《脊柱生物力学特性有限元分析：MIMICS、Geomagic Wrap、SOLIDWORKS 和ANSYS Workbench软件联合应用实例详解》简介
《脊柱生物力学特性有限元分析：MIMICS、Geomagic Wrap、SOLIDWORKS 和ANSYS Workbench软件联合应用实例详解》这本书是由.张俊华等编著创作的,《脊柱生物力学特性有限元分析：MIMICS、Geomagic Wrap、SOLIDWORKS 和ANSYS Workbench软件联合应用实例详解》共有125章节
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目录
目 录 第1章 脊柱生物力学有限元分析概述 第1节 脊柱的解剖结构 一、椎骨 二、椎间盘 三、韧带 第2节 有限元方法基本原理 第3节 脊柱生物力学分析概述 一...
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第1章 脊柱生物力学有限元分析概述
脊柱是由脊椎骨和连接椎骨的椎间盘及韧带所组成的联合体。了解脊柱的解剖结构，分析其生物力学特性，对理解脊柱疾病或外伤的生物力学机理，进而采用正确有效的治疗方案都具...
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第1节 脊柱的解剖结构
构成人体中轴的脊柱主要具备3 项生物力学功能： 支撑作用 支撑头颅和躯干。 运动作用 允许躯体进行伸、屈、转动等生理运动。 保护作用 保护脊髓、神经和血管免受外...
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一、椎骨
椎骨按照功能结构可以分为颈椎、胸椎、腰椎、骶椎及尾椎，如图1.1 所示。借助椎间软骨、椎间盘和韧带，椎骨彼此相接构成脊柱。大多数个体具有7 块颈椎、12 块胸椎...
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二、椎间盘
椎间盘位于两个椎体之间，能够吸收、缓冲载荷，并使载荷分布均匀，相当于一个缓冲垫。椎间盘是由软骨终板、纤维环和髓核组成，如图1.3 所示。上、下软骨终板和纤维环一...
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三、韧带
脊柱的各椎骨之间通过韧带相连接，主要包括3 条长韧带和4 条短韧带，如图1.4所示。长韧带包括椎体前部的前纵韧带、椎体后部的后纵韧带和棘突上的棘上韧带。 前纵韧...
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第2节 有限元方法基本原理
“有限元方法”（Finite Element Method，FEM）这一名称是由Clough 在1960 年提出。有限元方法是求解数理方程的一种数值计算方法。通...
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第3节 脊柱生物力学分析概述
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一、骨科生物力学
生物力学是根据力学原理来定量研究生物体的力学问题的学科，它将力学、医学、生物学的基本原理和方法结合起来，并应用物理学、数学及工程学的方法和概念来获得生物体的力学...
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二、脊柱常见病变
脊柱可以在三维空间6 个自由度范围运动，而过度的屈曲、伸展、侧屈、垂直压缩、纵向牵张、旋转或水平剪力等载荷可能导致脊柱损伤。 除了创伤性因素，许多脊柱疼痛是渐进...
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三、脊柱有限元生物力学分析
针对脊柱的生物力学分析实验方法主要包括：人体内实验、动物实验、物理实验、标本实验、计算机模拟实验等。人体内实验难以实施；动物实验可以随意施加干预因素，观察生物体...
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四、脊柱生物力学分析流程
由于脊椎结构复杂，为了更为便捷而准确地根据CT 切片数据重建脊柱三维模型，以便后续使用ANSYS 进行脊柱有限元分析，本书联合使用MIMICS、Geomagic...
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第2章 MIMICS 三维重建
Materialise's Interactive Medical Image Control System（MIMICS）是专门针对医学图像的分割、测量、仿真...
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第1节 MIMICS 软件简介
打开MIMICS 20.0，可看到MIMICS界面包括标题栏、菜单栏、工具栏、视图窗口、消息窗口、三维（Three-dimensional，3D）工具条、工程管...
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一、菜单栏
包括File（文件）、Edit（编辑）、View（视图）、Image（成像）、Measure（测量）、Segment（分割）、Analyze（分析）、Align...
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二、工具栏
包括基本工具栏和专项工具栏两部分。其中基本工具栏包括新项目向导（New Project Wizard）、打开（Open）、保存（Save）、打印（Print）、...
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三、视图窗口
导入的图像将以不同视角出现在视图窗口。如图2.1 所示，默认配置中，视图窗口右上角的图像为轴向图像，即横截面X-Y 平面，也称顶视图，以红色边框包围；左上角的图...
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四、上下文菜单
在任意视图窗口右击，将弹出上下文菜单，如图2.1 所示，其中包括Pan（平移）、Zoom（缩放）、Unzoom（取消缩放）、Zoom to Full Scree...
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五、3D 工具条
通常在3D 视图窗口右侧，包括透明度显示切换（Toggle Transparency）、裁剪（Clipping）、体绘制显示/隐藏（Show/hidevolum...
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六、工程管理窗口
MIMICS 具有丰富的功能模块，如分析模块、仿真模块、三维重建模块、有限元网格划分模块、测量模块等，可在工程管理窗口对当前对象进行相应功能管理和处理。可根据需...
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七、标题栏、消息窗口、进度条
标题栏显示当前项目或患者的名称，以及关于该项目压缩图像类型等信息。MIMICS 处理过程的一些信息将在消息窗口中显示。处理进度在右下角的进度条中显示。 MIMI...
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第2节 MIMICS 导入数据
MIMICS 能够导入DICOM、Bitmap、JPG、TIFF 等多种格式的断层扫描图像数据。首先需创建一个项目，将断层图像导入其中，再进行分割、重建等处理。...
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一、打开新建项目向导
单击菜单“File”→“New Project Wizard”（也可单击工具栏中的“新建”按钮，或使用键盘“Ctrl+n”），将弹出新建项目向导对话框，如图2....
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二、指定项目存放位置、导入图像序列、图像格式
在新建项目向导对话框中指定要导入的切片图像序列所在文件夹、该项目存放的目标文件夹位置，以及图像格式是否严格为DICOM 3.0 格式等信息，如图2.4 所示。 ...
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三、显示导入图像信息
步骤二设置完成后，单击图2.4 对话框的“Next”按钮，将在新弹出的对话框中显示导入图像的相关信息，如图2.7 所示。其中可预览切片图像，可查看相关参数，包括...
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四、导入切片图像到MIMICS
选定图像序列后，单击图2.7 所示对话框的“Convert”按钮，将导入切片图像到MIMICS。 如果前后、左右、上下其中一个方向参数未知，则将弹出方向设置对话...
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五、调节视窗显示
MIMICS 有一些常用的鼠标、键盘操作，能够快速调节视窗显示。在任意视图中按下滚轮（中键），移动鼠标可以进行图像平移；而按下“Ctrl”键和鼠标右键，移动鼠标...
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六、保存项目
单击菜单“File”→“Save Project”按钮，可保存项目文件；也可以直接在工具栏中单击“保存”按钮，保存项目文件。此时保存的项目及其路径是系统自动给的...
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七、退出项目
要关闭项目，可单击菜单“File”→“Close Project”按钮。...
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八、打开已有项目
要打开已有的MIMICS 项目，可单击菜单“File”→“Open Project”按钮（或直接在工具栏中单击“打开”按钮），将弹出打开项目对话框，如图2.10...