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目的:角膜是眼球屈光系统的主要组成部分,极大地影响着眼球总的光学性能和视觉质量。因为位于眼球的最前端而容易受到外伤,且在眼球疾病中,角膜疾病如圆锥角膜等有较高的发病率。随着计算机辅助设计(CAD)在医学领域的迅速发展,角膜的形态学研究也成为国内外热点,尤其是三维角膜的建立研究。本研究基于正常人体角膜地形图数据,运用CREO软件对角膜进行参数化三维正向建模,并建立有限元模型,欲为角膜分析建立更有力的基础,从而在临床中起到提供诊断或治疗依据作用。方法:1.选取一名成年健康女性作为模拟对象,利用角膜地形图仪及三维相干光断层扫描(3D-OCT)采集角膜数据。2.依据上述数据并利用Creo Parametric 3.0软件建立直径7 mm范围内的参数化三维几何分部模型。3.在Mimics 15.0(Materiaise’s interactive medical image control system)软件中调整分部模型位置及角度。4.利用Geomagic Studio 12.0软件将分部模型联合、修补及平滑。5.在Mimics 15.0的3-matic 7.0模块中将各分部模型缝合为整体并自动调整,正向构建为三维几何角膜模型。6.在Mimics 15.0的3-matic 7.0模块中和ANSYS Workbench 17.0中,依据几何模型构建角膜有限元模型,在结构力学分析模块施加压力模拟眼内压。结果:1.成功地在建立了角膜直径7 mm范围内外表面三维几何分部模型,包括直径3 mm范围内3部分、直径3-5 mm范围内4部分以及直径5-7 mm范围内4部分。2.在Mimics 15.0软件中调整分部模型位置及角度合适,且成功在Geomagic Studio 12.0软件中将11个分部模型联合、修补及平滑。3.在Mimics 15.0的3-matic 7.0模块中将各分部模型缝合为整体并自动调整,并成功构建三维几何角膜模型,总单元数30892个。4.在Mimics 15.0中和ANSYS Workbench 17.0中生成上述复杂三维几何角膜模型的有限元模型。总结点数为46610个,总单元数为12269个。5.在ANSYS Workbench 17.0的结构力学分析模块模拟施加的眼内压,求解后分析其模型有效性。结论:1.基于正常人角膜地形图数据,应用Creo Parametric 3.0软件可构建出角膜的分部模型。2.利用Mimics 15.0及Geomagic Studio 12.0软件可以将分部模型高度优化处理并整合细化为可视化的三维几何模型。3.利用ANSYS Workbench 17.0软件验证得到所建三维几何模型可用于生物力学特征分析。