[发明专利]一种适用于动静耦合载荷的骨结构预测方法

摘要

本发明公开了一种适用于动静耦合载荷的骨结构预测方法，包括：步骤一：确定要进行预测的骨结构的拓扑范围，并区分出固体骨质区域和骨内液体流体区域；步骤二：对骨结构进行建模，固体域和流体域分别建模，然后装配；步骤三：对建立的骨结构模型进行有限元网格划分，得到骨结构有限元网格模型；步骤四：分别定义骨结构固体骨质和流体的材料性能参数；步骤五：对骨结构有限元网格模型加载力学边界条件和载荷；步骤六：对骨结构进行有限元分析求解；本方法实现了骨组织内固体骨质静载力学刺激和流体动载力学刺激两种力学信号的调控作用，与骨重建生理观测力学刺激生理机制基本一致，预测结果更为准确。

主权项

1.一种适用于动静耦合载荷的骨结构预测方法，其特征在于，包括：步骤一：确定要进行预测的骨结构的拓扑范围，并区分出固体骨质区域和骨内液体流体区域，根据力学原理抽象出力学边界条件、动载荷、静载荷；步骤二：对步骤一确定的骨结构进行建模，固体域和液体流体域分别建模，然后装配；步骤三：对步骤二建立的骨结构模型进行有限元网格划分，得到骨结构有限元网格模型；步骤四：分别定义骨结构固体骨质的材料性能参数和液体流体的材料性能参数；步骤五：对骨结构有限元网格模型加载力学边界条件和载荷；步骤六：对骨结构进行有限元分析求解；步骤七：提取固体骨质表征受力和变形程度的力学效应参数作为固体骨质骨重建方向控制力学激励；步骤八：提取流体壁面的流体剪应力作为基本多细胞单位激活概率控制力学激励；步骤九：应用骨重建控制方程计算下一步的表征骨结构固体骨质区域特征的量；步骤十：对得到的新的骨结构进行材料、边界条件、载荷进行定义；步骤十一：收敛判断，固体骨质骨重建方向控制力学激励或骨结构趋于稳定，退出骨重建迭代循环，结束骨结构预测计算；否则转至步骤六开始下一步的迭代计算；步骤十二：进入有限元分析后处理，进行各单元表征骨结构特征的量图形显示，即得到预测的骨结构。