构建基于中国可视化人体图像的高精度头颅三维有限元模型

"首例基于中国可视化人体图像的头颅有限元模型的构建，通过使用中国可视化人体(CVH)数据集，研究人员成功地构建了一个详细的三维头颅有限元(FE)模型。这个模型涵盖了脑颅、颌面骨、下颌骨、大脑镰、大脑、小脑和脑干等多个解剖结构，具有31223个节点和119911个实体单元。模型的网格质量良好，满足工程应用的要求。相较于基于CT或MRI图像的头颅FE模型，此模型在颅底和面颅部分的精度更高，显示了CVH数据集在生物力学和解剖结构研究中的潜力和优势。" 在该研究中，构建头颅有限元模型的过程主要包括以下几个关键步骤： 1. 三维图像重建：使用CVH数据集的高分辨率图像，通过专业软件进行三维重构，形成头颅的三维几何模型，这一步是模型的基础。 2. 头颅实体模型重建：基于三维图像，构建出物理实体模型，包括各个解剖结构的精确几何形状。 3. 有限元模型网格划分：将实体模型划分为多个有限元，每个元素代表一个微小的几何区域，用于后续的力学分析。 4. 头颅FE模型装配：将各个部分的有限元模型整合在一起，形成完整的头颅FE模型，确保各部分间的连接准确无误。 5. 模型验证与优化：通过比较模型与实际解剖结构，评估模型的精度，并优化网格质量，确保模型能够真实反映头颅的生物力学特性。 该研究的成果对于理解人体头部在受到冲击或创伤时的响应具有重要意义，特别是在交通事故、体育伤害等领域的生物力学研究中。同时，它也为颅脑损伤的预防和治疗提供了更精确的计算工具。此外，基于CVH数据集的模型可以为医疗设备的设计、手术规划以及药物分布研究提供更加真实的模拟环境。 这项工作是中国可视化人体数据集在生物力学领域的一个重要应用，不仅提升了头颅模型的精度，还扩展了CVH数据集的应用范围，对于推动中国乃至全球的生物医学工程研究具有积极的促进作用。