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基于低剂量CT图像的双胞胎个体化可计算模型构建
编辑人员丨1天前
目的:为了弥补胎儿辐射剂量学研究中双胞胎数字化模型的空白，本研究拟基于临床低剂量CT图像构建双胞胎可计算体模。方法:采用阈值自动分割和手动分割结合的方式对孕妇患者的低剂量CT图像进行分割与标识，在3D建模软件中对分割后的母体轮廓、胎儿轮廓和骨骼等组织器官进行三维重建与曲面重构，再进一步依据国际放射防护委员会(ICRP)89号报告和世界卫生组织(WHO)报告中胎儿发育数据构建胎儿内部器官。结果:建立了全球第一套基于低剂量CT图像的个体化双胞胎非均匀有理B样条(NURBS)曲面模型，该模型的外部轮廓、骨骼，在母体的大小、位置和姿势均与真实患者完全一致。每个所构建的胎儿模型具有25个器官/组织，并且其质量与参考值的相对偏差<10%。结论:本研究构建了一套基于低剂量CT图像的个性化双胞胎可计算体模，填补了双胞胎可计算模型的空白，有助于更加准确评估怀有双胞胎的孕妇患者在接受放射诊断的过程中胎儿接受的电离辐射剂量。
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编辑人员丨1天前
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颈动脉爆炸冲击伤有限元仿真模拟及生物力学分析
编辑人员丨2023/8/6
目的 构建三维有限元模型,并探讨颈动脉爆炸冲击伤的生物力学机制.方法 基于1名健康男性志愿者头颈CT血管造影(CTA)影像学数据,应用Mimics软件提取三维几何模型.应用Geomagic Studio软件对几何模型进行颈动脉、软组织非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合,得到三维实体模型.应用HyperMesh软件进行体网格划分,得到包括动脉血管、血液及周围软组织的颈动脉三维有限元模型.设置材料参数及边界条件,设置血管壁破裂损伤阈值为1 MPa,在LS-DYNA软件中模拟颈部距MK3A2型手榴弹80,70和60 cm爆炸冲击致伤颈动脉的动态过程,输出冲击波波形、超压峰值,输出应力云图分析损伤形态及应力分布,输出应力时间曲线分析力学变化.结果 距爆心80,70和60 cm时,冲击波超压峰值分别为0.45,0.63和0.96 MPa.80 cm时血管壁应力峰值为0.43 MPa,管壁尚未破裂;70 cm时,头臂干应力峰值大于1 MPa,出现较小破裂;60 cm时,头臂干和升主动脉应力峰值均大于1 MPa,出现明显破裂;双侧颈总动脉根部、头臂干、升主动脉等部位血管前壁为高应力集中区,表现为损伤破裂高发区.结论 成功构建颈动脉爆炸冲击伤有限元模型,可以用于分析爆炸冲击致伤颈动脉的力学响应和损伤机制.爆炸冲击过程中瞬间应力突变达到或超过血管壁损伤阈值是其损伤及破裂的主要致伤机制;距爆心为60及70 cm时,管壁应力峰值大于1 MPa,即可出现颈动脉破裂.可为颈动脉爆炸冲击伤临床救治和损伤防护提供参考.
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编辑人员丨2023/8/6
