基于解剖数据建立人眼组织的三维有限元模型

doi:10.3969/j.issn.1006-7795.2010.01.009

首都医科大学学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (1): 39-43.doi: 10.3969/j.issn.1006-7795.2010.01.009

• 眼科学基础及临床研究进展 • 上一篇下一篇

基于解剖数据建立人眼组织的三维有限元模型

卢海¹, 万千¹, 王广志²

1. 首都医科大学附属北京同仁医院, 北京同仁眼科中心, 北京市眼科学与视觉科学重点实验室;2. 清华大学生物医学工程系

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2010-02-21 发布日期:2010-02-21
通讯作者: 卢海

Establishment of Three dimensional Finite Element Model of Human Eye Based on Anatomical data

LU Hai¹, WAN Qian¹, WANG Guang-zhi²

1. Beijing Tongren Eye Center, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing Ophthalmology and Visual Science Key Laboratory;2. Department of Biomedical Engineering, Tsinghua University

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2010-02-21 Published:2010-02-21
Contact: LU Hai

摘要/Abstract

摘要： 目的借助计算机辅助设计(CAD)软件，探索利用人体解剖数据，建立人眼组织的三维有限元模型的方法，为相关的眼外伤仿真研究提供技术平台。方法收集眼组织的解剖学数据，确定眼球、眼外肌、视神经的几何尺寸和配合位置，在UG NX 2.0软件中制作草图、设计零件并组装成三维实体模型，模型导入Hypermesh 8软件进行划分网格，导入ANSYS软件进行材料赋值和节点耦合，最终建立人眼组织三维有限元模型。结果成功建立了由7 047个单元和5 642个节点组成的人眼组织三维有限元模型。结论基于解剖学数据，利用计算机辅助设计软件和有限元软件建立眼球组织的三维有限元模型，模型忠实于人体解剖学数据，为进一步进行眼眶骨折生物力学研究和眼外伤研究提供了技术平台。

关键词: 眼, 眼眶骨折, 有限元分析, 三维重建, 生物力学, 计算机辅助设计

Abstract: Objective To establish a three-dimentional(3D) finite element model of human eye based on the method of the computer aided design(CAD) and human anatomical data. Methods With an intense calculation of anatomical data of human eye, we obtained the geometry and dimension of eyeball, extraocular muscles and optic nerve. Based on the data, we accomplished the sketch, which followed by designing and assembling different sections of eye with UG NX2.0. The processed digital 3D model was input to and meshed by Hypermesh 8, and the 3D finite element model of human eye was constructed with ANSYS. Results A 3D finite element model of a unilateral eye was successfully constructed with 7 047 units and 5 642 nodes. Conclusion Based on the anatomical data, processed with CAD software and finite element analysis software, the 3D finite element model can be established which simulates the real anatomical structures of the human eye. The newly completed model can be used for further finite element analysis and might provide effective platform for biomechanical research of orbital fractures and eye injuries.

Key words: eye, orbital fractures, finite element analysis, 3D reconstruction, biomechanics, computer aided design

中图分类号:

R 777.5

卢海, 万千, 王广志. 基于解剖数据建立人眼组织的三维有限元模型[J]. 首都医科大学学报, 2010, 31(1): 39-43.

LU Hai, WAN Qian, WANG Guang-zhi. Establishment of Three dimensional Finite Element Model of Human Eye Based on Anatomical data[J]. Journal of Capital Medical University, 2010, 31(1): 39-43.

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