3.1 建立OSAHS患者上气道及其毗邻结构的三维有限元模型
2026年09月13日
3.1 建立OSAHS患者上气道及其毗邻结构的三维有限元模型
采用螺旋CT扫描技术,以DICOM数据直接建模法建立模型。首先将CT图像以DICOM格式导入Mimics 10.01软件中,利用软件自带的阈值分割技术,根据灰度值对不同组织进行自动识别,进而区分骨骼、肌肉、气道等不同组织。之后通过边缘识别、空洞填补、3D模型生成、网格划分等程序,建立了包含下颌骨、舌骨、舌体、软腭、上气道、上气道周围肌肉及软组织的三维模型。在Imageware中遵循点—曲线—曲面原则,对模型点云数据进行降噪、对齐,并对点云进行B样条曲线、曲面创建、自由曲面的光滑化处理及建模,并将得到的面模型导入Ansys 8.0软件进行前处理,获得体模型并进行网格划分。由于实体模型软组织建模的复杂性及其与周围组织连接困难,故将连接下颌骨和舌骨以及气道之间的肌肉作为一个整体进行建模,对模型中肌肉与骨的连接部分进行共面处理,建立了OSAHS患者上气道及其周围结构的三维有限元模型。由于实验分析需要,要对模型进行材质赋予。为了简化计算分析,假设模型中各材料和组织为连续、均质和各向同性的线弹性材料。实验各材料的弹性模量参阅文献并与Mimics软件赋值相结合,采用10节点的Solid 92四面体单元,提高了模型的相似性和准确度,分析结果更接近实际。计算机按要求划分网格后,所划分的网格单元采用10节点的Solid 92四面体单元划分单元和节点,皮质骨、松质骨、肌肉及气道得到的单元数和节点数分别为:562920、50141、336789个单元,544929、84869、303134个节点。(https://www.daowen.com)