构建人体颅脑三维有限元模型：螺旋CT技术的应用

"基于螺旋CT的人体颅脑三维有限元模型构建 (2006年) - 天津科技大学机械工程学院" 这篇论文详细介绍了如何利用螺旋CT图像构建人体颅脑的三维有限元模型，这一过程对于理解颅脑结构、模拟创伤影响以及在多种领域中的应用具有重要意义。以下是对主要知识点的详细阐述： 1. **螺旋CT扫描**：螺旋CT（Computed Tomography）是一种医学成像技术，它通过连续旋转X射线源和探测器来获取人体内部的连续横截面图像，提供高分辨率的三维信息。在本研究中，螺旋CT被用来对人体颅脑进行断层扫描，获取精确的解剖结构数据。 2. **三维重建与CAD软件**：为了构建颅脑的三维模型，研究者首先利用CT图像的三维重建软件处理扫描数据，将连续的二维图像转化为三维结构。接着，他们结合计算机辅助设计（CAD）软件，绘制出颅脑各部分的轮廓线，这是构建有限元模型的基础。 3. **有限元软件ANSYS**：ANSYS是一款强大的工程仿真软件，能够进行复杂的结构分析和热流体动力学计算。在本研究中，研究者使用ANSYS对颅脑的轮廓线进行网格划分，创建了三维有限元模型，将连续的几何形状分解为多个离散的单元，每个单元都有明确的几何形状和材料属性。 4. **模型验证**：构建的颅脑模型包含了大脑的左右半球、小脑、脑干、大脑镰和小脑幕等多个关键结构，确保了模型的完整性。模型的准确性通过与实际解剖结构的对比和可能的生理或物理实验数据进行验证，以确保其可用于实际应用。 5. **应用领域**：这个三维有限元模型在多个领域具有实用性，如航空航天研究中模拟飞行员头部受力情况，交通事故分析中评估颅脑损伤，司法鉴定中的伤情判断，以及临床医学中对颅脑创伤的诊断和治疗方案设计。模型以精确的CT数据为基础，提高了这些领域的研究和诊断水平。 6. **关键词**：关键词包括“颅脑”、“三维有限元模型”和“螺旋CT”，这表明研究的核心内容是通过螺旋CT技术构建并验证颅脑的三维有限元模型，用于多种实际应用。 通过这项工作，研究者为科学界提供了一个可靠且详实的颅脑三维模型，促进了相关领域的科学研究和技术发展。