模型定义了材料的本构方程及相应参数,完成整个儿童颈椎有限元模型的建立。针对建立的颈部有限元模型,基于文献中的尸体试验数据依次对C0-C2、C4-C5、C6-C7以及整个颈椎进行仿真验证,验证结果表明建立的颈部模型具有较高的生物逼真度。为了使用经验证的有限元模型评价车辆尾撞工况下颈部的损伤情况,首先,在MYDYMO中建立了假人-座椅多体动力学模型,按照真实的尾撞工况进行仿真获得了假人颈椎底部的加速度曲线;然后,将获取的加速度曲线作为边界条件施加在有限元模型的T1颈椎段上进行尾撞工况下仿真;其次,根据仿真结果,分析头颈部有限元模型中各组织的生物力学响应及颈部损伤情况;最后,对座椅靠背的刚度和尾撞加速度曲线进行参数化仿真分析,分析参数变化对儿童颈部损伤的影响规律。

关键词：汽车尾撞儿童颈部几何统计模型有限元模型损伤研究