医学毕业论文--Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型.doc
《医学毕业论文--Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《医学毕业论文--Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型.doc(34页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型 作者:杨萍,张少锋,刘继鹏,周冰,孟庆岩,高婧【摘要】 目的:建立人下颌区三维有限元模型. 方法:采用薄层CT扫描技术、医学影像三维重建软件Amira和Unigraphics NX造型软件以及有限元分析软件ALGOR相结合建立下颌567及其支持组织的三维有限元模型. 结果:建立了下颌区三维有限元模型,总节点为93 260个,六面单元数为167 111个. 结论:所建模型结构完整,空间结构测量准确度高,单元划分精细、能够较精确地模拟实体状态,为进一步的生物力学研究提供了基础. 【关键词】 有限元分析法0引言有限元分析法(finit
2、e element analysis method,FEAM)是一种理论力学的分析计算方法,近年来,随着电子计算机技术的飞速发展和各种功能齐全的软件开发, 已被广泛运用到口腔医学领域中用于各种复杂问题的力学研究.该方法的基础是模型的建立,如何提高模型的相似性是研究的重点1 ,只有提高模型的相似性,才能保证实验结果的准确性. 由于牙颌组织外形结构复杂,以往建模难度大,花费高,建模时问长. 我们将薄层CT扫描技术、医学影像三维重建软件Amira,Unigraphics NX以及有限元分析软件ALGOR相结合建模,对如何提高有限元模型精确性、加快建模的速度、简化建模过程进行探讨.1材料和方法1.1材
3、料GX26O商用台式机(处理器Intel Pentium 43.0 G,内存2 GB,硬盘250 GB,操作系统Windows 2000 Professiona1);PQ6000螺旋CT扫描机(美国Picker公司);应用软件Amira4.0(美国TGS公司);UGNX4(美国EDS公司);有限元分析软件ALGORv19(美国ALGOR公司);根据参考文献2,选择一牙列完整、咬合关系正常、无明显牙周疾患及牙槽骨吸收成年男性志愿者,作为下颌牙列及下颌骨三维形态数据测量的样本.1.2方法1.2.1CT扫描及原始数据的获取测试者取仰卧位,颏部抬高,头部固定,戴用预制咬合板,避免上下牙列接触. 用螺旋
4、CT扫描机进行扫描,层厚0. mm,选择得到断层影像100张,将扫描图像在CT工作站转换为bmp格式文件,记录并存入计算机.1.2.2图像的三维重建将得到的bmp文件输入医学影像三维重建软件Amira中,读取二维图像数据生成牙齿的三维点云图(图1),转换为可以在UG中输入的tiff格式,再将模型导入UG造型软件实体网格构建. 将多面体网格填充方式由点云形成粗略实体,以牙冠为特征形成XY轴,使用UG中的Imageware模块对齐坐标轴,进行点云拟合和形成髓腔. 平行切割点云形成相交线. 利用已得到的相交线,通过曲线命令形成牙体根部,用缝合命令封闭根尖端完成髓腔实体. 用布尔运算形成牙的实体,将模
5、型保存为igs格式(图2).图1图2略1.2.3三维有限元模型的建立将建立的三维空间模型数据导入有限元分析软件中,利用ALGOR中分析模块对模型进行自动网格划分,采用8节点六面体单元自动、依次划分各部分的单元,获得三维有限元模型. 根据要求设定材料特性、边界条件,假设模型中的各材料和组织为连续、均质、各向同性的线弹性材料;其近远中径及底部完全固定,受力时模型各界面均不产生相互滑动. 参考文献3-5 ,所用主要材料参数如表1所示.2结果建立了下颌567实体模型, 将模型导入有限元分析软件ALGOR后, 采用8节点六面体单元自动、 依次划分各部分的单元, 获得三维有限元模型(图3). 建成的模型总
6、单元数167 111个, 节点数93 260个, 其中下颌5单元数为36 093个, 节点21 830个, 下颌6单元数为73 984个, 节点40 694个, 下颌7单元数为57 034个, 节点30 736个. 所构建的有限元模型能够以单独或组合的方式观察各组成部分的情况, 还可以按照不同的研究目的和要求进行删除、 旋转、 切割和添加, 方便个别修改和调用.表1有关材料的力学参数略3讨论3.1三维有限元模型建立的基础FEAM分析研究的基础是建立有限元模型,理想模型的建立是准确计算和分析的前提. 而二维截面的生成是模型与实体相似度高低的关键,CT扫描技术具有定位准确,准确再现复杂细微结构,数
7、据精确及可重复使用等优势. 故我们选择此方法较好地再现了牙颌组织结构. 建模过程中,由于牙齿的表面形态及内部结构细微复杂,在建模过程中反映其真实形态难度很大,尤其是磨牙的建模更为复杂,以往建模过程中部分方法不能获得精细的解剖外形及内部结构. 面对模型的“简化”意味着几何信息不准确,会对应力分析结果造成影响6. 我们选用Amira建模软件将二维图像数据转换为牙齿的点云分布图,排除了人为因素的影响,再利用专业造型软件UG生成实体模型,从而使模型具有可调性,精确到点,不存在简化,点控制曲线,由曲线控制曲面,再由曲面生成三维实体模型. 这样所建模型完全符合实际形态并可进行快速分析.3.2逆向工程建模优
8、势牙齿的几何形状较为复杂,属于多材质复合组织,通过常用的有限元软件实体建模工具很难构建几何相似性良好的牙齿有限元模型,需要利用逆向建模(reverse modeling)技术7, 即将已有的牙体模型通过测量扫描及各种先进数据处理手段获得实体信息,进行数据处理手段获得实物信息,然后利用CAD(computer aid design)技术对牙体实物进行各曲面、尖、窝、嵴的实性造型,从而得到原件的CAD模型. Imageware作为UGNX中提供的逆向工程造型软件,具有强大的测量数据处理、曲面造型、误差检测功能. 可以处理几万至几百万的点云数据. 建模过程中最关键的环节即利用Imageware进行点
9、云的正交化,以此来避免因未正交化导致的不符合牙齿正常形态,导致信息的丧失. 正交化后的模型经逆向工程检测生成的牙齿与点云间最大均方根值<0.1,有效的保证了模型的精度. 建模中存在的另一个问题是生成了高阶复杂曲面,其产生原因是由于牙齿的特殊解剖特性所致,而有限元内并不支持高阶曲面,导致模型不能倒入有限元分析软件ALGOR中进行网格的划分,对此我们利用UG中曲面编辑功能形成样条曲线(低阶3),必须经过点-线-面-线-体的建模过程,根据先前所描记的模型各层轮廓线上的各个点的坐标UG便可自动建立近似几何实体,由此建立起来的三维有限元模型形态与实体具有较好的几何相似性,可以代表实体的真实形态,得
10、到一个即忠实于点云实体,又能被ALGOR划分出有效网格的模型.3.3有限元网格的划分用于三维几何模型进行有限元单元划分的网格类型主要包括:六面体单元、四面体单元、三棱柱单元等. 六面体网格具有较高的精度,但划分难度高,较难实现自动网格划分,而我们所用有限元分析软件ALGOR,采用8节点六面体依次划分,可自动生成美观、精度高的有限元网格,并可模拟各种结构形式及各种复杂材料. 网格划分时进行网格参数设置并分网,若网格可以接受则进入分析环境,若网格不能接受则修改控制参数或者进行网格细化. 在划分单元时,单元的大小(网格的疏密)要根据精度的要求和计算机的速度及容量来确定,对部分细微结构及应力和位移变化
11、较剧烈的部位采取网格加密,避免信息损失.综上所述,我们将采用CT扫描技术与CAD软件和有限元分析软件共同建模,所建立的牙齿几何相似性好,有效的提高了建模精度和建模速度,单元划分精细,模型可任意旋转观察、切割及调整并可重复使用. 从而为进一步的优化修复设计提供了可靠依据.【参考文献】 1 Baumrind S, Kom EL, Boyd RL. Apical root resorption in orthodontically treated adultsJ. Am J Orthod Dentofacial Orthop,1996,110(4): 311-320.2 王惠芸. 我国人牙的测量和统
12、计J. 中华口腔医学杂志,1959,7(3): 147-153.3 Chang KH,Magdum S,Khera SC. An advanced approach for computer modeling and prolotyping of the human toothJ. Ann Biomed Eng,2003, 31(5):621-631.4 Toparli M. Stress analysis in a postrestored tooth utilizing the finiteelement methodJ. J Oral Rehabil,2003,30(5):470-476
13、.5 Farah JW,Powers JW,Dennison JB,et al. Effects of cement bases on the stress and deflections in composite restorationsJ. Dent Res,1976,55(1):15-20.6 田力丽,李凌曼. 逆向工程技术法构建牙体缺损修复的三维有限元模型J. 实用口腔医学杂志, 2006,22(4):502-505.7 李作广. 生物组织有限元建模与分析J. 同济大学学报,2002,30(3):356-358.8-范文最新推荐- 财务出纳工作手册财务出纳工作手册财务出纳工作手册一、日
14、常工作:1、严格执行现金管理和结算制度,定期向会计核对现金与帐目,发现金额不符,做到及时汇报,及时处理,财务出纳工作手册。2、及时收回公司各项收入,开出收据,及时收回现金存入银行。3、根据会计提供的依据,与银行相关部门联系,井然有序地完成了职工工资和其它应发放的经费发放工作。4、坚持财务手续,严格审核(凭证上必须有经手人及相关领导的签字才能给予支付),对不符手续的凭证不付款。二、其他工作1、 迎接公司上市财务审计,准备所需财务相关材料为迎接审计部门对我公司帐务情况的检查工作,做好前期自查自纠工作,对检查中可能出现的问题做好统计,并提交领导审阅。在工作中,我忠于职守,尽力而为,领导和同事们也给了
15、我很大的帮助和鼓励。2.完成领导交付的其他工作。三. 回顾检查自身存在的问题,我认为:一、学习不够。当前,以信息技术为基础的会计软件的应用及理论基储专业知识、工作方法等不能完全适应新的工作。二、对针对以上问题,今后的努力方向是:加强理论学习,进一步提高工作效率。对业务的熟悉,必须通过相关专业知识的学习,虚心请教领导和同事增强分析问题、解决问题的能力,努力学习,争取在明年取得会计从业资格证书。综上所述。在过去的几个月中,付出过努力,也得到过回报。人到中年,用严肃认真的态度对待工作,在工作中一丝不苟的执行制度,是我们的优势。我坚持要求自己做到谨慎的对待工作,并在工作中掌握财务人员应该掌握的原则。作
16、为财务人员特别需要在制度和人情之间把握好分寸,既不能的触犯规章制度也不能不通世故人情。只有不断的提高业务水平才能使工作更顺利的进行。在即将到来的2011年,我会扬长避短,更好的完成本职工作。【扩展阅读篇】工作总结格式一般分为:标题、主送机关、正文、署名四部分。(1)标题。一般是根据工作总结的中心内容、目的要求、总结方向来定。同一事物因工作总结的方向侧重点不同其标题也就不同。工作总结标题有单标题,也有双标题。字迹要醒目。单标题就是只有一个题目,如我省干部选任制度改革的一次成功尝试。一般说,工作总结的标题由工作总结的单位名称、工作总结的时间、工作总结的内容或种类三部分组成。如“市化工厂1995年度
17、生产工作总结”“市研究所1995年度工作总结”也可以省略其中一部分,如:“三季度工作总结”,省略了单位名称,工作总结财务出纳工作手册。毛泽东的关于打退第二次反共高潮的总结,其标题不仅省略了总结的单位名称,也省略了时限。双标题就是分正副标题。正标题往往是揭示主题即所需工作总结提炼的东西,副标题往往指明工作总结的内容、单位、时间等。例如:辛勤拼搏结硕果县氮肥厂一九九五年工作总结(2)前言。即写在前面的话,工作总结起始的段落。其作用在于用简炼的文字概括交代工作总结的问题;或者说明所要总结的问题、时间、地点、背景、事情的大致经过;或者将工作总结的中心内容:主要经验、成绩与效果等作概括的提示;或者将工作
18、的过程、基本情况、突出的成绩作简洁的介绍。其目的在于让读者对工作总结的全貌有一个概括的了解、为阅读、理解全篇打下基础。(3)正文。正文是工作总结的主体,一篇工作总结是否抓住了事情的本质,实事求是地反映出了成绩与问题,科学地总结出了经验与教训,文章是否中心突出,重点明确、阐述透彻、逻辑性强、使人信,全赖于主体部分的写作水平与质量。因此,一定要花大力气把立体部分的材料安排好、写好。正文的基本内容是做法和体会、成绩和缺点、经验和教训。1)成绩和经验这是工作总结的目的,是正文的关键部分,这部分材料如何安排很重要,一般写法有二。一是写出做法,成绩之后再写经验。即表述成绩、做法之后从分析成功的原因、主客观
19、条件中得出经验教益。二是写做法、成绩的同时写出经验,“寓经验于做法之中”。也有在做法,成绩之后用“心得体会”的方式来介绍经验,这实际是前一种写法。成绩和经验是工作总结的中心和重点,是构成工作总结正文的支柱。所谓成绩是工作实践过程中所得到的物质成果和精神成果。所谓经验是指在工作中取得的优良成绩和成功的原因。在工作总结中,成绩表现为物质成果,一般运用一些准确的数字表现出来。精神成果则要用前后对比的典型事例来说明思想觉悟的提高和精神境界的高尚,使精神成果在工作总结中看得见、摸得着,才有感染力和说明力。2)存在的问题和教训一般放在成绩与经验之后写。存在的问题虽不在每一篇工作总结中都写,但思想上一定要有
20、个正确的认识。每篇工作总结都要坚持辩论法,坚持一分为二的两点论,既看到成绩又看到存在的问题,分清主流和枝节。这样才能发扬成绩、纠正错误,虚心谨慎,继续前进。写存在的问题与教训要中肯、恰当、实事求是。(4)结尾一般写今后努力的方向,或者写今后的打算。这部分要精炼、简洁。(5)署名和日期。署名写在结尾的右下方,在署名下边写上工作总结的年、月、日,如为突出单位,把单位名称写在标题下边,则结尾只落上日期即可。简而言之:总结,就是把某一时期已经做过的工作,进行一次全面系统的总检查、总评价,进行一次具体的总分析、总研究;也就是看看取得了哪些成绩,存在哪些缺点和不足,有什么经验、提高。 那么,工作总结怎么写
21、?个人工作总结的格式是怎样的?详情请看下文解析。(一)基本情况1. 总结必须有情况的概述和叙述,有的比较简单,有的比较详细。这部分内容主要是对工作的主客观条件、有利和不利条件以及工作的环境和基础等进行分析。2. 成绩和缺点。这是总结的中心。总结的目的就是要肯定成绩,找出缺点。成绩有哪些,有多大,表现在哪些方面,是怎样取得的;缺点有多少,表现在哪些方面,是什么性质的,怎样产生的,都应讲清楚。3. 经验和教训。做过一件事,总会有经验和教训。为便于今后的工作,须对以往工作的经验和教训进行分析、研究、概括、集中,并上升到理论的高度来认识。今后的打算。根据今后的工作任务和要求,吸取前一时期工作的经验和教
22、训,明确努力方向,提出改进措施等。具体可以参考部分工作总结范文。(二)写好总结需要注意的问题1. 一定要实事求是,成绩不夸大,缺点不缩小,更不能弄虚作假。这是分析、得出教训的基础。2. 条理要清楚。总结是写给人看的,条理不清,人们就看不下去,即使看了也不知其所以然,这样就达不到总结的目的。3. 要剪裁得体,详略适宜。材料有本质的,有现象的;有重要的,有次要的,写作时要去芜存精。总结中的问题要有主次、详略之分,该详的要详,该略的要略。另外,在结尾处也可以附上下一步个人工作计划。 财务出纳工作交接书财务出纳工作交接书财务出纳工作交接书移交原出纳员XX,因工作调动 ,财务处已决定将出纳工作移交给XX
23、 接管 ,财务出纳工作交接书。 现办理如下交接 :一、交接日期2011年X月X日二、具体业务的移交1.库存现金:X 月 X 日账面余额 xx 元,实存相符,日记账余额与总账相符;2.库存国库券:xx元 ,经核对无误;3.银行存款余额 xxx 万元 , 经编制 “银行存款余额调节表” 核对相符。三、移交的会计凭证 、 账簿 、文件1.本年度现金日记账一本 ;2.本年度银行存款日记账二本;3.空白现金支票 XX 张 (XX号至 XX 号 );4.空白转账支票 XX 张 (XX号至 XX 号 );5.托收承付登记簿一本;6.付款委托书一本;7.信汇登记簿一本;8.金库暂存物品细表一份,与实物核对相符
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 医学 毕业论文 Amira UG ALGOR 软件 联合 建立 下颌 磨牙 三维 有限元 模型
链接地址:https://www.31doc.com/p-2181135.html