通过整合3D扫描和特定主题FE建模工作流程,定制整形设计
Yinghu Peng1,2, Yan Wang2,3,4, Qida Zhang5
1CAS Key Laboratory of Human-Machine Intelligence-Synergy Systems, Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, China.
Medical & biological engineering & computing
|March 6, 2024
概括
这项研究介绍了一种更快的方法,用于创建定制整形设计的专用有限元素 (FE) 脚模型. 基于表面的FE模型 (SFEM) 准确地预测了脚和正压力,简化了设计过程.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗工程 医学工程
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 有限元 (FE) 脚模型有助于理解脚力学和设计定制形.
- 目前的FE模型开发通常是耗时且昂贵的.
研究的目的:
- 使用扫描的脚面数据,开发一个特定于主题的脚尺模拟工作流程,用于整形设计.
- 验证开发模型在预测接口压力的准确性.
主要方法:
- 使用扫描的脚面和缩放的骨质几何形状,创建了一个特定主题的基于表面的有限元素模型 (SFEM).
- 量化了缩放和扫描表面之间的几何偏差.
- SFEM被用来预测赤脚和脚正接口压力.
主要成果:
- 缩放和扫描表面之间的平均几何偏差为0.23 ± 0.09毫米,除了侧面前脚外,没有显著差异.
- 与测量相比,SFEM预测了脚正接口压力,最大偏差为7.1%.
- 该模型在预测赤脚和整形压力方面表现出很好的准确性.
结论:
- 专用尺度足模拟工作流程 (SFEM) 可以准确预测赤脚和脚正接口压力.
- 这种SFEM技术有潜力显著加快定制脚节骨的设计和优化.
- 开发的工作流提供了一个更有效的替代方案,用于创建针对患者的FE脚模型.
